通过 libvirt 使用 Ceph RBD

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2023-12-01

libvirt 库是管理程序和软件应用间的一个虚拟机抽象层。通过 libvirt ，开发者和系统管理员只需要关注这些管理器的一个通用管理框架、通用 API 、和通用 shell 接口（即 virsh ）即可，包括：

QEMU/KVM
XEN
LXC
VirtualBox
等等

Ceph 块设备支持 QEMU/KVM ，所以你可以通过能与 libvirt 交互的软件来使用 Ceph 块设备。下面的堆栈图解释了 libvirt 和 QEMU 如何通过 librbd 使用 Ceph 块设备。

libvirt 常见于为云解决方案提供 Ceph 块设备，像 OpenStack 、 ClouldStack 。它们用 libvirt 和 QEMU/KVM 交互、 QEMU/KVM 再通过 librbd 与 Ceph 块设备交互。详情见块设备与 OpenStack 和块设备与 CloudStack 。关于如何安装见安装。

你也可以通过 libvirt 、 virsh 和 libvirt API 使用 Ceph 块设备，详情见 libvirt 虚拟化 API 。

要创建使用 Ceph 块设备的虚拟机，请参照下文中的步骤。在示范性实施例中，我们用 libvirt-pool 作为存储池名、 client.libvirt 作为用户名、 new-libvirt-image 作为映像名。你可以任意命名，但请确保在后续过程中用自己的名字替换掉对应名字。

配置 Ceph

配置 Ceph 用于 libvirt ，执行下列步骤：

创建——存储池（或者用默认的）。本例用 libvirt-pool 作存储池名，设定了 128 个归置组。
```
ceph osd pool create libvirt-pool 128 128
```
验证存储池是否存在。
```
ceph osd lspools
```
创建—— Ceph 用户（ 0.9.7 及之前的版本用 client.admin ），本例用 client.libvirt 、且权限限制到 libvirt-pool 。
```
ceph auth get-or-create client.libvirt mon 'allow r' osd 'allow class-read object_prefix rbd_children, allow rwx pool=libvirt-pool'
```
验证名字是否存在。
```
ceph auth list
```
注： libvirt 访问 Ceph 时将用 libvirt 作为 ID ，而不是 client.libvirt 。关于 ID 和名字不同之处的详细解释请参考用户管理——用户和用户管理——命令行界面。
用 QEMU 在 RBD 存储池中创建映像。本例中映像名为 new-libvirt-image 、存储池为 libvirt-pool 。
```
qemu-img create -f rbd rbd:libvirt-pool/new-libvirt-image 2G
```
验证映像是否存在。
```
rbd -p libvirt-pool ls
```
注：你也可以用 rbd create 创建映像，但我们建议使用示例中的命令，来顺便确认 QEMU 可正常运行。

准备虚拟机管理器

即使没 VM 管理器你也可以用 libvirt ，但是用 virt-manager 创建域更简单。

安装虚拟机管理器，详情见 KVM/VirtManager 。
```
sudo apt-get install virt-manager
```
下载一个 OS 映像（如有必要）。
启动虚拟机管理器。
```
sudo virt-manager
```

新建虚拟机

要用 virt-manager 创建 VM ，请按下列步骤：

点击 Create New Virtual Machine 按钮。
命名新虚拟机的域，本例中我们用 libvirt-virtual-machine 。你可以任意命名，但请在后续命令行和配置实例中替换 libvirt-virtual-machine 为你自己选择的名字。
```
libvirt-virtual-machine
```
导入映像。
```
/path/to/image/recent-linux.img
```
注：请导入一个较新的映像。一些较老的映像未必能正确地重扫虚拟设备。
配置并启动 VM 。
可以用 virsh list 验证 VM 域是否存在。
```
sudo virsh list
```
登入 VM （ root/root ）
在修改配置让它使用 Ceph 前，请先停止 VM 。

配置 VM

配置 VM 使用 Ceph 时，切记尽量用 virsh 。另外， virsh 命令通常需要 root 权限（如 sudo ），否则不会返回正确结果或提示你需要 root 权限。 virsh 命令参考见 Virsh 命令参考。

用 virsh edit 打开配置文件。
```
sudo virsh edit {vm-domain-name}
```
<devices> 下应该有 <disk> 条目。
```
<devices>
        <emulator>/usr/bin/kvm</emulator>
        <disk type='file' device='disk'>
                    <driver name='qemu' type='raw'/>
                    <source file='/path/to/image/recent-linux.img'/>
                    <target dev='vda' bus='virtio'/>
                    <address type='drive' controller='0' bus='0' unit='0'/>
        </disk>
```
用你的 OS 映像路径替换 /path/to/image/recent-linux.img 。使用较快的 virtio 总线的最低内核版本是 2.6.25 ，参见 Virtio 。
重要：要用 sudo virsh edit 而非文本编辑器，如果你用文本编辑器编辑了 /etc/libvirt/qemu 下的配置文件， libvirt 未必能识别出这些更改。如果 /etc/libvirt/qemu 下的 XML 文件和 sudo virsh dumpxml {vm-domain-name} 输出结果内容不同， VM 可能会运行异常。
把你创建的 Ceph RBD 映像创建为 <disk> 条目。
```
<disk type='network' device='disk'>
        <source protocol='rbd' name='libvirt-pool/new-libvirt-image'>
                    <host name='{monitor-host}' port='6789'/>
        </source>
        <target dev='vda' bus='virtio'/>
</disk>
```
用你的主机名替换 {monitor-host} ，可能还要替换存储池和/或映像名。你可以为 Ceph monitor 添加多条 <host> ， dev 属性是将出现在 VM /dev 目录下的逻辑设备名。可选的 bus 属性是要模拟的磁盘类型，有效的设定值是驱动类型，如 ide 、 scsi 、 virtio 、 xen 、 usb 或 sata 。
关于 <disk> 标签及其子标签和属性，详见硬盘。
保存文件。

如果你的 Ceph 存储集群启用了 Ceph 认证（默认已启用），那么必须生成一个 secret。

cat > secret.xml <<EOF
<secret ephemeral='no' private='no'>
        <usage type='ceph'>
                <name>client.libvirt secret</name>
        </usage>
</secret>
EOF

定义 secret。

sudo virsh secret-define --file secret.xml
<uuid of secret is output here>

获取 client.libvirt 密钥并把字符串保存于文件。

ceph auth get-key client.libvirt | sudo tee client.libvirt.key

设置 secret 的 UUID 。
```
sudo virsh secret-set-value --secret {uuid of secret} --base64 $(cat client.libvirt.key) && rm client.libvirt.key secret.xml
```
还必须手动设置 secret，把下面的 <auth> 条目添加到前面的 <disk> 标签内（用上一命令的输出结果替换掉 uuid 值）。
```
sudo virsh edit {vm-domain-name}
```
然后，把 <auth></auth> 标签加进域配置文件：
```
...
</source>
<auth username='libvirt'>
        <secret type='ceph' uuid='9ec59067-fdbc-a6c0-03ff-df165c0587b8'/>
</auth>
<target ...
```
注：示例 ID 是 libvirt ，不是第 2 步配置 Ceph 生成的 Ceph 名 client.libvirt 。确保你用的是 Ceph 名的 ID 部分。如果出于某些原因你需要更换 secret，必须先执行 sudo virsh secret-undefine {uuid} ，然后再执行 sudo virsh secret-set-value 。

总结

一旦完成上面的配置，你就可以启动 VM 了。为确认 VM 和 Ceph 在通信，你可以执行如下过程。

检查 Ceph 是否在运行：
```
ceph health
```
检查 VM 是否在运行。
```
sudo virsh list
```
检查 VM 是否在和 Ceph 通信，用你的 VM 域名字替换 {vm-domain-name} ：
```
sudo virsh qemu-monitor-command --hmp {vm-domain-name} 'info block'
```
检查一下 <target dev='hdb' bus='ide'/> 定义的设备是否出现在 /dev 或 /proc/partitions 里。
```
ls dev
cat proc/partitions
```