虚拟机管理需要哪些功能，以及虚拟机管理常见问题和解决方案

Posted 2021-01-09

虚拟机里面主要涉及哪些功能，虚拟机管理需要哪些功能，以及虚拟机管理常见问题和解决方案-CNware虚拟化软件
1 虚拟机部署
部署单台虚拟机：根据模板或者自定义方式创建单台虚拟机，支持自主设置虚拟机的VCPU、内存、存储及网络。
批量部署虚拟机：可通过模板批量部署虚拟机，并能针对每台虚拟机的VCPU、内存、存储、网络做个性化设置，最多能支持10台虚拟机批量部署。
2 生命周期管理
虚拟机支持多种操作方式，用户可根据需要灵活操作虚拟机，包括创建、开机、关机、重启、挂起、恢复、删除等。支持在共享存储上的虚拟机从其他主机启动，虚拟机可以通过XVA格式导入、导出。
3 虚拟机克隆
虚拟机在线克隆：不影响正在运行的虚拟机业务情况下克隆，克隆开始前可修改克隆的虚拟机VCPU、内存、网络等配置，并且源虚拟机不能挂载ISO。
虚拟机离线克隆：将离线状态的虚拟机克隆，克隆后的虚拟机与源虚拟机VCPU、内存、网络等配置一样。
虚拟机链接克隆：多个克隆虚拟机之间的公共部分(共同来自源虚拟机的部分)可以共用同一份内存空间和同一份磁盘空间，极大的节省服务器资源。链接克隆虚拟机运行需要读取存储上的链接克隆母卷数据前，会先到内存cache中读取，如果在内存cache中读取不到，才会到存储上读取数据；并且iCache会根据需要动态的把热点数据放入到主机内存cache中，来提升内存cache的命中率。 根据iCache的加速原理可知链接克隆虚拟机在运行过程中会减少对母卷存储本身的读IOPS压力，这不但缓解了批量链接克隆虚拟机启动时对存储压力过大的启动风暴问题，而且提升了链接克隆虚拟机的启动速度，并且链接克隆虚拟机启动后的性能也有改善
4 虚拟机自启动
在实际运维过程中，往往会碰到物理主机因为各种原因断电，导致虚拟机关机情况发生，当启动物理主机后还需要手动将其上面的虚拟机一台一台手动启动。针对该情况，我们提供设置虚拟机随物理主机开机启动，并根据业务重要性设置虚拟机启动顺序和延迟时间。
CNware监控物理主机在启动的时候，触发启动程序，根据设置的虚拟机启动规则（启动顺序，启动级别等）逐个对虚拟机进行加电，以达到虚拟机随主机启动的功能。
5 虚拟机HA
CNware监控运行在其物理主机上的虚拟机的健康状态，当发现虚拟机出现蓝屏或者系统崩溃时，将会根据预先设置好的策略进行虚拟机重启操作，并向用户发送相关的告警信息。以便用户实时掌握虚拟机的真实情况。
6 虚拟机备份
用户可通过虚拟机备份/还原来确保数据的完整性。虚拟机备份支持手动备份和自动备份，用户根据自身需要设置一个备份周期。
7 虚拟机移除
该功能主要有两方面，一是为了防止用户误删除虚拟机，或者对该业务的虚拟机不太了解，增加延迟删除的功能。二是为了某些高安全场景，我们采取高安全级别的格式化删除虚拟机。
CNware增加了延迟删除虚拟机的功能，同时CNware根据用户的不同的需求，增加了普通删除，以及高安全级别的格式化删除，以达到对虚拟机文件高安全清理的功能。
8 虚拟机还原
虚拟机还原功能主要针对虚拟机造成各种情况的损坏，例如：管理员操作失误把业务虚拟机误删除的情况，以及虚拟机损坏，或者人为不可控制的自然灾难等情况。我们通过虚拟机备份文件对虚拟机进行还原，以达到恢复虚拟机正常业务的功能。
CNware通过虚拟机备份文件（记录虚拟机的文件信息，以及资源配置信息，例如:内存,CPU等），对已经损坏、丢失等情况的虚拟机进行还原重建。针对虚拟机备份，请详见虚拟机备份功能。
9 虚拟机迁移
迁移虚拟机：只能进行池内迁移，并且不存在内部网络、未挂载ISO镜像或其它外部设备以及虚拟磁盘全部在共享存储上才可以迁移。
迁移虚拟磁盘：只能进行池内迁移，可以将虚拟磁盘(不包括USB移动设备)从本地存储池迁移到共享存储池上或者从共享存储池迁移到所属物理主机的本地存储池。
迁移虚拟机和虚拟磁盘：
1.虚拟机关机状态下，并且不存在内部网络以及未挂载共享磁盘、ISO镜像或其它外部设备时才能进行迁移；
2.虚拟机开机状态下，当虚拟机快照个数不超过1个、虚拟磁盘不超过5块、不存在内部网络、未挂载共享磁盘、未挂载ISO镜像或其它外部设备、所在资源池未配置高可用时，可以迁移虚拟机和虚拟磁盘。
10 虚拟机调整资源
CPU：用户都可以根据需要增加或者减少虚拟机的VCPU数目。通过调整虚拟机VCPU数目，可以满足虚拟机上业务负载发生变化时对计算能力灵活调整的需求，且虚拟机的VCPU数不能超过对应物理主机的CPU线程数。只有“允许开机调整VCPU”状态为“是”才能在线调整VCPU。
绑定VCPU：用户可将虚拟机VCPU绑定到特定的物理CPU上。
内存：用户可以根据需要增加或者减少虚拟机的内存容量，可以满足虚拟机上业务负载发生变化时对内存灵活调整的需求。内存有专享、共享、预留、自定义4种模式。
虚拟磁盘：用户可通过挂载/卸载虚拟磁盘来增加/减少虚拟机的存储容量，只有离线状态下，才能对已挂载的虚拟磁盘进行扩容。
外挂设备：用户可通过虚拟光驱来加载ISO，也可加载USB来外挂设备，并能支持加密狗。
11 CPU资源预留
主要是针对某些比较重要业务系统的虚拟机，在某一段时间内，使用的CPU资源比较多，这个时候如果不能保证有足够的CPU，可能会导致业务出现问题，因此需要预留资源来保证虚拟机的可用物理资源量，当出现争用时，本地主机调度来确认需要多少资源，通过预留，调度无法回收保护资源。CPU预留只在各虚拟机竞争计算资源的时候才发挥作用。
例如：主机有4核，每核为100MHz，虚拟机A预留为10%，则为虚拟机预留的为410000.1MHz，如果其他虚拟机计算需要的计算能力超过410000.9MHz时，需要进行时间片的等待，CPU分片处理程序会保证虚拟机A有410000.1MHz处理能力的份额。
12 CPU模式设置
CNware部署的虚拟机，默认为单核模式，当为虚拟机分配的VCPU个数比较多时，由于其操作系统的限制CPU颗数，导致虚拟机无法完全使用为其分配的CPU资源，造成资源浪费。添加CPU模式，可以设置当前虚拟机使用多核模式。这样让虚拟机可以完全使用为其分配的资源。
13 内存优先级
内存优先级竞争关系，只出现在多个虚拟机对内存竞争关系的情况下。CNware不仅有共享内存模式，同时还有独占、预留等模式。内存竞争只出现在共享模式情况下。内存竞争主要是解决个别虚拟机业务需求较高，在出现竞争时优先享用内存资源，内存优先级别较低的虚拟机，通过虚拟机内部气球模块施放内存，供其他虚拟机使用。
例如虚拟机A、B、C三台虚拟机共享10G内存，优先级分别为高、中、低。在三台虚拟机内部运行应用程序的时候。CNware通过气球模型优先调用较多内存满足A虚拟机业务的运行，虚拟机B以及C内部运行的应用程序分到内存较少，及等待虚拟机A施放内存。
14 NUMA非一致内存访问
随着科学计算、事务处理对计算机性能要求的不断提高，SMP（对称多处理器）系统的应用越来越广泛，规模也越来越大，但由于传统的SMP系统中，所有处理器都共享系统总线，因此当处理器的数目增大时，系统总线的竞争冲突加大，系统总线将成为瓶颈。NUMA系统的结点通常是由一组CPU和本地内存组成，由于每个结点都有自己的本地内存，因此全系统的内存在物理上是分布的，每个结点访问本地内存和访问其它结点的远地内存的延迟是不同的。
15 存储直通
存储直通技术（又称裸设备映射， RDM）为虚拟机提供了一种机制来直接访问物理存储子系统（IPSAN 或 FCSAN）上的 LUN，因此虚拟机中的业务能够直接访问存储设备或直接对存储设备下发控制命令。
通过使用裸设备映射，可以让虚拟机识别 SCSI 磁盘，实现在虚拟机内部下发 SCSI 命令，交给主机然后透传给存储设备进行处理，最后将应答返回。裸设备映射能够很好地支撑集群业务在虚拟机上的正常运行，降低大量使用物理服务器的成本，如OracleRAC和MSCS。
存储直通简单原理：裸设备映射，作为一个整体特性，将 LUN 映射到虚拟机中，支持虚拟机业务的正常运行。真正实现裸设备映射特性完整功能，PVSCSI 是其最重要的关键技术。PVSCSI(准虚拟 SCSI)技术，可以分为两部分。一部分为 SCSI 前端驱动，它通过 PV Driver安装在虚拟机内部。另一部分为 SCSI 后端驱动，作为linux内核模块运行在主机系统中。
当虚拟机部署集群业务后，一些磁盘控制类操作需要通过 SCSI 命令发送到存储侧以及获取相应处理结果， PVSCSI 实现了该通道：当业务对 SCSI 磁盘下发 SCSI 命令时， SCSI前端驱动将 SCSI 命令交给后端，后端 SCSI 驱动再将 SCSI 命令透传给实际的物理存储设备，并将物理存储设备的应答返回。
16 PCI直通
硬件直通是指将物理主机的硬件资源直接挂载给虚拟机使用，不需要经过hypervisor的模拟和过滤，虚拟机发的命令直接送到物理设备。
通过直通技术可以向虚拟机提供接近原生硬件的访问性能，对于I/O性能的提升达到了15%左右，同时还解决了数据库集群、加密狗类和图像处理类应用支持的问题。
17 SR-IOV
SR-IOV是在硬件直通技术的增强，可以在网卡数量有限的情况先仍然能够利用到直通技术的性能。该技术可以将一张网卡在硬件层面虚拟成多张网卡，被多台虚拟机直通使用。利用该技术不但可以保持原生硬件的性能同时可以将网卡的吞吐量提升约4%左右。
18 导入/导出虚拟机
导出虚拟机是指用户可以将已关机的虚拟机，以XVA的格式将其导出到本地保存起来，以备不时之需。并且还可以将导出的虚拟机，导入到其它物理主机上，以实现虚拟机快速部署。
19 虚拟机快照
虚拟机快照功能是指把某一时刻的虚拟机状态像照片一样保存下来，在需要的时候用快照把虚拟机恢复到快照时的状态。虚拟机快照保存的内容包括虚拟机磁盘和内存的信息。该功能应用于数据备份和容灾场景，提高系统运行的安全性和可靠性。
20 虚拟机时间同步
支持为虚拟机配置是否与所在物理主机时间保持一致。当虚拟机已安装tools并且未在其操作系统中启动NTP服务时，CNware会通过tools定时检查虚拟机时间是否与所在物理主机时间一致，发现不一致时，会自动同步虚拟机时间，保证两边时间一致。
21 性能监控
虚拟机性能监控可以动态显示虚拟机CPU、内存、磁盘、网络使用率。用户可以查看当前时间、最近一段时间、或指定时间段的虚拟机资源的使用情况，并可以根据实际业务情况设置CPU、网络、磁盘使用比例告警阈值。
22 虚拟机模板
转换为模板：用户可将离线虚拟机转换为模板，转换为模板后，虚拟机将不复存在，转换后的模板可用于部署虚拟机。
另存为模板：用户可将离线虚拟机另存为模板，另存为模板后，虚拟机仍然存在，另存后的模板可用于部署虚拟机。
23 Bios设置
用户可设置虚拟机的启动顺序，启动方式有硬盘、DVD、网络。只有虚拟化类型为全虚的虚拟机才能设置。
24 启动参数
用户可以指定虚拟机的引导参数，例如：在 Debian VM 上，可以输入 single 以在单用户模式下引导 VM。
25 控制台
用户可进入虚拟机控制台，通过控制台远程访问虚拟机操作系统。支持ie8及以上版本和chrome36及以上版本。
26 虚拟机增量备份
通过对接第三方备份系统实现虚拟机增量备份，备份系统与 CNware 管理端 (WinCenter) 进行控制类交互，采用基于 HTTPS 的 restful 方式进行通信。
备份系统与虚拟磁盘的 IO 操作通过一个 C 语言函数库(wddk)进行封装。通信方式上根据 WinCenter 的选择可以按需使用不同的协议，主要采用 NBD 协议。NBD 是一种简易的远程块设备访问协议，可以高效地将远程块设备映射到本地，在虚拟化、无盘系统领域使用比较普遍。
每一次备份都有一个备份ID进行标记，由备份系统生成。
27 支持多磁盘另存为模板
虚拟机在另存为模板、转换为模板时支持多块磁盘同时存为模板，并且支持多块磁盘的模板部署虚拟机。
28 虚拟磁盘复制
可以直接复制一块与源磁盘数据完全一致的新磁盘。
共享磁盘、裸盘及磁盘状态为“已使用”时不允许克隆。
29 虚拟机挂载客户端USB/ISO设备
通过虚拟机控制台将本地客户端的USB或ISO挂载给虚拟机，使用户和运维人员不需要进入机房操作物理设备，直接通过本地客户端将USB、ISO挂给虚拟机使用。
30 无代理杀毒
CNware虚拟化软件支持虚拟机无代理病毒防护，可对接第三方杀毒软件，无需在虚拟机上安装杀毒客户端即可实现虚拟机安全扫描。