kvm系列之四：热添加技术

kvm虚拟机可以在线添加cpu、磁盘、内存、网卡等资源，也可以在线迁移虚拟机，这边博文记录这些技术的实现方法。有两点需要注意：

• 这里主要操作是在web01虚拟机中进行，为了方便，我将它的网卡改成了桥接模式
• 根分区的扩容时需要关机的

热添加磁盘

为虚拟机添加一块磁盘的流程：

• 宿主机创建磁盘
• 宿主机将磁盘附加给虚拟机
• 虚拟机中格式化磁盘
• 虚拟机中挂载并使用磁盘

操作过程记录如下：

虚拟机磁盘初始状态

[root@web01 ~]# fdisk -l

Disk /dev/vda: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x000b2376

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1   *        2048    20971519    10484736   83  Linux
[root@web01 ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        10G  1.1G  9.0G  11% /
devtmpfs        486M     0  486M   0% /dev
tmpfs           496M     0  496M   0% /dev/shm
tmpfs           496M  6.7M  490M   2% /run
tmpfs           496M     0  496M   0% /sys/fs/cgroup
tmpfs           100M     0  100M   0% /run/user/0

宿主机操作

##创建磁盘
[root@kvm1 opt]# qemu-img create -f qcow2 web01-add1.qcow2 5G
Formatting 'web01-add1.qcow2', fmt=qcow2 size=5368709120 encryption=off cluster_size=65536 lazy_refcounts=off 

##将磁盘附加给web01
[root@kvm1 opt]# virsh attach-disk web01 /opt/web01-add1.qcow2 vdb --subdriver qcow2
Disk attached successfully

web01上操作

###查看磁盘情况，发现已经添加了一块5g的磁盘
[root@web01 ~]# fdisk -l

Disk /dev/vda: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x000b2376

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1   *        2048    20971519    10484736   83  Linux

Disk /dev/vdb: 5368 MB, 5368709120 bytes, 10485760 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

###格式化新磁盘
[root@web01 ~]# mkfs.xfs /dev/vdb 

###挂载新磁盘
[root@web01 ~]# mkdir /add1
[root@web01 ~]# mount /dev/vdb /add1/

###测试新磁盘可用性
[root@web01 ~]# cp /etc/hostname /add1/
[root@web01 ~]# cat /add1/hostname 
web01

热添加磁盘容量（在线扩容）

紧接着上一节，在web01中操作，以扩容新增加的磁盘vdb为例，流程如下：

• web01中卸载磁盘
• 宿主机中把目标磁盘从web01中剥离
• 宿主机中更改磁盘容量
• 重新将磁盘附加给web01
• web01中重新挂载磁盘
• 刷新磁盘容量
• 测试磁盘可用性

操作记录如下：

web01中umount磁盘

[root@web01 ~]# df -h |grep add1
/dev/vdb        5.0G   33M  5.0G   1% /add1
[root@web01 ~]# umount /add1/

[root@web01 ~]# umount /add1/
umount: /add1/: not mounted

宿主机中操作

其中，剥离和重新附加操作，可以在web01中用fdisk -l命令验证效果，这里就不贴上来了。

###将磁盘从web01中剥离
[root@kvm1 opt]# virsh detach-disk web01 /opt/web01-add1.qcow2 
Disk detached successfully

###更改磁盘大小
[root@kvm1 opt]# qemu-img resize /opt/web01-add1.qcow2 +5G
Image resized.

###重新将磁盘附加到web01
[root@kvm1 opt]# virsh attach-disk web01 /opt/web01-add1.qcow2 vdb --subdriver qcow2  
Disk attached successfully

web01中重新挂载

[root@web01 ~]# mount /dev/vdb /add1/
[root@web01 ~]# df -h|grep add1
/dev/vdb        5.0G   33M  5.0G   1% /add1

###将挂载写入配置文件，使永久生效
[root@web01 ~]# echo "mount /dev/vdb /add1/">>/etc/profile

刷新磁盘容量

由上面df -h返回结果可知，挂载分区依然显示5G，但用fdisk -l查看时，实际上vdb磁盘的大小为10G。这是因为在格式化磁盘的时候，容量已经写到磁盘中了。

当然，我们可以重新格式化磁盘来解决这个问题，但这样做会丢失磁盘数据。正确的操作如下：

###刷新磁盘容量
[root@web01 ~]# xfs_growfs /add1/
###验证
[root@web01 ~]# df -h|grep add1
/dev/vdb         10G   33M   10G   1% /add1

磁盘添加及扩容永久生效

以上的配置的硬盘扩展，在重启虚拟机后就会丢失，想要永久生效，使下面命令：

[root@kvm1 opt]# virsh attach-disk web01 /opt/web01-add1.qcow2 vdb --subdriver qcow2 --config              
Disk attached successfully

这个命令中--config参数的作用，是把扩容相关的配置写入配置文件，可以查看web01的配置文件，发现以下内容被添加进来了

    <disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='qcow2'/>
      <source file='/opt/web01-add1.qcow2'/>
      <target dev='vdb' bus='virtio'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x09' function='0x0'/>
    </disk>

扩容根分区

扩容根分区需要在关闭虚拟机的时候进行，流程如下：

• 查找根分区对应的磁盘文件（web01中df -h查看/分区对应的分区，然后宿主机中通过查看web01配置文件得到这个分区对应的磁盘文件）
• 关闭web01
• 扩展目标磁盘文件
• 开启web01
• web01中修改磁盘分区表
• 重启web01
• 刷新分区容量
• 验证

操作记录如下（其中第一步确认磁盘文件就不贴上来了）：

宿主机中扩展磁盘

[root@kvm1 opt]# virsh destroy web01
###更改磁盘容量，注意：resize方法不支持包含快照的磁盘文件，这里我是将快照文件删除后重新执行的
[root@kvm1 opt]# qemu-img resize /opt/centos.qcow2 +10G
[root@kvm1 opt]# virsh start web01

web01中修改分区表

这是使用fdisk -l查看，vdb的真实容量是20G，但df -h查看挂载分区显示10G，使用命令xfs_grows /也无法刷新到正确的容量。这是因为根分区的容量是写在分区表中的，这是我们需要重新设置分区表，操作如下：

###直接n一路回车，然后w保存即可，有兴趣的话可以p查看初始和修改完毕后的分区信息

[root@web03 ~]# fdisk /dev/vda
#进入交互界面后操作如下
p #显示当前分区信息
d #删除分区
n #创建分区，一路回车
w #保存退出

# 重启后操作

重启web01，刷新分区容量

重启web01后，df -h查看，根分区还是10G，这时再使用xfs_growfs /就可以刷新到正确的容量了。

[root@web01 ~]# xfs_growfs /
[root@web01 ~]# df -h|grep -w /
/dev/vda1        20G  1.1G   19G   6% /

热添加网卡

热添加网卡的操作很简单，只需要在宿主机中执行一条命令即可，需要理解的是一个参数--model的作用。先看看添加网卡的操作，然后结合效果进行说明

[root@kvm1 opt]# virsh attach-interface web01 --type bridge --source br0
[root@kvm1 opt]# virsh attach-interface web01 --type bridge --source br0 --model virtio

上面两条命令往web01中以不同模式分别添加了一块网卡，到web01中查看信息如下：

[root@web01 ~]# ip add show ens10 
3: ens10: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:c9:ce:4d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.0.143/24 brd 10.0.0.255 scope global noprefixroute dynamic ens10
       valid_lft 1649sec preferred_lft 1649sec
    inet6 fe80::a17:42ec:19e:e9de/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@web01 ~]# ip add show eth1
4: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:56:bb:59 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.0.144/24 brd 10.0.0.255 scope global noprefixroute dynamic eth1
       valid_lft 1704sec preferred_lft 1704sec
    inet6 fe80::42e1:3c04:c56:69f5/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever

从上面可以看出，使用 --model virtio参数后，新添加的网卡会以eth前缀命名，这是表象，内在的，virtio是优化过的虚拟机网卡驱动，性能比默认的好。

添加网卡永久生效

和扩展分区一样，可以用--config参数使网卡扩展永久生效

[root@kvm1 opt]# virsh attach-interface web01 --type bridge --source br0 --model virtio --config
[root@kvm1 opt]# virsh attach-interface web01 --type bridge --source br0 --config

查看配置文件，对比web01中ip add显示的网卡信息，会发现mac地址不一样，重启web01后，配置文件中的mac地址就应用到网卡了。

热添加内存和cpu

这两个技术，操作相似，也很简单，所以写在一起，他们的实现主要流程如下

使web01支持热添加内存

重新构建虚拟机，用参数指定最大内存

##web01关机、卸载
[root@kvm1 ~]# virsh destroy web01
[root@kvm1 ~]# virsh undefine web01

###重新构建web01，注意：如果是按照我前几篇博客一路操作过来的，这里的web03是web01的链接克隆，也在使用web01的磁盘，所以要把web03也给关机并卸载，然后才能进行下面的操作
[root@kvm1 ~]# virt-install --virt-type kvm --os-type=linux --os-variant rhel7 --name web01 --memory 512,maxmemory=2048 --vcpus 1,maxvcpus=8 --disk /opt/centos.qcow2,format=qcow2,size=10 --boot hd --network bridge=br0 --graphics vnc,listen=0.0.0.0 --noautoconsole 

###开机后查看状态
[root@kvm1 ~]# virsh list 
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
 10    web01                          running

web01内存和cpu初始状态

[root@web01 ~]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            462         102         243           8         116         213
Swap:             0           0           0

[root@web01 ~]# lscpu|egrep -i "^cpu(" 
CPU(s):                1

宿主机中对web01的内存和cpu扩容

[root@kvm1 ~]# virsh setmem web01 1G
[root@kvm1 ~]# virsh setvcpus web01 3

###使扩容永久生效
[root@kvm1 ~]# virsh setmem web01 1G --config
[root@kvm1 ~]# virsh setvcpus web01 3  --config

web01中验证

[root@web01 ~]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            974         103         753           8         118         722
Swap:             0           0           0

[root@web01 ~]# lscpu|egrep -i "^cpu("
CPU(s):                3