kvm虚拟机磁盘不在宿主机如何添加硬盘，kvm虚拟机磁盘

***：主要探讨KVM虚拟机磁盘不在宿主机时添加硬盘的问题。未明确磁盘不在宿主机的具体情形（如远程存储等），通常添加硬盘到KVM虚拟机，若磁盘在宿主机上可通过多种方式如命令行操作，涉及创建磁盘镜像、定义存储池等步骤。而磁盘不在宿主机时可能需要先建立特殊连接或映射以确保虚拟机能够识别并使用新添加的硬盘资源，但具体操作因存储位置和环境的不同而有差异。

《KVM虚拟机磁盘不在宿主机时添加硬盘的方法与实践》

一、引言

KVM（Kernel - based Virtual Machine）是一种开源的系统虚拟化技术，广泛应用于云计算和服务器虚拟化领域，在KVM虚拟机的使用过程中，有时会遇到需要添加硬盘的情况，特别是当虚拟机磁盘不在宿主机时，这种情况相对复杂一些，本文将详细介绍在这种特殊场景下添加硬盘的方法、涉及的技术原理以及可能遇到的问题和解决方案等内容。

二、KVM虚拟机磁盘存储概述

（一）KVM虚拟机磁盘存储方式

1、本地存储

- 当虚拟机磁盘在宿主机时，宿主机的本地磁盘可以直接作为虚拟机磁盘的存储后端，可以使用宿主机的物理硬盘分区，通过创建磁盘镜像文件（如qcow2格式）来为虚拟机提供存储，这种方式简单直接，数据传输速度快（取决于宿主机磁盘的性能），适合小型测试环境或者对本地资源依赖度高的应用。

2、远程存储

- 随着数据中心规模的扩大和对资源灵活分配的需求，虚拟机磁盘可能存储在远程存储系统中，常见的远程存储系统包括网络文件系统（NFS）、iSCSI存储区域网络（SAN）等。

- NFS存储：NFS允许宿主机挂载远程文件系统，将其作为虚拟机磁盘的存储位置，它基于网络协议，提供了一种方便的共享文件系统的方式，在KVM环境中，虚拟机可以使用存储在NFS服务器上的磁盘镜像文件。

- iSCSI存储：iSCSI将SCSI命令通过IP网络传输，使得宿主机可以像访问本地磁盘一样访问远程的iSCSI存储设备，这种方式提供了块级别的存储访问，性能相对较高，适合企业级的存储需求。

（二）不在宿主机磁盘的优势

1、数据集中管理

- 当虚拟机磁盘位于远程存储时，数据可以在数据中心的存储系统中进行集中管理，这有助于备份、恢复和数据迁移等操作的统一规划和执行，企业可以通过集中的存储管理系统，定期对所有虚拟机的磁盘数据进行备份，而不需要在每个宿主机上单独进行备份操作。

2、资源共享与灵活分配

- 远程存储可以被多个宿主机共享，提高了存储资源的利用率，不同的宿主机可以根据需求动态地分配虚拟机磁盘所需的存储容量，在云计算环境中，随着用户对虚拟机资源需求的增加或减少，可以灵活地从共享的远程存储中分配或回收磁盘空间。

三、添加硬盘前的准备工作

（一）确定远程存储的连接性

1、网络连接检查

- 如果使用NFS存储，需要确保宿主机与NFS服务器之间的网络连接正常，可以使用ping命令来测试宿主机到NFS服务器的网络连通性，在宿主机的命令行中输入“ping nfs - server - ip”（其中nfs - server - ip为NFS服务器的IP地址），如果能够收到响应包，说明网络连接基本正常。

- 对于iSCSI存储，除了网络连通性检查外，还需要检查iSCSI网络配置，确保宿主机的iSCSI initiator（启动器）正确配置，并且能够发现目标iSCSI存储设备，可以使用iscsi - initiator - utils工具（在大多数Linux发行版中可用）来进行iSCSI设备的发现操作。

2、权限检查

- 在使用远程存储时，宿主机需要有足够的权限来访问存储资源，对于NFS存储，需要检查宿主机在NFS服务器上的共享目录的挂载权限，确保宿主机的IP地址或用户组被允许挂载相应的NFS共享目录。

- 对于iSCSI存储，需要检查存储设备端的访问控制列表（ACL），确保宿主机的iSCSI启动器被授权访问目标存储设备。

（二）了解现有虚拟机配置

1、虚拟机磁盘格式

- 在添加新硬盘之前，需要了解现有虚拟机磁盘的格式，KVM支持多种磁盘格式，如raw、qcow2等，不同的磁盘格式在性能、功能（如支持快照、压缩等）方面有所不同，如果现有虚拟机磁盘是qcow2格式，在添加新硬盘时，也可能考虑使用相同的格式以便于管理和兼容性考虑。

2、虚拟机磁盘布局

- 查看虚拟机内部的磁盘布局，包括已有的分区情况、文件系统类型等，这有助于确定新添加硬盘的用途和如何在虚拟机内部进行合理的磁盘管理，如果现有虚拟机的磁盘主要用于操作系统安装，新添加的硬盘可能用于数据存储，那么在虚拟机内部可能需要将新硬盘格式化为合适的数据存储文件系统，如ext4或xfs。

四、添加硬盘的具体步骤

（一）使用NFS存储添加硬盘

1、在NFS服务器上创建磁盘镜像文件或目录

- 首先登录到NFS服务器，根据需求创建用于虚拟机新硬盘的文件或目录，如果打算创建一个qcow2格式的磁盘镜像文件，可以使用qemu - img命令，执行“qemu - img create - f qcow2 /nfs - share/vm - new - disk.qcow2 10G”（nfs - share是NFS服务器上的共享目录，vm - new - disk.qcow2是新创建的磁盘镜像文件名，10G是磁盘大小）。

- 如果选择创建一个目录作为新硬盘的存储位置（用于挂载一个基于目录的存储卷），可以使用mkdir命令，如“mkdir /nfs - share/vm - new - disk - dir”。

2、在宿主机上挂载NFS共享目录

- 如果还没有挂载NFS共享目录到宿主机，需要进行挂载操作，编辑宿主机的/etc/fstab文件，添加一行类似于“nfs - server - ip:/nfs - share /mnt/nfs nfs defaults 0 0”（其中nfs - server - ip是NFS服务器的IP地址，/nfs - share是NFS服务器上的共享目录，/mnt/nfs是宿主机上挂载的目标目录），然后执行“mount - a”命令来挂载NFS共享目录。

3、在KVM虚拟机中添加硬盘设备

- 使用virsh命令行工具或者virt - manager图形界面工具来添加硬盘。

- 使用virsh命令时，首先需要确定虚拟机的名称或ID，假设虚拟机名为vm1，执行“virsh attach - disk vm1 /mnt/nfs/vm - new - disk.qcow2 vdb --driver qemu - img - -cache none”（这里将新硬盘挂载为虚拟机中的vdb设备，--driver qemu - img指定磁盘驱动类型，--cache none表示不使用缓存，可根据实际情况调整）。

- 如果使用virt - manager图形界面工具，打开虚拟机的配置界面，在“硬件”选项卡中点击“添加硬件”，选择“存储”，然后浏览到/mnt/nfs/vm - new - disk.qcow2文件，按照提示完成添加操作。

4、在虚拟机内部识别和格式化新硬盘

- 启动虚拟机，登录到虚拟机操作系统内部，对于Linux虚拟机，可以使用fdisk - l命令来查看新添加的硬盘设备（在这个例子中应该能看到/dev/vdb设备）。

- 如果要将新硬盘格式化为ext4文件系统，可以执行“mkfs.ext4 /dev/vdb”命令，然后可以使用mount命令将新格式化的硬盘挂载到虚拟机内部的某个目录，如“mount /dev/vdb /data”（data是虚拟机内部用于挂载新硬盘的目标目录）。

（二）使用iSCSI存储添加硬盘

1、在iSCSI存储设备上创建逻辑单元（LUN）

- 登录到iSCSI存储设备的管理界面，根据存储设备的操作指南创建一个新的逻辑单元（LUN），这个LUN将作为虚拟机的新硬盘，在创建过程中，可以指定LUN的大小、名称等参数。

2、在宿主机上连接iSCSI设备

- 使用iscsi - initiator - utils工具在宿主机上连接新创建的iSCSI LUN，首先编辑宿主机的/etc/iscsi/iscsid.conf文件，配置iSCSI启动器的相关参数，如发现目标的IP地址、端口等信息。

- 然后执行“iscsiadm - m discovery - t st - p iSCSI - server - ip”（其中iSCSI - server - ip是iSCSI存储设备的IP地址）来发现iSCSI目标，发现目标后，执行“iscsiadm - m node - T iqn.xxx - p iSCSI - server - ip - l”（其中iqn.xxx是iSCSI目标的名称标识）来登录到iSCSI目标，建立连接。

3、在宿主机上识别和准备iSCSI设备

- 连接成功后，宿主机会将iSCSI设备识别为一个块设备，dev/sdb（具体设备名可能因系统环境而异），可以使用fdisk - l命令来查看这个新的块设备。

- 如果需要对这个设备进行分区，可以使用fdisk或parted等工具进行操作，使用fdisk /dev/sdb，按照提示创建分区。

4、在KVM虚拟机中添加硬盘设备

- 同样，可以使用virsh命令或virt - manager图形界面工具来添加硬盘。

- 使用virsh命令时，假设虚拟机名为vm2，执行“virsh attach - disk vm2 /dev/sdb vdc --driver qemu - img - -cache none”（这里将新硬盘挂载为虚拟机中的vdc设备）。

- 使用virt - manager图形界面工具的操作与使用NFS存储添加硬盘时类似，在虚拟机配置界面的“硬件”选项卡中添加新的存储设备，选择/dev/sdb设备，按照提示完成添加操作。

5、在虚拟机内部处理新硬盘

- 启动虚拟机，在虚拟机内部使用相应的操作系统工具来识别和处理新添加的硬盘，在Windows虚拟机中，可能需要进入磁盘管理工具来初始化新硬盘、创建分区和格式化等操作；在Linux虚拟机中，可以使用前面提到的fdisk、mkfs等命令来进行类似的操作。

五、可能遇到的问题及解决方案

（一）网络相关问题

1、网络带宽不足

- 现象：当在虚拟机中对新添加的远程存储硬盘进行读写操作时，读写速度非常慢。

- 解决方案：检查网络设备的配置，如有可能增加网络带宽，对于NFS存储，可以调整NFS服务器和宿主机之间的网络参数，如提高NFS协议的版本（如果支持）以提高传输效率，对于iSCSI存储，可以优化iSCSI网络的QoS（Quality of Service）设置，确保存储流量有足够的带宽保障。

2、网络中断

- 现象：在添加硬盘过程中或者使用新硬盘时，出现连接丢失的情况。

- 解决方案：检查网络设备（如交换机、路由器等）是否存在故障，对于NFS存储，重新挂载NFS共享目录；对于iSCSI存储，重新执行iSCSI连接操作（先注销再重新登录），在网络环境中设置冗余链路或使用高可用网络解决方案来提高网络的可靠性。

（二）权限问题

1、NFS权限不足

- 现象：宿主机无法挂载NFS共享目录或者在虚拟机中无法访问新添加的硬盘。

- 解决方案：在NFS服务器上重新检查和设置共享目录的权限，确保宿主机的IP地址或用户组被正确授权，可以在NFS服务器的配置文件（通常是/etc/exports）中修改权限设置，然后重新导出共享目录（执行“exportfs - ra”命令）。

2、iSCSI权限问题

- 现象：宿主机无法连接iSCSI目标或者在虚拟机中无法使用新添加的iSCSI硬盘。

- 解决方案：在iSCSI存储设备端检查访问控制列表（ACL），确保宿主机的iSCSI启动器被正确授权，根据存储设备的操作手册，重新设置ACL规则（如果需要）。

（三）虚拟机内部识别问题

1、设备命名冲突

- 现象：在虚拟机内部，新添加的硬盘设备名与现有设备名冲突，导致无法正确识别或使用。

- 解决方案：在宿主机端检查设备映射关系，确保正确地将新硬盘设备添加到虚拟机中，在虚拟机内部，可以使用udev规则（对于Linux系统）来重新命名设备，避免冲突，可以创建一个udev规则文件，如/etc/udev/rules.d/99 - custom - disk.rules，内容为“SUBSYSTEM==“block”, ATTR{serial}=="new - disk - serial", NAME="vdd"”（其中new - disk - serial是新硬盘的序列号，可以通过查询设备属性获取，vdd是重新命名后的设备名），然后重新加载udev规则（执行“udevadm control - -reload - rules”命令）。

2、操作系统不支持的磁盘格式

- 现象：在虚拟机内部，无法识别新添加硬盘的磁盘格式。

- 解决方案：如果是因为虚拟机操作系统版本过低等原因不支持新硬盘的磁盘格式，可以考虑在宿主机端转换磁盘格式（使用qemu - img convert命令将磁盘格式转换为虚拟机操作系统支持的格式）或者升级虚拟机操作系统到支持该格式的版本。

六、结论

在KVM虚拟机磁盘不在宿主机的情况下添加硬盘虽然相对复杂，但通过合理的规划和操作步骤是可以顺利实现的，在整个过程中，需要充分考虑远程存储的类型（如NFS或iSCSI）、网络连接、权限设置等多方面因素，要对可能出现的问题有充分的准备，以便及时解决，确保虚拟机的正常运行和新硬盘的有效利用，随着企业数据中心对资源灵活管理和高效利用需求的不断增加，掌握这种在特殊场景下添加硬盘的技术对于系统管理员和云计算工程师来说是非常重要的。