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OpenStack设计与实现(二)Libvirt简介与实现原理

数据分析 作者:arron刘 时间:2016-01-23 22:30:18 0 删除 编辑

一、Libvirt简介

Libvirt是由Redhat开发的一套开源的软件工具,目标是提供一个通用和稳定的软件库来高效、安全地管理一个节点上的虚拟机,并支持远程操作。它由以下的模块组成:

  • 一个库文件,实现管理接口
  • 一个守护进程(libvirtd)
  • 一个命令行工具(virsh)

基于可移植性和高可靠性的考虑,Libvirt采用C语言开发,但是也提供了对其他编程语言的绑定,包括Python,Perl,Ocaml,Ruby,Java和PHP。因此Libvirt的调用可以被集成到各种编程语言中,适应不同的环境。
Libvirt支持多种虚拟机,具体情况如下:

名称 注释
LXC 轻量级的Linux容器
OpenVZ 基于Linux内核的轻量级Linux容器
KVM/QEMU 基于Linux的类型2的VMM
Xen 开源的类型1的VMM
User-mode Linux(UML) 系统调用级别的Linux虚拟机
VirtualBox Oracle开发的类型2的VMM
Vmware ESX and GSX Vmware虚拟化的服务器版本
Vmware Workstation and Player Vmware虚拟化的桌面版本
Hyper-V 微软开发的VMM
PowerVM IBM开发的VMM
Parallels Workstation Parallels为Mac开发的VMM
Bhyve FreeBSD 9+上的VMM

二、Libvirt的结构

Libvirt屏蔽了不同虚拟化的实现,提供统一管理接口。用户只关心高层的功能,而VMM的实现细节,对于最终用户应该是透明的。Libvirt就作为VMM和高层功能之间的桥梁,接收用户请求,然后调用VMM提供的接口,来完成最终的工作。
Libvirt的层次结构如下:
20160120015330353.png

为了支持多种VMM,Libvirt采用了基于驱动的架构,如图下图所示。也就是说,每种VMM需要提供一个Driver和Libvirt进行通信来操控特定的VMM。

20160120015408307.jpg

三、Libvirt的实现

Libvirt代码里所定义的主要对象如下图所示。
20160120015453291.png

  1. VirConnectPtr:代表了一个特定VMM建立的连接。每一个基于Libvirt的应用程序都应该先提供一个URI来指定本地或远程的某个VMM,从而获得一个VirConnectPtr连接。比如xen+ssh://host-virt/代表了通过ssh连接一个在host-virt机器上运行的Xen VMM。拿到virConnectPtr连接后,应用程序就可以管理这个VMM的虚拟机和对应的虚拟化资源,比如存储和网络。
  2. VirDomainPtr:代表一个虚拟机,可能是激活状态或者仅仅已定义。
  3. VirNetworkPtr:代表一个网络
  4. VirStorageVolPtr:代表一个存储卷,通常被虚拟机当做块设备使用。
  5. VirStoragePoolPtr:代表一个存储池,用来分配和管理存储卷的逻辑区域。

1、本机之间的通信‘

在初始化的过程中,所有的驱动被枚举和注册。每一个驱动都会加载特定的函数为Libvirt API所调用。如下图所示,Application通过URI调用Public API,然后PublicAPI通过使用Driver提供的API接口调用正真的Driver实现。

20160120015515301.png

2、远程主机之间的通信

Libvirt的目标是支持远程管理,所以到Libvirt的驱动的访问,都由Libvirt守护进程libvirtd处理,libvirtd被部署在运行虚拟机的节点上,通过RPC由对端的remote Driver管理,如下图所示。

20160120015527301.png

在远程管理模式下,virConnectionPtr实际上连接了本地的remote Driver和远端的特定Driver。所有的调用都通过remote Driver先到达云端的libvirtd,libvirtd访问对应的Driver。



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