KVM 介绍（5）：libvirt 介绍 [ Libvrit for KVM/QEMU ]

一时失言乱红尘 2021-11-09 12:28 352阅读 1赞

# 学习 KVM 的系列文章：  #

*  [（1）介绍和安装][1]
 *  [（2）CPU 和 内存虚拟化][2_CPU _]
 *  [（3）I/O QEMU 全虚拟化和准虚拟化（Para-virtulizaiton）][3_I_O QEMU _Para-virtulizaiton]
 *  [（4）I/O PCI/PCIe设备直接分配和 SR-IOV][4_I_O PCI_PCIe_ SR-IOV]
 *  [（5）libvirt 介绍][5_libvirt]
 *  [（6）Nova 通过 libvirt 管理 QEMU/KVM 虚机][6_Nova _ libvirt _ QEMU_KVM]
 *  [（7）快照 （snapshot）][7_ _snapshot]
 *  [（8）迁移 （migration）][8_ _migration]

## 1. Libvirt 是什么 ##

为什么需要Libvirt？

1.  Hypervisor 比如 qemu-kvm 的命令行虚拟机管理工具参数众多，难于使用。
2.  Hypervisor 种类众多，没有统一的编程接口来管理它们，这对云环境来说非常重要。
3.  没有统一的方式来方便地定义虚拟机相关的各种可管理对象。

Libvirt提供了什么？

1.  它提供统一、稳定、开放的源代码的应用程序接口（API）、守护进程 （libvirtd）和和一个默认命令行管理工具（virsh）。
2.  它提供了对虚拟化客户机和它的虚拟化设备、网络和存储的管理。
3.  它提供了一套较为稳定的C语言应用程序接口。目前，在其他一些流行的编程语言中也提供了对libvirt的绑定，在Python、Perl、Java、Ruby、PHP、OCaml等高级编程语言中已经有libvirt的程序库可以直接使用。
4.  它对多种不同的 Hypervisor 的支持是通过一种基于驱动程序的架构来实现的。libvirt 对不同的 Hypervisor 提供了不同的驱动，包括 Xen 的驱动，对QEMU/KVM 有 QEMU 驱动，VMware 驱动等。在 libvirt 源代码中，可以很容易找到 qemu\_driver.c、xen\_driver.c、xenapi\_driver.c、vmware\_driver.c、vbox\_driver.c 这样的驱动程序源代码文件。
5.  它作为中间适配层，让底层 Hypervisor 对上层用户空间的管理工具是可以做到完全透明的，因为 libvirt 屏蔽了底层各种 Hypervisor 的细节，为上层管理工具提供了一个统一的、较稳定的接口（API）。
6.  它使用 XML 来定义各种虚拟机相关的受管理对象。

目前，libvirt 已经成为使用最为广泛的对各种虚拟机进行管理的工具和应用程序接口（API），而且一些常用的虚拟机管理工具（如virsh、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的应用程序接口。

![aHR0cHM6Ly9pbWFnZXMwLmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cyMDE1LzY5NzExMy8yMDE1MDYvMDcxNjI0NTU3MDc5OTE3LmpwZw][]                          ![aHR0cHM6Ly9pbWFnZXMwLmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cyMDE1LzY5NzExMy8yMDE1MDYvMDcxNjQ1MzY0MTA0MDI2LmpwZw][] (SLE 11)

### 1.1 Libvirt C API ###

1.1.1 Libvirti API 所管理的主要对象

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">对象</td> 
 <td style="vertical-align:top;">解释</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Domain （域）</td> 
 <td style="vertical-align:top;">指运行在由Hypervisor提供的虚拟机器上的一个操作系统实例（常常是指一个虚拟机）或者用来启动虚机的配置。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Hypervisor</td> 
 <td style="vertical-align:top;">一个虚拟化主机的软件层</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Node （主机）</td> 
 <td style="vertical-align:top;">一台物理服务器。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Storage pool （存储池）</td> 
 <td style="vertical-align:top;">一组存储媒介的集合，比如物理硬盘驱动器。一个存储池被划分为小的容器称作卷。卷会被分给一个或者多个虚机。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Volume （卷）</td> 
 <td style="vertical-align:top;">一个从存储池分配的存储空间。一个卷会被分给一个或者多个域，常常成为域里的虚拟硬盘。</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

1.1.2 对象的管理模型

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">对象名称</td> 
 <td style="vertical-align:top;">对象</td> 
 <td style="vertical-align:top;">Python 类</td> 
 <td style="vertical-align:top;">描述</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Connect</td> 
 <td style="vertical-align:top;">与 Hypervisor的连接</td> 
 <td style="vertical-align:top;"> virConnectPtr </td> 
 <td style="vertical-align:top;">在调用任何 API 去管理一个本地或者远端的Hypervisor前，必须建立和这个Hypervisor的连接。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Domain</td> 
 <td style="vertical-align:top;">Guest domain</td> 
 <td style="vertical-align:top;"> virDomainPtr </td> 
 <td style="vertical-align:top;">用于列举和管理已有的虚机，或者创建新的虚机。唯一标识：ID,Name，UUID。一个域可能是暂时性的或者持久性的。暂时性的域只能在它运行期间被管理。持久性的域在主机上保存了它的配置。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Virtual Network</td> 
 <td style="vertical-align:top;">虚拟网络</td> 
 <td style="vertical-align:top;"> virNetworkPtr </td> 
 <td style="vertical-align:top;">用于管理虚机的网络设备。唯一标识：Name，UUID。一个虚拟网络可能是暂时性的或者持久性的。每个主机上安装libvirt后，它都有一个默认的网络设备“default”。它向该主机上运行的虚机提供DHCP服务，以及通过NAT连接到主机上。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Storage Pool</td> 
 <td style="vertical-align:top;">存储池</td> 
 <td style="vertical-align:top;"> virStoragePoolPtr </td> 
 <td style="vertical-align:top;">用于管理虚拟机内的所有存储，包括 local disk, logical volume group, iSCSI target, FibreChannel HBA and local/network file system。唯一标识：Name，UUID。一个存储池可能是暂时性的或者持久性的。Pool 的 type 可以是&nbsp;&nbsp;<code>dir</code>,&nbsp;<code>fs</code>,&nbsp;<code>netfs</code>,&nbsp;<code>disk</code>,&nbsp;<code>iscsi</code>,&nbsp;<code>logical</code>,&nbsp;<code>scsi</code>,<code>mpath</code>,&nbsp;<code>rbd</code>,&nbsp;<code>sheepdog</code>,&nbsp;<code>gluster 或者</code>&nbsp;<code>zfs。</code></td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Storage Volume&nbsp;&nbsp;</td> 
 <td style="vertical-align:top;">存储卷</td> 
 <td style="vertical-align:top;"> virStorageVolPtr </td> 
 <td style="vertical-align:top;">用于管理一个存储池内的存储块，包括一个池内分配的块、磁盘分区、逻辑卷、SCSI/iSCSI Lun，或者一个本地或者网络文件系统内的文件等。唯一标识：Name，Key，Path。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Host device&nbsp;</td> 
 <td style="vertical-align:top;">主机设备</td> 
 <td style="vertical-align:top;"> virNodeDevPtr </td> 
 <td style="vertical-align:top;">用于管理主机上的物理硬件设备，包括&nbsp;the physical USB or PCI devices and logical devices these provide, such as a NIC, disk, disk controller, sound card, etc。唯一标识：Name。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

1.1.3 API 的简单分类

Libvirt API 就是对各种对象的各种操作，包括基本的增、删、改、查操作和其它操作。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">对象</td> 
 <td style="vertical-align:top;">增</td> 
 <td style="vertical-align:top;">删</td> 
 <td style="vertical-align:top;">改</td> 
 <td style="vertical-align:top;">查</td> 
 <td style="vertical-align:top;">其它</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Connect</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectOpen virConnectOpenAuth virConnectOpenReadOnly</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectClose</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectSetKeepAlive</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Strorage pool</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStoragePoolBuild virStoragePoolCreate virStoragePoolCreateXML virStoragePoolDefineXML</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStoragePoolDelete virStoragePoolDestroy virStoragePoolFree virStoragePoolUndefine</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStoragePoolRefresh virStoragePoolSetAutostart</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectFindStoragePoolSources virConnectListAllStoragePools virConnectListDefinedStoragePools virConnectListStoragePools virConnectNumOfDefinedStoragePools virConnectNumOfStoragePools virStoragePoolGetInfo/Name/UUID/UUIDString/XMLDesc &nbsp;virStoragePoolIsActive/Persistent virStoragePoolLookupByName/UUID/UUIDString/Volume virStoragePoolRef</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStoragePoolGetAutostart virStoragePoolGetConnect virStoragePoolNumOfVolumes virStoragePoolListAllVolumes virStoragePoolListVolumes </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Storage volume</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStorageVolCreateXML virStorageVolCreateXMLFrom</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStorageVolDelete virStorageVolFree</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStorageVolResize virStorageVolUpload virStorageVolWipe virStorageVolWipePattern</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStorageVolGetConnect/Info/Key/Name/Path/XMLDesc &nbsp;virStorageVolLookupByKey/Name/Path virStorageVolRef</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStorageVolDownload</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Network</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virNetworkCreate virNetworkCreateXML virNetworkDefineXML</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virNetworkDestroy virNetworkFree virNetworkUndefine</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virNetworkSetAutostart virNetworkUpdate</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectListAllNetworks virConnectListDefinedNetworks virConnectListNetworks virConnectNumOfDefinedNetworks virConnectNumOfNetworks virNetworkGetBridgeName/DHCPLeases/Name/UUID/UUIDString/XMLDesc virNetworkIsActive/Persistent &nbsp;virNetworkLookupByName/UUID/UUIDString virNetworkGetAutostart virNetworkGetConnect </td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectNetworkEventDeregisterAny virConnectNetworkEventGenericCallback virNetworkDHCPLeaseFree</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Domain snapshot</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virDomainSnapshotCreateXML</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virDomainSnapshotDelete virDomainSnapshotFree</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virDomainRevertToSnapshot</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virDomainHasCurrentSnapshot virDomainListAllSnapshots virDomainSnapshotCurrent virDomainSnapshotGetConnect/Domain/Name/Parent/XMLDesc virDomainSnapshotHasMetadata virDomainSnapshotIsCurrent virDomainSnapshotListAllChildren virDomainSnapshotListChildrenNames virDomainSnapshotListNames virDomainSnapshotLookupByName virDomainSnapshotNum virDomainSnapshotNumChildren virDomainSnapshotRef</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Host</td> 
 <td style="vertical-align:top;"> &nbsp;</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virInitialize virNodeSetMemoryParameters virNodeSuspendForDuration</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectBaselineCPU virConnectCompareCPU virConnectGetCPUModelNames/Capabilities/Hostname/LibVersion/MaxVcpus/Sysinfo/Type/URI/Version virConnectIsAlive virConnectIsEncrypted virConnectIsSecure virGetVersion virNodeGetCPUMap/CPUStats&nbsp;/CellsFreeMemory/FreeMemory/Info/MemoryParameters/MemoryStats&nbsp;/ &nbsp;virNodeGetSecurityModel</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virTypedParamsAddBoolean virTypedParamsAddDouble virTypedParamsAddFromString virTypedParamsAddInt virTypedParamsAddLLong virTypedParamsAddString virTypedParamsAddUInt virTypedParamsAddULLong virTypedParamsClear virTypedParamsFree virTypedParamsGet &nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Interface</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virInterfaceCreate virInterfaceDefineXML &nbsp;</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virInterfaceDestroy virInterfaceFree virInterfaceUndefine</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virInterfaceChangeBegin virInterfaceChangeCommit virInterfaceChangeRollback &nbsp;</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectListAllInterfaces virConnectListDefinedInterfaces virConnectListInterfaces virConnectNumOfDefinedInterfaces virConnectNumOfInterfaces virInterfaceGetConnect virInterfaceGetMACString virInterfaceGetName virInterfaceGetXMLDesc virInterfaceIsActive virInterfaceLookupByMACString virInterfaceLookupByName virInterfaceRef &nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Net Filter</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virNWFilterDefineXML &nbsp;</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virNWFilterFree virNWFilterUndefine</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectListAllNWFilters virConnectListNWFilters virConnectNumOfNWFilters virNWFilterGetName virNWFilterGetUUID virNWFilterGetUUIDString virNWFilterGetXMLDesc virNWFilterLookupByName virNWFilterLookupByUUID virNWFilterLookupByUUIDString virNWFilterRef</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Domain Event</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectDomainEventDeregister virConnectDomainEventDeregisterAny virConnectDomainEventDeviceAddedCallback virConnectDomainEventDeviceRemovedCallback</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectDomainEventAgentLifecycleCallback virConnectDomainEventBalloonChangeCallback virConnectDomainEventBlockJobCallback virConnectDomainEventCallback virConnectDomainEventDiskChangeCallback virConnectDomainEventGenericCallback virConnectDomainEventGraphicsCallback virConnectDomainEventIOErrorCallback virConnectDomainEventIOErrorReasonCallback virConnectDomainEventPMSuspendCallback virConnectDomainEventPMSuspendDiskCallback &nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Domain</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virDomainCreate virDomainCreateLinux virDomainCreateWithFiles virDomainCreateWithFlags virDomainCreateXML virDomainCreateXMLWithFiles virDomainDefineXML virDomainDefineXMLFlags &nbsp;</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virDomainDestroy virDomainDestroyFlags virDomainFree virDomainUndefine virDomainUndefineFlags virDomainUpdateDeviceFlags</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virDomainAbortJob virDomainAddIOThread virDomainDelIOThread virDomainAttachDevice virDomainAttachDeviceFlags virDomainDetachDevice virDomainDetachDeviceFlags virDomainBlockCommit virDomainBlockCopy virDomainBlockJobAbort virDomainBlockJobSetSpeed virDomainBlockPeek virDomainBlockPull virDomainBlockRebase virDomainBlockResize virDomainCoreDump virDomainCoreDumpWithFormat virDomainFSFreeze virDomainFSInfoFree virDomainFSThaw virDomainFSTrim virDomainInjectNMI virDomainInterfaceFree virDomainManagedSave virDomainManagedSaveRemove virDomainMigrate virDomainMigrate2 virDomainMigrate3 virDomainMigrateSetCompressionCache virDomainMigrateSetMaxDowntime virDomainMigrateSetMaxSpeed virDomainMigrateToURI virDomainMigrateToURI2 virDomainMigrateToURI3 virDomainOpenChannel virDomainOpenConsole virDomainOpenGraphics virDomainOpenGraphicsFD virDomainPMSuspendForDuration virDomainPMWakeup virDomainReboot virDomainReset virDomainRestore virDomainRestoreFlags virDomainResume virDomainSave virDomainSaveFlags virDomainSaveImageDefineXML virDomainScreenshot virDomainSendKey virDomainSendProcessSignal virDomainShutdown virDomainShutdownFlags virDomainSuspend virDomainSetAutostart virDomainSetBlkioParameters virDomainSetBlockIoTune virDomainSetInterfaceParameters virDomainSetMaxMemory virDomainSetMemory virDomainSetMemoryFlags virDomainSetMemoryParameters virDomainSetMemoryStatsPeriod virDomainSetMetadata virDomainSetNumaParameters virDomainSetSchedulerParameters virDomainSetSchedulerParametersFlags virDomainSetTime virDomainSetUserPassword virDomainSetVcpus virDomainSetVcpusFlags</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectGetAllDomainStats virConnectGetDomainCapabilities virConnectListAllDomains virConnectListDefinedDomains virConnectListDomains virConnectNumOfDefinedDomains virConnectNumOfDomains virDomainBlockStats virDomainBlockStatsFlags virDomainGetAutostart virDomainGetBlkioParameters virDomainGetBlockInfo virDomainGetBlockIoTune virDomainGetBlockJobInfo virDomainGetCPUStats virDomainGetConnect virDomainGetControlInfo virDomainGetDiskErrors virDomainGetEmulatorPinInfo virDomainGetFSInfo virDomainGetHostname virDomainGetID virDomainGetIOThreadInfo virDomainGetInfo virDomainGetInterfaceParameters virDomainGetJobInfo virDomainGetJobStats virDomainGetMaxMemory virDomainGetMaxVcpus virDomainGetMemoryParameters virDomainGetMetadata virDomainGetName virDomainGetNumaParameters virDomainGetOSType virDomainGetSchedulerParameters virDomainGetSchedulerParametersFlags virDomainGetSchedulerType virDomainGetSecurityLabel virDomainGetSecurityLabelList virDomainGetState virDomainGetTime virDomainGetUUID virDomainGetUUIDString virDomainGetVcpuPinInfo virDomainGetVcpus virDomainGetVcpusFlags virDomainGetXMLDesc virDomainHasManagedSaveImage virDomainIOThreadInfoFree virDomainInterfaceAddresses virDomainInterfaceStats virDomainIsActive virDomainIsPersistent virDomainIsUpdated virDomainListGetStats virDomainLookupByID virDomainLookupByName virDomainLookupByUUID virDomainLookupByUUIDString virDomainMemoryPeek virDomainMemoryStats virDomainMigrateGetCompressionCache virDomainMigrateGetMaxSpeed virDomainPinEmulator ? virDomainPinIOThread virDomainPinVcpu virDomainPinVcpuFlags virDomainSaveImageGetXMLDesc virDomainStatsRecordListFree</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectDomainXMLFromNative virConnectDomainXMLToNative &nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Secret</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virSecretDefineXML</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virSecretFree virSecretUndefine</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virSecretSetValue</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virConnectListAllSecrets virConnectListSecrets virConnectNumOfSecrets virSecretGetConnect/UUID/UUIDString/UsageID/UsageType/Value/XMLDesc virSecretLookupByUUID/UUIDString/Usage virSecretRef &nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Stream</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStreamNew</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStreamFree</td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStreamFinish virStreamAbort virStreamRecv virStreamRecvAll virStreamSend virStreamSendAll </td> 
 <td style="vertical-align:top;">virStreamSinkFunc virStreamSourceFunc</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 1.2 Libvirt XML 定义 ###

Libvirt 使用 XML 来定义各种对象，其中，与 OpenStack Nova 关系比较密切的有：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">disk （磁盘）</td> 
 <td style="vertical-align:top;">任何磁盘设备，包括软盘（floppy）、硬盘（hard disk）、光驱（cdrom）或者半虚拟化驱动都使用 &lt;disk&gt; 元素来定义。 方式： <pre>&lt;disk type='**' device='**'&gt;。其中：</pre> 
 <ul> 
 <li>”type“ 用来指定device source 的类型："file", "block", "dir", "network", 或者 "volume"。具体的 source &nbsp;由 &lt;source&gt; 标签定义。</li> 
 <li>”device“ 用来指定 device target 的类型："floppy", "disk", "cdrom", and "lun", 默认为 "disk" 。具体的 target 由 &lt;target&gt; 标签定义。</li> 
 </ul> （1）”volume“ 类型的 disk <pre> &lt;disk type='volume' device='disk'&gt;
 &lt;driver name='qemu' type='raw'/&gt;
 &lt;source pool='blk-pool0' volume='blk-pool0-vol0'/&gt;
 &lt;target dev='hdk' bus='ide'/&gt;
 &lt;/disk&gt;</pre> （2）”file“ 类型的 disk <pre> &lt;disk type='file' snapshot='external'&gt;
 &lt;driver name="tap" type="aio" cache="default"/&gt;
 &lt;source file='/var/lib/xen/images/fv0' startupPolicy='optional' /&gt;
 &lt;target dev='hda' bus='ide'/&gt;
 &lt;/disk&gt;</pre> （3）”block“ 类型的 disk <pre> &lt;disk type='block' device='cdrom'&gt;
 &lt;driver name='qemu' type='raw'/&gt;
 &lt;target dev='hdd' bus='ide' tray='open'/&gt;
 &lt;readonly/&gt;
 &lt;/disk&gt;</pre> （4）”network“ 类型的 disk <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> <pre> &lt;disk type='network' device='cdrom'&gt;
 &lt;driver name='qemu' type='raw'/&gt;
 &lt;source protocol="http" name="url_path"&gt;
 &lt;host name="hostname" port="80"/&gt;
 &lt;/source&gt;
 &lt;target dev='hde' bus='ide' tray='open'/&gt;
 &lt;readonly/&gt;
 &lt;/disk&gt;&nbsp;</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> </td> 
 <td style="vertical-align:top;">&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Host device assignment （主机设备分配） &nbsp;</td> 
 <td style="vertical-align:top;"> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> <pre> &lt;hostdev mode='subsystem' type='usb'&gt; #USB 设备直接分配
 &lt;source startupPolicy='optional'&gt;
 &lt;vendor id='0x1234'/&gt;
 &lt;product id='0xbeef'/&gt;
 &lt;/source&gt;
 &lt;boot order='2'/&gt;
 &lt;/hostdev&gt;
 &lt;hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'&gt; #PCI 设备直接分配
 &lt;source&gt;
 &lt;address domain='0x0000' bus='0x06' slot='0x02' function='0x0'/&gt;
 &lt;/source&gt;
 &lt;boot order='1'/&gt;
 &lt;rom bar='on' file='/etc/fake/boot.bin'/&gt;
 &lt;/hostdev&gt;</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> </td> 
 <td style="vertical-align:top;">&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">Network interface (网卡)</td> 
 <td style="vertical-align:top;"> <pre>有几种 interface 类型：</pre> <pre>（1）type = ‘network’ 定义一个连接 Virtual network 的 interface</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> <pre>&lt;devices&gt;
 &lt;interface type='network'&gt;
 &lt;source network='default'/&gt; #虚拟网络的名称为 ‘default’
 &lt;/interface&gt;
 ...
 &lt;interface type='network'&gt;
 &lt;source network='default' portgroup='engineering'/&gt;
 &lt;target dev='vnet7'/&gt;
 &lt;mac address="00:11:22:33:44:55"/&gt;
 &lt;virtualport&gt;
 &lt;parameters instanceid='09b11c53-8b5c-4eeb-8f00-d84eaa0aaa4f'/&gt;
 &lt;/virtualport&gt;

&lt;/interface&gt;
 &lt;/devices&gt;</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> <pre>#virsh：attach-interface --domain d-2 --type network --source isolatednet1 --mac 52:53:00:4b:75:6f --config</pre> <pre>（2）type=‘birdge’ 定义一个 Bridge to LAN（桥接到物理网络）的interface：前提是主机上存在一个 bridge，该 bridge 已经连到物理LAN。</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> <pre> &lt;interface type='bridge'&gt; #连接到 br0
 &lt;source bridge='br0'/&gt;
 &lt;/interface&gt;
 &lt;interface type='bridge'&gt; #连接到br1
 &lt;source bridge='br1'/&gt;
 &lt;target dev='vnet7'/&gt;
 &lt;mac address="00:11:22:33:44:55"/&gt;
 &lt;/interface&gt;
 &lt;interface type='bridge'&gt; #连接到 Open vSwithc bridge ovsbr
 &lt;source bridge='ovsbr'/&gt;
 &lt;virtualport type='openvswitch'&gt;
 &lt;parameters profileid='menial' interfaceid='09b11c53-8b5c-4eeb-8f00-d84eaa0aaa4f'/&gt;
 &lt;/virtualport&gt;
 &lt;/interface&gt;</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> <pre>#virsh：attach-interface --domain d-2 --type bridge --source virbr0 --mac 52:22:33:44:55:66 --config</pre> <pre>（3）type=‘ethernet’ 定义一个使用指定脚本连接到 LAN 的 interface</pre> <pre>&lt;devices&gt;
 &lt;interface type='ethernet'&gt;
 &lt;target dev='vnet7'/&gt;
 &lt;script path='/etc/qemu-ifup-mynet'/&gt;
 &lt;/interface&gt;
 &lt;/devices&gt;</pre> <pre>（4）type=‘direct’ 定义一个直接连到物理网卡（Direct attachment to physical interface）的 interface：需要 Linux macvtap 驱动支持</pre> <pre> &lt;interface type='direct' trustGuestRxFilters='no'&gt;
 &lt;source dev='eth0' mode='vepa'/&gt;
 &lt;/interface&gt;</pre> <pre>（5）type=‘hostdev’ 定义一个由主机PCI 网卡直接分配（PCI Passthrough）的 interface： 分配主机上的网卡给虚机</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> <pre>&lt;devices&gt;
 &lt;interface type='hostdev' managed='yes'&gt;
 &lt;driver name='vfio'/&gt;
 &lt;source&gt;
 &lt;address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x07' function='0x0'/&gt;
 &lt;/source&gt;
 &lt;mac address='52:54:00:6d:90:02'/&gt;
 &lt;virtualport type='802.1Qbh'&gt;
 &lt;parameters profileid='finance'/&gt;
 &lt;/virtualport&gt;
 &lt;/interface&gt;
 &lt;/devices&gt;</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> </td> 
 <td style="vertical-align:top;">&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;">network （网络）</td> 
 <td style="vertical-align:top;"> <pre>&lt;bridge name="virbr0" stp="on" delay="5" macTableManager="libvirt"/&gt;
&lt;domain name="example.com" localOnly="no"/&gt;
&lt;forward mode="nat" dev="eth0"/&gt;
</pre> 1. bridge：定义一个用于构造该虚拟网络的网桥。&nbsp; 2. domain：定义 DHCP server 的 DNS domain。 3. forward： 定义虚拟网络直接连到物理 LAN 的方式. ”mode“指转发模式。 &nbsp;(1) mode=‘nat’：所有连接到该虚拟网络的虚拟的网络都会经过物理机器的网卡，并转换成物理网卡的地址。 <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> <pre>&lt;network&gt;
 &lt;name&gt;default&lt;/name&gt;
 &lt;bridge name="virbr0" /&gt;
 &lt;forward mode="nat"/&gt;
 &lt;ip address="192.168.122.1" netmask="255.255.255.0"&gt;
 &lt;dhcp&gt;
 &lt;range start="192.168.122.2" end="192.168.122.254" /&gt;
 &lt;/dhcp&gt;
 &lt;/ip&gt;
 &lt;ip family="ipv6" address="2001:db8:ca2:2::1" prefix="64" /&gt;
 &lt;/network&gt;</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> 也可以指定公共的IP地址和端口号。 <pre>&lt;forward mode='nat'&gt;&lt;nat&gt;&lt;address start='1.2.3.4' end='1.2.3.10'/&gt; &lt;/nat&gt; &lt;/forward&gt;
&lt;forward mode='nat'&gt;&lt;nat&gt;&lt;port start='500' end='1000'/&gt;&lt;/nat&gt;&lt;/forward&gt;</pre> (2) mode=‘route’：类似于 NAT，但是不使用NAT，而是使用routing table。&nbsp;&nbsp; <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> <pre> &lt;network&gt;
 &lt;name&gt;local&lt;/name&gt;
 &lt;bridge name="virbr1" /&gt;
 &lt;forward mode="route" dev="eth1"/&gt;
 &lt;ip address="192.168.122.1" netmask="255.255.255.0"&gt;
 &lt;dhcp&gt;
 &lt;range start="192.168.122.2" end="192.168.122.254" /&gt;
 &lt;/dhcp&gt;
 &lt;/ip&gt;
 &lt;ip family="ipv6" address="2001:db8:ca2:2::1" prefix="64" /&gt;
 &lt;/network&gt;</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> (3) mode=‘bridge’：使用不受libvirt管理的bridge，比如主机上已有的bridge；open vswitch bridge；使用&nbsp;macvtap's "bridge"&nbsp;&nbsp;模式 <pre> &lt;network&gt;
 &lt;name&gt;host-bridge&lt;/name&gt;
 &lt;forward mode="bridge"/&gt;
 &lt;bridge name="br0"/&gt;
 &lt;/network&gt;</pre> (4) mode=‘passthrough’：使用&nbsp;a macvtap "direct" connection in "passthrough" mode 指定主机上的特定网卡用于虚拟网络&nbsp;&nbsp;&nbsp; <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> <pre> &lt;forward mode='passthrough'&gt;
 &lt;interface dev='eth10'/&gt;
 &lt;interface dev='eth11'/&gt;
 &lt;interface dev='eth12'/&gt;
 &lt;interface dev='eth13'/&gt;
 &lt;interface dev='eth14'/&gt;
 &lt;/forward&gt;</pre> <img alt="复制代码" src="/images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png"> (5) mode=‘hostdev’：直接分配主机上的网络设备。 <pre>&lt;forward mode='hostdev' managed='yes'&gt;
 &lt;driver name='vfio'/&gt;
 &lt;address type='pci' domain='0' bus='4' slot='0' function='1'/&gt;
 &lt;address type='pci' domain='0' bus='4' slot='0' function='2'/&gt;
 &lt;address type='pci' domain='0' bus='4' slot='0' function='3'/&gt;
 &lt;/forward&gt;</pre> </td> 
 <td style="vertical-align:top;">&nbsp;</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

详细的 XML 定义说明在 [https://libvirt.org/format.html][https_libvirt.org_format.html]。

### 1.3 Libvirt API 的实现 ###

libvirt API 的实现是在各个 Hypervisor driver 和 Storage dirver 内。Hypervisor 驱动包括：

*  **[LXC][]** - Linux Containers
 *  **[OpenVZ][]**
 *  **[QEMU][]**
 *  **[Test][]** - Used for testing
 *  **[UML][]** - User Mode Linux
 *  **[VirtualBox][]**
 *  **[VMware ESX][]**
 *  **[VMware Workstation/Player][VMware Workstation_Player]**
 *  **[Xen][]**
 *  **[Microsoft Hyper-V][]**
 *  **[IBM PowerVM (phyp)][IBM PowerVM _phyp]**
 *  **[Parallels][]**
 *  **[Bhyve][]** - The BSD Hypervisor

### 1.4 Libvirt 的 Python 绑定 ###

python-libvirt 包含 Libvirt 的 Python 语言绑定。安装 libvirt 时，默认会安装 python-libvirt 。 来源： [https://libvirt.org/python.html][https_libvirt.org_python.html]  [https://pypi.python.org/pypi/libvirt-python][https_pypi.python.org_pypi_libvirt-python]

Python API 和 C API 之间几乎是一对一的映射关系，比如：

![复制代码][aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]

#C API
    int virConnectNumOfDomains (virConnectPtr conn);
    int virDomainSetMaxMemory (virDomainPtr domain, unsigned long memory);
    
    #Python API
    virConnect::numOfDomains(self)
    virDomain::setMaxMemory(self, memory)

![复制代码][aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]

因此，libvirt 官网并没有提供详细的 python API 描述。

## 2. QEMU/KVM libvirt 驱动 ##

### 2.1 架构 ###

![aHR0cHM6Ly9pbWFnZXMwLmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cyMDE1LzY5NzExMy8yMDE1MDYvMDcxNzI4NDM0NDE4Njc5LmpwZw][]

•Libvirtd 是一个 daemon 进程，可以被本地的virsh调用，也可以被远程的virsh调用

•Libvirtd 调用 qemu-kvm 操作KVM 虚拟机

[这里][Link 1]有一个 virsh 命令、Libvirt C API、 QEMU driver 方法 和 QEMU Monitor 命令的对照表（部分）：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <th>virsh command</th> 
 <th>Public API</th> 
 <th>QEMU driver function</th> 
 <th>Monitor command</th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh create XMLFILE</td> 
 <td>virDomainCreateXML()</td> 
 <td>qemudDomainCreate()</td> 
 <td>info cpus, cont, change vnc password, balloon (all indirectly)</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh suspend GUEST</td> 
 <td>virDomainSuspend()</td> 
 <td>qemudDomainSuspend()</td> 
 <td>stop</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh resume GUEST</td> 
 <td>virDomainResume()</td> 
 <td>qemudDomainResume()</td> 
 <td>cont</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh shutdown GUEST</td> 
 <td>virDomainShutdown()</td> 
 <td>qemudDomainShutdown()</td> 
 <td>system_powerdown</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh setmem GUEST MEM-KB</td> 
 <td>virDomainSetMemory()</td> 
 <td>qemudDomainSetMemory()</td> 
 <td>balloon (indirectly)</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh dominfo GUEST</td> 
 <td>virDomainGetInfo()</td> 
 <td>qemudDomainGetInfo()</td> 
 <td>info balloon (indirectly)</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh save GUEST FILENAME</td> 
 <td>virDomainSave()</td> 
 <td>qemudDomainSave()</td> 
 <td>stop, migrate exec</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh restore FILENAME</td> 
 <td>virDomainRestore()</td> 
 <td>qemudDomainRestore()</td> 
 <td>cont</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh dumpxml GUEST</td> 
 <td>virDomainDumpXML()</td> 
 <td>qemudDomainDumpXML()</td> 
 <td>info balloon (indirectly)</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh attach-device GUEST XMLFILE</td> 
 <td>virDomainAttachDevice()</td> 
 <td>qemudDomainAttachDevice()</td> 
 <td>change, eject, usb_add, pci_add (all indirectly)</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh detach-device GUEST XMLFILE</td> 
 <td>virDomainDetachDevice()</td> 
 <td>qemudDomainDetachDevice()</td> 
 <td>pci_del (indirectly)</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh migrate GUEST DEST-URI</td> 
 <td>virDomainMigrate()</td> 
 <td>qemudDomainMigratePerform()</td> 
 <td>stop, migrate_set_speed, migrate, cont</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>virsh domblkstat GUEST</td> 
 <td>virDomainBlockStats()</td> 
 <td>qemudDomainBlockStats()</td> 
 <td>info blockstats</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>-</td> 
 <td>virDomainBlockPeek()</td> 
 <td>qemudDomainMemoryPeek()</td> 
 <td>memsave</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 2.2 安装 ###

有三种方式来安装 libvirt：

（1）下载 libvirt 的源代码，然后编译和安装

（2）从各 Linux 的发行版中直接安装，比如 Ubuntu 上运行 apt-get install libvirt-bin

（3）从 git 上克隆 libvirt 的代码，然后编译和安装

### 2.3 libvirt log ###

[这篇文章][Link 2] 描述了 livbirt log。设置所有日志的方法是在 /etc/libvirt/libvirtd.conf 中添加下面的配置然后重启 libvirt：

log_filters="1:libvirt 1:util 1:qemu"
    log_outputs="1:file:/var/log/libvirt/libvirtd.log"

## 3 使用 libvirt 编程来管理 KVM 虚机的实例 ##

这里只描述基本的过程。具体的过程，下一篇文章会具体分析 Nova 中 libvirt 的使用。

1.  定义虚机的基本配置，包括 vCPU、内存、磁盘或者cdrom以及启动顺序，生成 xml 配置，调用 virDomainCreateXML API 启动一个虚机
2.  使用 Domain 相关的 API 来管理虚机的生命周期。我的[这篇文章][Link 3]有虚机生命周期的详细介绍。
3.  添加磁盘：定义一个 disk 的 xml 配置，使用 virDomainAttachDevice API 将它挂载到虚机上。如果不是本地的源磁盘，需要提前准备好。
4.  添加interface：使用 Network API 定义一个虚拟网络（需要提前准备好物理网络），然后定义一个 interface 的 XML 配置，使用 virDomainAttachDevice API 将它加到虚机。
5.  按照需要，重复2、3、4步骤。

[1]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4543110.html
[2_CPU _]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4543597.html%20
[3_I_O QEMU _Para-virtulizaiton]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4543657.html%20
[4_I_O PCI_PCIe_ SR-IOV]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4548194.html%20
[5_libvirt]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4558638.html%20
[6_Nova _ libvirt _ QEMU_KVM]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4568188.html%20
[7_ _snapshot]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4468757.html
[8_ _migration]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4572287.html%20
[aHR0cHM6Ly9pbWFnZXMwLmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cyMDE1LzY5NzExMy8yMDE1MDYvMDcxNjI0NTU3MDc5OTE3LmpwZw]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9pbWFnZXMwLmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cyMDE1LzY5NzExMy8yMDE1MDYvMDcxNjI0NTU3MDc5OTE3LmpwZw
[aHR0cHM6Ly9pbWFnZXMwLmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cyMDE1LzY5NzExMy8yMDE1MDYvMDcxNjQ1MzY0MTA0MDI2LmpwZw]: /images/20211109/1cdef6296b8c42b7b60e18a1e1d77777.png
[https_libvirt.org_format.html]: https://libvirt.org/format.html
[LXC]: https://libvirt.org/drvlxc.html
[OpenVZ]: https://libvirt.org/drvopenvz.html
[QEMU]: https://libvirt.org/drvqemu.html
[Test]: https://libvirt.org/drvtest.html
[UML]: https://libvirt.org/drvuml.html
[VirtualBox]: https://libvirt.org/drvvbox.html
[VMware ESX]: https://libvirt.org/drvesx.html
[VMware Workstation_Player]: https://libvirt.org/drvvmware.html
[Xen]: https://libvirt.org/drvxen.html
[Microsoft Hyper-V]: https://libvirt.org/drvhyperv.html
[IBM PowerVM _phyp]: https://libvirt.org/drvphyp.html
[Parallels]: https://libvirt.org/drvparallels.html
[Bhyve]: https://libvirt.org/drvbhyve.html
[https_libvirt.org_python.html]: https://libvirt.org/python.html
[https_pypi.python.org_pypi_libvirt-python]: https://pypi.python.org/pypi/libvirt-python
[aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]: /images/20211109/40f606b32ae84e4cb6c19e8914da6140.png
[aHR0cHM6Ly9pbWFnZXMwLmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cyMDE1LzY5NzExMy8yMDE1MDYvMDcxNzI4NDM0NDE4Njc5LmpwZw]: /images/20211109/30edcdf2840f4338b2412ac659a348dc.png
[Link 1]: http://wiki.libvirt.org/page/QEMUSwitchToLibvirt
[Link 2]: https://libvirt.org/logging.html
[Link 3]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4486712.html