文章目录

• 一、linux 系统qcow2镜像制作

• 1. 基础知识

• KVM
• 虚拟化kvm发展
• VMware与KVM
• KVM和Qemu、libvirt的关系

• 2. 什么是qcow2
• 3. KVM环境下制作qcow2格式镜像
• 4. 检查CPU是否支持虚拟化

• 开启服务器物理机的CPU虚拟化功能
• VMware开启VT-x硬件虚拟化技术
• ESXI 6 开启VT-x硬件虚拟化技术
• 检查主板是否开启虚拟化

• 5. 通过qemu-img命令，vmdk格式 转成 qcow2
• 6. qcow2镜像转vmdk，导入ESXi
• 7. qcow2镜像压缩

一、linux 系统qcow2镜像制作

1. 基础知识

KVM

Kernel-based Virtual Machine的简称，是一个开源的系统虚拟化模块，自Linux 2.6.20之后集成在Linux的各个主要发行版本中。它使用Linux自身的调度器进行管理，所以相对于Xen，其核心源码很少。KVM已成为学术界的主流VMM之一。

计算机最重要几种资源分别是：计算（CPU）、存储（RAM、ROM），以及为了连接各种设备抽象出的 I/O 资源。所以 Intel 分别设计出了 VT-x 指令集、VT-d 指令集、VT-c 指令集等技术来实现硬件虚拟化，让 CPU 配合我们来实现这个目标，了解了核心思想之后，让我们来看一看 KVM 的架构图。

图片出自论文《Residency-Aware Virtual Machine Communication Optimization: Design Choices and Techniques》）

Intel 定义了 Virtual Machine Extension（VMX）这个处理器特性，也就是传说中的 VT-x 指令集。

虚拟化kvm发展

2006 年 10 月由以色列的 Qumranet 组织开发的一种新的“虚拟机”方案，并将其贡献给开源世界

2007 年 2 月于 Linux Kernel-2.6.20 中第一次包含了 KVM

2008 年 9 月，红帽收购了 Qumranet ，由此入手了 KVM 的虚拟化技术。在之前红帽决是将Xen 加入到自己的默认特性当中——那是 2006 年，因为当时Xen技术脱离了内核的维护方式，也许是因为采用 Xen 的 RHEL 在企业级虚拟化方面没有赢得太多的市场，也许是因为思杰跟微软走的太近了，种种原因，导致其萌生了放弃 Xen。而且在正式采用 KVM 一年后，就宣布在新的产品线中彻底放弃 Xen ，集中资源和精力进行 KVM 的工作。

2009 年 9 月，红帽发布其企业级 Linux 的 5.4 版本（ RHEL5.4 ），在原先的 Xen 虚拟化机制之上，将 KVM 添加了进来

2010 年 11 月，红帽发布其企业级 Linux 的 6.0 版本（ RHEL6.0 ），这个版本将默认安装的 Xen 虚拟化机制彻底去除，仅提供 KVM 虚拟化机制

2011 年初，红帽的老搭档 IBM 找上红帽，表示 KVM 这个东西值得加大力度去做。于是到了 5 月， IBM 和红帽，联合惠普和英特尔一起，成立了开放虚拟化联盟（ Open Virtualization Alliance ），一起声明要提升 KVM 的形象，加速 KVM 投入市场的速度，由此避免 VMware 一家独大的情况出现。联盟成立之时，红帽的发言人表示， 大家都希望除 “ VMware 之外还有一种开源选择。未来的云基础设施一定会基于开源

自 Linux 2.6.20 之后逐步取代 Xen 被集成在Linux 的各个主要发行版本中，使用 Linux 自身的调度器进行管理。

VMware与KVM

KVM:需要硬件支持的虚拟化技术，从硬件层面实现隔离；（openstack默认使用的虚拟化技术就是KVM）

QEMU:QEMU和KVM一样是一种虚拟化软件；

QUEMU和KVM的区别：由于KVM是内核级虚拟化软件（能虚拟化出CPU和内存），磁盘、网卡虚拟不出来，于是KVM就是结合了QEMU实现了用户态的虚拟化；

KVM和Qemu、libvirt的关系

不同的基于KVM的虚拟化平台，可能会采用不同的虚拟化组件，目前主流的采用QEMU-KVM组件。

KVM：Kernel-Based Virtual Machine 基于内核的虚拟机，是Linux内核的一个可加载模块，通过调用Linux本身内核功能，实现对CPU的底层虚拟化和内存的虚拟化，使Linux内核成为虚拟化层，需要x86架构的，支持虚拟化功能的硬件支持（比如Intel VT，AMD-V），是一种全虚拟化架构。KVM在2007年年2月被导入Linux 2.6.20内核中。从存在形式来看，它包括两个内核模块：kvm.ko 和 kvm_intel.ko（或kvm_amd.ko），本质上，KVM是管理虚拟硬件设备的驱动，该驱动使用字符设备/dev/kvm（由KVM本身创建）作为管理接口，主要负责vCPU的创建，虚拟内存的分配，vCPU寄存器的读写以及vCPU的运行。

QEMU：是一套由Fabrice Bellard编写的模拟处理器的自由软件，它是一个完整的可以单独运行的软件，可以独立模拟出整台计算机，包括CPU，内存，IO设备，通过一个特殊的“重编译器”对特定的处理器的二进制代码进行翻译，从而具有了跨平台的通用性。QEMU有两种工作模式：系统模式，可以模拟出整个电脑系统，另一种是用户模式，可以运行不同与当前硬件平台的其他平台上的程序（比如在x86平台上运行跑在ARM平台上的程序）；其代码地址 http://git.qemu.org/qemu.git ，有兴趣的同学可以自己去看看，目前最新的版本是2.7.0，在0.9.1及之前版本还可以使用kqemu加速器（可以理解为QEMU的一个插件，用来提高QEMU的翻译性能，支持Windows平台），但1.0以后版本就只能使用qemu-kvm（只支持Linux）进行加速了，1.3版本后QEMU和QEMU-KVM合二为一了。

QEMU-KVM：从前面对KVM内核模块的介绍知道，它只负责CPU和内存的虚拟化，加载了它以后，用户就可以进一步通过工具创建虚拟机（KVM提供接口），但仅有KVM还是不够的，用户无法直接控制内核去做事情（KVM只提供接口，怎么创建虚拟机，分配vCPU等并不在它上面进行），还必须有个运行在用户空间的工具才行，KVM的开发者选择了比较成熟的开源虚拟化软件QEMU来作为这个工具，并对其进行了修改，最后形成了QEMU-KVM。

在QEMU-KVM中，KVM运行在内核空间，QEMU运行在用户空间，实际模拟创建，管理各种虚拟硬件，QEMU将KVM整合了进来，通过/ioctl 调用 /dev/kvm，从而将CPU指令的部分交给内核模块来做，KVM实现了CPU和内存的虚拟化，但kvm不能虚拟其他硬件设备，因此qemu还有模拟IO设备（磁盘，网卡，显卡等）的作用，KVM加上QEMU后就是完整意义上的服务器虚拟化。

总结：QEMU-KVM具有两大作用：

1.提供对cpu，内存（KVM负责），IO设备（QEMU负责）的虚拟

2.对各种虚拟设备的创建，调用进行管理（QEMU负责）

libvirt
RedHat开始支持KVM后，大概是觉得QEMU+KVM方案中的用户空间虚拟机管理工具不太好用或者通用性不强，所以干脆搞了个libvirt出来，一个针对各种虚拟化平台的虚拟机管理的API库，一些常用的虚拟机管理工具如virsh（类似vim编辑器），virt-install，virt-manager等和云计算框架平台（如OpenStack，OpenNebula，Eucalyptus等）都在底层使用libvirt提供的应用程序接口。

libvirt主要由三个部分组成：API库，一个守护进程 libvirtd 和一个默认命令行管理工具 virsh。

QEMU是一个独立的虚拟化解决方案，并不依赖KVM（它本身自己可以做CPU和内存的模拟，只不过效率较低），而KVM是另一套虚拟化解决方案，对CPU进行虚拟效率较高（采用了硬件辅助虚拟化），但本身不提供其他设备的虚拟化，借用了QEMU的代码进行了定制，所以KVM方案一定要依赖QEMU

即使后来RedHat后来开发了libvirt，也只能简单的认为是个虚拟机管理工具，仍然需要通过用户空间QEMU来与KVM进行交互

2. 什么是qcow2

QCOW2镜像格式是Qemu支持的磁盘镜像格式之一。它可以使用一个文件来表示一个固定大小的块设备。与Raw镜像格式相比，QCOW2具有如下优点：

• 更小的文件大小，即便不支持holes（稀疏文件）的文件系统同样适用
• 支持写时拷贝(COW, Copy-on-write)，QCOW2镜像只反映底层磁盘镜像所做的修改
• 支持快照，QCOW2镜像可以包含镜像历史的多重快照
• 支持基于zlib的数据压缩
• 支持AES加密

3. KVM环境下制作qcow2格式镜像

CentOS7 KVM环境下制作qcow2格式镜像
参考URL:
云平台虚拟机镜像制作（从iso到qcow2）
参考URL: https://www.jianshu.com/p/4c1998854be5
linux系统qcow2镜像的制作
参考URL:

未测试验证，TODO！

4. 检查CPU是否支持虚拟化

Linux虚拟化是利用基于内核的KVM和libvirt来实现，需要CPU支持虚拟化。

egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

输出结果
56

如果回显大于0，说明有vmx或者svm，说明硬件支持虚拟化。

vmx是Intel，svm是AMD
匹配到’svm’说明你的linux服务器是支持AMD的虚拟化技术AMD-V；匹配到’vmx’说明你的linux服务器是支持Intel的虚拟化技术Intel-VT

开启服务器物理机的CPU虚拟化功能

开机时按‘F2、F12、DEL、ESC’等键就可以进入到BIOS
启用CPU虚拟化功能，设置【Configuration】【Intel Virtual Technology】【Enabled】

VMware开启VT-x硬件虚拟化技术

VMware安装centos 6.5虚拟机，无法支持KVM虚拟化，后发现未开启VT。 关闭虚拟机，打开虚拟机设置，VT开启操作如下

如果勾选，那么在虚拟机(GuestOS)中会获得本机上的硬件虚拟化特性，但会降低虚拟化性能；

ESXI 6 开启VT-x硬件虚拟化技术

一般虚拟化主ESXi都会开启BIOS中的CPU虚拟化技术，INTEL叫VT-x，AMD的叫AMD-V。

ESXI 6.0 CPU虚拟化是在web端设置的，在客户端vSphere中没有这个设置，切记！

检查主板是否开启虚拟化

先安装检查工具：
Ubuntu系统执行以下命令：

sudo apt update && sudo apt install cpu-checker -y

Ubuntu 安装完成后，执行以下命令：

sudo kvm-ok

输出的结果如下：

INFO: /dev/kvm existsKVM acceleration can be used

表明kvm加速可用。

2） 确认CPU和主板都可支持后。接下来安装kvm虚拟化套件：

只用VMware开虚拟机？来了解一下更强大KVM虚拟化技术
参考URL: https:///blogs-details/20210223032018622k

3）命令行启动kvm虚拟机
kvm虚拟机常用管理命令

查看启动中的kvm虚拟机：

virsh list

查看所有kvm虚拟机状态：

virsh list --all

启动kvm虚拟机：

virsh start FH-UMP-ZABBIX2（虚拟机名称）

5. 通过qemu-img命令，vmdk格式 转成 qcow2

VMWare 导出vmdk并转为qcow2格式
参考URL:

核心思路：qemu-img命令
qemu-img是QEMU的磁盘管理工具，在qemu-kvm源码编译后就会默认编译好qemu-img这个二进制文件。

安装qemu-img
https://qemu.weilnetz.de/w64/ 去官网下载安装包安装

选择安装路径：

添加到系统环境变量PATH中：

qemu-img convert -O qcow2 xxxx-disk1.vmdk xxxx-disk1.qcow2

如上，命令 亲测可用！

实战：

# qemu-img info SLES11SP1-single.vmdk image: SLES11SP1-single.vmdk file format: vmdk virtual size: 20G (21474836480 bytes) disk size: 3.9G # qemu-img convert -f vmdk -O qcow2 SLES11SP1-single.vmdk SLES11SP1-single.img # qemu-img info SLES11SP1-single.img image: SLES11SP1-single.img file format: qcow2

img转换vmdk

qemu-img convert -f raw openwrt.img -O vmdk openwrt.vmdk

-O的O是大写！

6. qcow2镜像转vmdk，导入ESXi

阿里云qcow2镜像转vmdk，导入ESXi

7. qcow2镜像压缩

压缩 KVM 的 qcow2 镜像文件