libvirt 详解（2）

1.1.3 libvirt、libvirtd的配置和使用

1. libvirt的配置文件

以RHEL 6.3为例，libvirt相关的配置的配置文件都在 /etc/libvirt/ 目录之中，如下所示：

[root@rhel6u3-ga libvirt]# cd /etc/libvirt/

[root@rhel6u3-ga libvirt]# ls

cim  libvirt.conf  libvirtd.conf  lxc.conf  nwfilter  qemu  qemu.conf  qemu-sanlock.conf  storage

[root@rhel6u3-ga libvirt]# cd qemu

[root@rhel6u3-ga qemu]# ls

networks  rhel6u3-1.xml  rhel6u3-2.xml

下面简单介绍其中几个重要的配置文件和目录：

（1）/etc/libvirt/libvirt.conf

libvirt.conf 文件是用于配置一些常用 libvirt 连接（通常是远程连接）的别名，和Linux中的普通配置文件一样，该配置文件中以井号（#）开头的行是注释，本次示例中的该配置文件如下：

[root@rhel6u3-ga kvm_demo]# cat /etc/libvirt/libvirt.conf

#

# This can be used to setup URI aliases for frequently

# used connection URIs. Aliases may contain only the

# characters  a-Z, 0-9, _, -.

#

# Following the ‘=’ may be any valid libvirt connection

# URI, including arbitrary parameters

 

uri_aliases = [

"remote1=qemu+ssh://root@192.168.93.201/system",

]

其中，配置了 remote1 这个别名用于指代 qemu+ssh://root@192.168.93.201/system 这个远程的libvirt连接，有这个别名后，就可以在 virsh 等工具或者自己写代码调用libvirt API 时使用这个别名而不需要写完整的、冗长的URI连接标识了。用 virsh 使用这个别名，连接到远程的 libvirt 上查询当前已经启动的客户机状态，然后退出连接，命令行操作如下：

[root@rhel6u3-ga kvm_demo]# service libvirtd reload

Reloading libvirtd configuration:                          [  OK  ]

[root@rhel6u3-ga kvm_demo]# virsh -c remote1

root@192.168.93.201′s password:

Welcome to virsh, the virtualization interactive terminal.

 

Type:  ‘help’ for help with commands

‘quit’ to quit

 

virsh # list

Id    Name                           State

—————————————————-

1     rhel6u3-remote                 running

 

virsh # quit

 

[root@rhel6u3-ga kvm_demo]#

在代码中调用 libvirt API 也可以使用这个别名用于建立连接，如下的 python 代码行就是使用这个别名来建立连接：

conn = libvirt.openReadOnly(‘remote1′)

（2）/etc/libvirt/libvirtd.conf

libvirtd.conf 是 libvirt 的守护进程 libvirtd 的配置文件，修改后需要让libvirtd重新加载配置文件（或重启libvirtd）才会生效。 libvirtd.conf 文件中，用井号（#）开头的行是注释内容，真正有用的配置在文件的每一行中使用“配置项 = 值”（如tcp_port = “16509″）这样配对的格式来设置。 libvirtd.conf 配置值了 libvirtd 启动时的许多设置，包括是否建立 TCP、UNIX domain socket 等连接方式及其最大连接数，以及这些连接的认证机制，等等。

例如，下面的几个配置项，表示关闭TLS安全认证的连接（默认值是打开的）、打开 TCP 连接（默认是关闭TCP连接的），设置TCP监听的端口，TCP连接不使用认证授权方式，设置UNIX domain socket 的保存目录等。

listen_tls = 0

listen_tcp = 1

tcp_port = “16666″

unix_sock_dir = “/var/run/libvirt”

auth_tcp = “none”

注意：要让TCP、TLS等连接的生效，需要在启动 libvirtd 时加上 –listen 参数（简写为 -l ）。而默认的 service libvirtd start 命令启动 libvirtd 服务时，并没带 –listen 参数，所以如果要使用TCP等连接方式，可以使用 libvirtd –listen -d 命令来启动libvirtd。

上面配置选项让 UNIX socket 放到 /var/run/libvirt 目录下，启动 libvirtd 并检验配置是否生效，命令行操作如下：

[root@rhel6u3-ga ~]# libvirtd –listen -d

2012-12-01 07:54:02.715+0000: 6788: info : libvirt version: 0.9.10, package: 21.el6 (Red Hat, Inc. <http://bugzilla.redhat.com/bugzilla>, 2012-05-23-09:15:11, x86-003.build.bos.redhat.com)

[root@rhel6u3-ga ~]# virsh -c qemu+tcp://localhost:16666/system

Welcome to virsh, the virtualization interactive terminal.

 

Type:  ‘help’ for help with commands

‘quit’ to quit

 

virsh # quit

 

[root@rhel6u3-ga ~]# ls /var/run/libvirt/libvirt-sock*

/var/run/libvirt/libvirt-sock  /var/run/libvirt/libvirt-sock-ro

（3）/etc/libvirt/qemu.conf

qemu.conf 是 libvirt 对QEMU的驱动的配置文件，包括 VNC、SPICE等和连接它们时采用的权限认证方式的配置，也包括内存大页、SELinux、Cgroups等相关配置。

（4）/etc/libvirt/qemu/ 目录

qemu 目录下是存放使用QEMU驱动的域的配置文件，查看qemu目录如下：

[root@rhel6u3-ga ~]# ls /etc/libvirt/qemu/

networks  rhel6u3-1.xml  rhel6u3-2.xml

其中包括了两个域的XML配置文件（rhel6u3-1.xml 和 rhel6u3-2.xml），这就是笔者用virt-manager 工具创建的两个域，默认会将其配置文件保存到 /etc/libvirt/qemu/ 目录下。而其中的 networks 目录是保存了创建一个域时默认使用的网络配置。

2. libvirtd的使用

libvirtd 是一个作为 libvirt 虚拟化管理系统中的服务器端的守护程序，如果要让某个节点能够用 libvirt 进行管理（无论是本地还是远程管理），都需要在这个节点上运行着 libvirtd 这个守护进程，以便让其他上层管理工具可以连接到该节点，libvirtd 负责执行其他管理工具发送它的虚拟化管理操作指令。而 libvirt 的客户端工具（包括virsh、virt-manager等）可以连接到本地或远程的 libvirtd 进程，以便管理节点上的客户机（启动、关闭、重启、迁移等）、收集节点上的宿主机和客户机的配置和资源使用状态。

在RHEL 6.3 中 libvirtd 是作为一个服务（service）配置在系统中的，所以可以通过 service 命令来对其进行操作（实际是通过 /etc/init.d/libvirtd 服务脚本来实现的）。常用的操作方式有：“service libvirtd start”命令表示启动libvirtd，“service libvirtd restart”表示重启 libvirtd，“service libvirtd reload”表示不重启服务但是重新加载配置文件（即 /etc/libvirt/libvirtd.conf 配置文件）。对 libvirtd 服务进行操作示例的命令行如下：

[root@rhel6u3-ga ~]# service libvirtd

Usage: /etc/init.d/libvirtd {start|stop|status|restart|condrestart|reload|force-reload|try-restart}

 

[root@rhel6u3-ga ~]# service libvirtd start

Starting libvirtd daemon: 2012-12-01 08:14:33.048+0000: 31202: info : libvirt version: 0.9.10, package: 21.el6 (Red Hat, Inc. <http://bugzilla.redhat.com/bugzilla>, 2012-05-23-09:15:11, x86-003.build.bos.redhat.com)

[  OK  ]

 

[root@rhel6u3-ga ~]# service libvirtd status

libvirtd (pid  31327) is running…

 

[root@rhel6u3-ga ~]# service libvirtd restart

Stopping libvirtd daemon:                                  [  OK  ]

Starting libvirtd daemon: 2012-12-01 08:14:43.522+0000: 31325: info : libvirt version: 0.9.10, package: 21.el6 (Red Hat, Inc. <http://bugzilla.redhat.com/bugzilla>, 2012-05-23-09:15:11, x86-003.build.bos.redhat.com)

[  OK  ]

默认情况下，libvirtd监听在一个本地的Unix domain socket上，而没有监听基于网络的TCP/IP socket，需要使用“-l 或 –listen”的命令行参数来开启对 libvirtd.conf 配置文件中对TCP/IP socket的配置。另外，libvirtd 守护进程的启动或停止，并不会直接影响到正在运行中的客户机。 libvirtd 在启动或重启完成时，只要客户机的XML配置文件是存在的，libvirtd 会自动加载这些客户的配置，获取它们的信息；当然，如果客户机没有基于 libvirt 格式的XML文件来运行，libvirtd 则不能发现它。

libvirtd 是一个可执行程序，不仅可以使用“service”命令调用它作为服务来运行，而且可以单独地运行 libvirtd 命令来使用它。libvirtd 命令行主要有如下几个参数：

-d，或 –daemon

表示让 libvirtd 作为守护进程（daemon）在后台运行。

-f，或 –config  FILE

指定libvirtd的配置文件为FILE，而不是使用默认值（通常是 /etc/libvirt/libvirtd.conf ）。

-l，或 –listen

开启配置文件中配置的 TCP/IP 连接。

-p，或 –pid-file FILE

将 libvirtd 进程的PID写入到FILE文件中，而不是使用默认值（通常是 /var/run/libvirtd.pid ）。

-t，或 –timeout SECONDS

设置对 libvirtd 连接的超时时间为SECONDS秒。

-v，或 –verbose

让命令输出详细的输出信息。特别是运行出错时，详细的输出信息便于用户查找原因。

–version

显示 libvirtd 程序的版本信息。

对libvirtd 命令的使用，几个简单的命令行操作示例如下：

#使用libvirtd 命令前，先停止已有的服务

[root@rhel6u3-ga ~]# service libvirtd stop

Stopping libvirtd daemon:                                  [  OK  ]

[root@rhel6u3-ga ~]# libvirtd –version

libvirtd (libvirt) 0.9.10

[root@rhel6u3-ga ~]# libvirtd

2012-12-01 08:57:38.475+0000: 2196: info : libvirt version: 0.9.10, package: 21.el6 (Red Hat, Inc. <http://bugzilla.redhat.com/bugzilla>, 2012-05-23-09:15:11, x86-003.build.bos.redhat.com)

^C    #没有以daemon的形式启动，标准输出被libvirtd 占用；这里用 Ctrl-C 结束掉libvirtd 进程，以便继续进行后续操作。

 

[root@rhel6u3-ga ~]# libvirtd -l -d  -p /root/libvirtd.pid

2012-12-01 08:56:14.665+0000: 7683: info : libvirt version: 0.9.10, package: 21.el6 (Red Hat, Inc. <http://bugzilla.redhat.com/bugzilla>, 2012-05-23-09:15:11, x86-003.build.bos.redhat.com)

[root@rhel6u3-ga ~]# cat /root/libvirtd.pid

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1.1.5 libvirt API 简介

libvirt 的核心价值和主要目标就是提供了一套管理虚拟机的、稳定的、高效的应用程序接口（API）。libvirt API 本身是用C语言实现的，本节以其提供了最核心的 C语言接口的 API 为例做简单的介绍。

libvirt API 大致可划分为如下8个大的部分：

（1）连接 Hypervisor 相关的API：以virConnect 开头的一系列函数。

只有与 Hypervisor 建立了连接之后，才能进行虚拟机管理操作，所以连接 Hypervisor 的API是其他所有API使用的前提条件。与 Hypervisor 建立的连接是为其他API的执行提供了路径，是其他虚拟化管理功能的基础。通过调用 virConnectOpen 函数可以建立一个连接，其返回值是一个virConnectPtr 对象，该对象就代表到 Hypervisor 的一个连接；如果连接出错，则返回空值（NULL）。而 virConnectOpenReadOnly 函数会建立一个只读的连接，在该连接上可以使用一些查询的功能，而不使用创建、修改等功能。 virConnectOpenAuth 函数提供了更具认证建立的连接。 virConnectGetCapabilities 函数是返回对 Hypervisor 和驱动的功能的描述的 XML 格式的字符串。virConnectListDomains函数返回一列域标识符，它们代表该 Hypervisor 上的活动域。

（2）域管理的 API：以virDomain 开头的一系列函数。

虚拟机的管理，最基本的职能就是对各个节点上的域的管理，故 libvirt API 中实现了很多针对域管理的函数。要管理域，首先就要获取virDomainPtr 这个域对象，然后才能对域进行操作。有很多种方式来获取域对象，如 virDomainPtr virDomainLookupByID (virConnectPtr conn, int id) 函数是根据域的 id 值到 conn 这个连接上去查找相应的域。类似地，virDomainLookupByName、virDomainLookupByUUID 等函数分别是根据域的名称和 UUID 去查找相应的域。在得到了某个域的对象后，就可以进行很多的操作，可以是查询域的信息（如：virDomainGetHostname、virDomainGetInfo、virDomainGetVcpus、virDomainGetVcpusFlags、virDomainGetCPUStats，等等），也可以是控制域的生命周期（如：virDomainCreate 、virDomainSuspend 、virDomainResume 、virDomainDestroy 、virDomainMigrate，等等）。

（3）节点管理的 API：以virNode 开头的一系列函数。

域是运行在物理节点之上，libvirt也提供了对节点的信息查询和控制的功能。节点管理的多数函数都需要使用一个连接 Hypervisor 的对象作为其中的一个传入参数，以便可以查询或修改到该连接上的节点的信息。virNodeGetInfo函数是获取节点的物理硬件信息，virNodeGetCPUStats 函数可以获取节点上各个 CPU 的使用统计信息，virNodeGetMemoryStats 函数可以获取节点上的内存的使用统计信息，virNodeGetFreeMemory 函数可以获取节点上可用的空闲内存大小。也有一些设置或者控制节点的函数，如virNodeSetMemoryParameters 函数可以设置节点上的内存调度的参数，virNodeSuspendForDuration 函数可以让节点（宿主机）暂停运行一段时间。

（4）网络管理的 API：以 virNetwork 开头的一系列函数和部分以 virInterface 开头的函数。

libvirt 对虚拟化环境中的网络管理也提供了丰富的API。libvirt 首先需要创建virNetworkPtr 对象，然后才能查询或控制虚拟网络。一些查询网络相关信息的函数，如：virNetworkGetName 函数可以获取网络的名称，virNetworkGetBridgeName 函数可以获取该网络中网桥的名称，virNetworkGetUUID 函数可以获取网络的 UUID 标识，virNetworkGetXMLDesc 函数可以获取网络的以 XML 格式的描述信息，virNetworkIsActive 函数可以查询网络是否正在使用中。一些控制或更改网络设置的函数，有：virNetworkCreateXML 函数可以根据提供的 XML 格式的字符串创建一个网络（返回 virNetworkPtr 对象），virNetworkDestroy 函数可以销毁一个网络（同时也会关闭使用该网络的域），virNetworkFree 函数可以回收一个网络（但不会关闭正在运行的域），virNetworkUpdate 函数可根据提供的 XML 格式的网络配置来更新一个已存在的网络。另外，virInterfaceCreate、virInterfaceFree、virInterfaceDestroy、virInterfaceGetName、virInterfaceIsActive 等函数可以用于创建、释放和销毁网络接口，以及查询网络接口的名称和激活状态。

（5）存储卷管理的 API：以 virStorageVol 开头的一系列函数。

libvirt 对存储卷（volume）的管理，主要是对域的镜像文件的管理，这些镜像文件可能是 raw、qcow2、vmdk、qed等各种格式。libvirt 对存储卷的管理，首先需要创建virStorageVolPtr 这个存储卷的对象，然后才能对其进行查询或控制操作。libvirt 提供了3个函数来分别通过不同的方式来获取存储卷对象，如：virStorageVolLookupByKey 函数可以根据全局唯一的键值来获得一个存储卷对象，virStorageVolLookupByName 函数可以根据名称在一个存储资源池（storage pool）中获取一个存储卷对象，virStorageVolLookupByPath 函数可以根据它在节点上路径来获取一个存储卷对象。有一些函数用于查询存储卷的信息，如：virStorageVolGetInfo 函数可以查询某个存储卷的使用情况，virStorageVolGetName 函数可以获取存储卷的名称，virStorageVolGetPath 函数可以获取存储卷的路径，virStorageVolGetConnect 函数可以查询存储卷的连接。一些函数用于创建和修改存储卷，如：virStorageVolCreateXML 函数可以根据提供的 XML 描述来创建一个存储卷，virStorageVolFree 函数可以释放存储卷的句柄（但是存储卷依然存在），virStorageVolDelete 函数可以删除一个存储卷，virStorageVolResize 函数可以调整存储卷的大小。

（6）存储池管理的 API：以virStoragePool 开头的一系列函数。

libvirt 对存储池（pool）的管理，包括对本地的基本文件系统、普通网络共享文件系统、iSCSI共享文件系统、LVM分区等的管理。libvirt 需要基于 virStoragePoolPtr 这个存储池对象才能进行查询和控制操作。一些函数可以通过查询获取一个存储池对象，如：virStoragePoolLookupByName 函数可以根据存储池的名称来获取一个存储池对象，virStoragePoolLookupByVolume 可以根据一个存储卷返回其对应的存储池对象。virStoragePoolCreateXML 函数可以根据 XML 描述来创建一个存储池（默认已激活），virStoragePoolDefineXML 函数可以根据 XML 描述信息静态地定义个存储池（尚未激活），virStoragePoolCreate 函数可以激活一个存储池。virStoragePoolGetInfo、virStoragePoolGetName、virStoragePoolGetUUID等函数可以分别获取存储池的信息、名称和 UUID 标识。virStoragePoolIsActive函数可以查询存储池是否处于使用中状态。virStoragePoolFree 函数可以释放存储池相关的内存（但是不改变其在宿主机中的状态），virStoragePoolDestroy 函数可以用于销毁一个存储池（但并没有释放virStoragePoolPtr 对象，之后还可以用virStoragePoolCreate 函数重新激活它），virStoragePoolDelete 函数可以物理删除一个存储池资源（该操作不可恢复）。

（7）事件管理的API：以virEvent 开头的一系列函数。

libvirt 支持事件机制，使用该机制注册之后，可以在发生特定的事件（如：域的启动、暂停、恢复、停止等）之时，得到自己定义的一些通知。

（8）数据流管理的API：以virStream 开头的一系列函数。

libvirt 还提供了一系列函数用于数据流的传输。

对于 libvirt API 一些细节的使用方法和实现原理，可以参考其源代码或者本章末尾的参考阅读中介绍资料。