kvm虚拟机以哪种方式运行，kvm虚拟机有几种存储方式

***：本文主要聚焦于KVM虚拟机相关的两个关键问题，一是KVM虚拟机的运行方式，二是其存储方式的种类。旨在探讨KVM虚拟机在运行过程中采用何种模式运作，以及在存储数据等方面存在哪几种不同的存储方式，这有助于深入理解KVM虚拟机在系统架构中的运行机制和数据存储管理相关的特性等内容。

本文目录导读：

1. KVM虚拟机简介
2. KVM虚拟机的存储方式
3. 不同存储方式对虚拟机运行的影响

《KVM虚拟机存储方式全解析：探索不同存储模式下的虚拟机运行》

KVM虚拟机简介

KVM（Kernel - based Virtual Machine）是一种基于Linux内核的开源虚拟机技术，它允许在单个物理服务器上创建和运行多个虚拟机，每个虚拟机都可以运行自己的操作系统，如同独立的物理机器一样，在KVM环境中，存储是一个关键的组成部分，它直接影响虚拟机的性能、可用性和可管理性。

KVM虚拟机的存储方式

（一）本地存储

1、基于文件系统的存储

- 在KVM中，最常见的本地存储方式之一是基于文件系统的存储，虚拟机的磁盘镜像可以存储为普通的文件，例如在ext4、xfs等常见的Linux文件系统上，这种方式非常灵活，易于管理，创建一个虚拟机磁盘镜像文件（如.qcow2格式）就像创建一个普通文件一样简单，管理员可以轻松地复制、移动和备份这些文件。

- 以.qcow2格式为例，它是一种支持写时复制（Copy - on - Write）的磁盘镜像格式，当虚拟机对磁盘进行写入操作时，只会修改磁盘镜像中的差异部分，而不是整个磁盘块，这大大节省了存储空间，并且提高了磁盘镜像的创建和部署速度，当从一个基础镜像创建多个相似的虚拟机时，多个虚拟机可以共享基础镜像的大部分数据，只有各自的差异部分会单独存储。

- 这种存储方式的性能取决于文件系统本身的性能，如果文件系统能够有效地处理大文件的读写操作，那么虚拟机的磁盘I/O性能就会较好，如果文件系统出现碎片化等问题，可能会影响虚拟机磁盘的读写性能。

2、基于本地块设备的存储

- KVM也可以直接使用本地块设备作为虚拟机的存储，可以将物理硬盘的一个分区或者整个硬盘直接分配给虚拟机使用，这种方式提供了接近原生的磁盘性能，因为虚拟机直接访问物理块设备，没有文件系统层的额外开销。

- 当对磁盘I/O性能要求极高时，如运行数据库服务器的虚拟机，使用本地块设备存储是一个不错的选择，不过，这种方式的管理相对复杂，因为直接操作块设备需要更加谨慎地进行分区、格式化等操作，如果物理块设备出现故障，可能会导致虚拟机数据丢失，恢复起来也比较困难。

（二）网络存储

1、NFS（Network File System）存储

- NFS是一种广泛使用的网络文件系统协议，在KVM环境中，可以将NFS共享目录作为虚拟机的存储位置，虚拟机的磁盘镜像文件可以存储在NFS服务器共享的目录中，这种方式的优点是易于共享和集中管理。

- 在企业环境中，可以设置一个专门的NFS服务器，多个KVM宿主机可以挂载这个NFS共享目录，并且在这个目录下创建和运行虚拟机，这样可以方便地在不同宿主机之间迁移虚拟机，只需要确保宿主机能够访问相同的NFS共享即可，NFS的性能可能会受到网络带宽和延迟的影响，如果网络状况不佳，虚拟机磁盘I/O性能会显著下降。

2、iSCSI（Internet Small Computer System Interface）存储

- iSCSI是一种基于IP网络的存储协议，它允许将远程的块设备通过网络传输呈现给本地系统，在KVM中，虚拟机可以使用iSCSI目标（存储设备）作为其磁盘存储。

- 与NFS相比，iSCSI提供了更接近本地块设备的性能，因为它传输的是块级数据，设置iSCSI环境相对复杂，需要配置iSCSI目标服务器和发起端（KVM宿主机），iSCSI的性能也依赖于网络的稳定性和带宽，如果网络出现丢包或者拥塞，可能会导致虚拟机磁盘I/O错误或者性能下降。

3、Ceph存储

- Ceph是一种分布式存储系统，它提供了对象存储、块存储和文件存储功能，在KVM环境中，可以使用Ceph的块存储功能为虚拟机提供磁盘存储。

- Ceph具有高可用性、可扩展性和数据冗余等优点，它通过数据复制和分布式算法确保数据的安全性和可用性，在大规模的云计算环境中，多个KVM宿主机可以同时使用Ceph存储集群为虚拟机提供存储服务，Ceph存储可以根据需求动态分配存储空间给虚拟机，并且可以方便地进行存储资源的扩展，Ceph的部署和管理相对复杂，需要一定的技术水平和资源投入。

不同存储方式对虚拟机运行的影响

（一）性能方面

1、本地存储性能特点

- 基于本地文件系统的存储，其性能受文件系统缓存和磁盘I/O调度算法的影响，对于顺序读写操作，性能可能较好，但对于随机读写操作，如果文件系统没有很好的优化，性能可能会下降，而本地块设备存储由于直接访问物理磁盘，对于高并发的磁盘I/O操作可能有更好的性能表现。

- 在进行数据库事务处理的虚拟机中，如果使用本地块设备存储，数据库的写入和读取操作可能会更快，因为减少了文件系统层的转换和缓存操作，如果是大量小文件的读写场景，本地文件系统存储可能通过文件系统的缓存机制提供一定的性能优化。

2、网络存储性能特点

- NFS存储的性能在很大程度上取决于网络的带宽和延迟，在1Gbps网络环境下，如果有多个虚拟机同时进行磁盘I/O操作，可能会出现网络拥塞，导致磁盘读写速度下降，iSCSI存储虽然提供了块级别的数据传输，但同样受网络状况的影响。

- Ceph存储由于其分布式的特性，性能在一定程度上取决于存储集群的网络拓扑、节点性能和数据分布算法，在大规模读写操作时，Ceph需要协调多个节点之间的数据传输和存储，可能会引入一定的开销。

（二）可用性方面

1、本地存储可用性

- 本地存储的可用性主要依赖于本地硬件的可靠性，如果本地硬盘出现故障，基于本地块设备存储的虚拟机可能会立即受到影响，数据丢失的风险较高，而基于本地文件系统的存储，如果有备份策略，可以通过备份文件恢复虚拟机，但恢复过程可能需要一定的时间。

2、网络存储可用性

- NFS存储如果NFS服务器出现故障，所有依赖该NFS共享的虚拟机将无法正常访问磁盘，如果采用了高可用的NFS集群解决方案，可以在一定程度上提高可用性，iSCSI存储同样依赖于iSCSI目标服务器的可用性，如果目标服务器故障，虚拟机磁盘将无法访问。

- Ceph存储由于其分布式和数据冗余的特性，具有较高的可用性，即使部分节点出现故障，数据仍然可以通过其他节点进行恢复和访问，不会影响虚拟机的正常运行。

（三）可管理性方面

1、本地存储可管理性

- 本地文件系统存储相对容易管理，管理员可以使用常规的文件管理工具对虚拟机磁盘镜像文件进行操作，可以通过文件系统的权限设置来控制对虚拟机磁盘镜像的访问，本地块设备存储管理则需要更多的技术知识，如分区管理、逻辑卷管理等。

2、网络存储可管理性

- NFS存储的管理主要集中在NFS服务器的配置和共享目录的管理上，需要确保网络连接正常，并且对NFS服务器的资源进行合理分配，iSCSI存储的管理涉及到iSCSI目标和发起端的配置，需要对网络和存储协议有深入的了解。

- Ceph存储的管理相对复杂，需要管理Ceph集群的节点、存储池、对象等，一旦Ceph集群部署和管理得当，它可以提供高效、灵活的存储管理功能，如动态调整存储容量、数据迁移等。

KVM虚拟机的存储方式包括本地存储（基于文件系统和本地块设备）和网络存储（NFS、iSCSI、Ceph等），不同的存储方式在性能、可用性和可管理性方面各有优劣，在实际应用中，需要根据企业的需求、预算、技术能力等因素来选择合适的存储方式，如果对性能要求极高且预算有限，可以考虑本地块设备存储；如果需要集中管理和共享存储资源，网络存储可能是更好的选择，对于大规模云计算环境，Ceph存储的高可用性和可扩展性可能更具优势，正确选择KVM虚拟机的存储方式对于构建高效、可靠的虚拟机环境至关重要。