2.3 快照管理与虚拟机QoS

2.3.1 快照管理

【背景知识】

快照是虚拟机在某个时间点状态的复本，可以是磁盘快照、内存快照或者是磁盘和内存两者的快照。在虚拟机发生故障或需要还原数据时，使用虚拟机已有的快照，可以将虚拟机的数据恢复至该快照创建时刻的状态。快照是虚拟化很重要的一个功能，可以在升级系统（虚拟机）前创建快照，如果升级失败，可利用快照回退到升级前的状态。在创建快照时，当前磁盘被置为只读，系统自动在磁盘所在数据存储中创建增量磁盘，后续对该磁盘数据的编辑将保存在增量磁盘中，即增量磁盘表示磁盘当前状况和上次执行快照时的状况之间的差异。当对该磁盘再次创建快照时，原磁盘和当前增量磁盘均被置为只读状态，系统会在数据存储中再创建一个增量磁盘。

【实验内容】

① 为虚拟机创建快照。

② 使用快照还原虚拟机。

【实验步骤】

（1）创建快照

在FusionCompute界面展开“导航树”，选择“资源池”→“ManagementCluster”→“虚拟机”→“CnetOS 7.6”，在弹出的界面中单击“创建快照”，弹出“创建虚拟机快照”对话框，如图2-88所示。

在虚拟机处于运行中状态时，如果勾选“内存快照”，则在快照创建时会保存虚拟机当前内存中的数据；如果勾选“一致性快照”，则在快照创建时会将虚拟机当前未保存的缓存数据先保存，再创建快照。

勾选“一致性快照”后，无法选择“内存快照”。“一致性快照”一般只有Windows操作系统的虚拟机才支持。

如图2-88所示，“一致性快照”和“内存快照”都不勾选，单击“确定”按钮，在接着弹出的提示框中单击“确定”按钮，完成创建快照。

快照创建完成后，如图2-89所示，单击“快照”选项卡，可查看虚拟机的内存快照信息。

（2）让虚拟机自毁文件

快照完成后，单击“VNC登录”按钮登录Linux虚拟机，用root权限登录，接着输入指令“rm-rf/*”，然后回车，如图2-90所示，让虚拟机自毁全部文件。文件被删除后，虚拟机将无法使用。

（3）恢复虚拟机

如图2-91所示，单击“快照”选项卡，接着单击快照“Snapshot 1”→“恢复虚拟机”，在弹出对话框中单击“确定”按钮，恢复虚拟机。此时，可单击界面左下角的“近期任务”查看任务进度。

（4）删除快照

在图2-91中，单击“快照”选项卡，接着单击快照“Snapshot 1”→“删除”，在弹出对话框中删除速率保持默认，单击“确定”按钮，接着在弹出提示框中单击“确定”按钮，删除快照。此时，可单击界面左下角的“近期任务”查看任务进度。

（5）打开虚拟机的计算器

在FusionCompute界面展开“导航树”，选择“资源池”→“ManagementCluster”→“虚拟机”→“Windows 10”，单击“VNC登录”按钮登录Windows 10虚拟机，如图2-92所示，打开虚拟机的计算器，随便输入一些数值。

（6）创建内存快照

在FusionCompute的虚拟机界面单击“创建快照”按钮，弹出如图2-93所示的“创建虚拟机快照”对话框，在该话框中输入快照名称（Snapshot-2）和描述信息并勾选“内存快照”，然后单击“确定”按钮。

（7）将虚拟机关机

在Windows 10虚拟机界面单击“关闭”按钮，将虚拟机关机。

（8）恢复虚拟机

在Windows 10虚拟机界面单击“快照”选项卡，然后选择快照“Snapshot-2”→“恢复虚拟机”，在弹出对话框中单击“确定”按钮，恢复虚拟机。

（9）登录虚拟机查看状态

待虚拟机恢复快照完成后，单击“VNC登录”按钮登录虚拟机，虚拟机此时的状态恢复到关机前用计算器的状态，显示的数字与图2-92中的一样。

2.3.2 虚拟机的QoS

【背景知识】

在一台主机上可以运行多台虚拟机，这些虚拟机需要CPU和内存资源。如果这些虚拟机所需要的CPU和内存资源超过了主机能够提供的总资源，虚拟机将发生竞争。可以通过设置虚拟机的QoS（服务质量）来控制不同虚拟机在竞争时将获取多少资源。

【实验内容】

① 设置虚拟机的CPU资源控制。

② 设置虚拟机的内存资源控制。

③ 设置虚拟机的磁盘资源控制。

【实验步骤】

（1）查看主机、集群的CPU和内存资源情况

① 在FusionCompute界面展开“导航树”，选择“资源池”→“ManagementCluster”→“CNA1”，在弹出的界面中单击“配置”选项卡，选择“硬件”→“处理器和BIOS”，如图2-94所示，可以看到主机的CPU资源。从图2-94中可知，该主机有2个CPU，每个CPU为16核、32线程，主频为2.1 GHz，理论上总的CPU容量为2×32×2.1 GHz=134.4 GHz。

② 打开“配置”选项卡，单击“内存”可以查看主机的内存情况。本主机为4条32 GB内存，共128 GB。

③ 选择“资源池”→“ManagementCluster”→“CNA1”，打开“概要”选项卡，在弹出的窗格中，可以查看主机CNA1的可用CPU资源和内存资源，如图2-95所示。主机在安装FusionCompute时，FusionCompute本身会占用CPU和内存资源，主机的CPU和内存资源减去FusionCompute占用的资源，剩余的就是总容量。从图2-95中可知，CPU总容量为121.8 GHz、内存总容量为115.69 GB，因此可以计算出FusionCompute占用了134.4-121.8=12.6 GHz的CPU资源和128-115.69=12.31 GB的内存资源。

主机CNA2的可用CPU资源和内存资源如图2-96所示，从图2-96中可知，CPU、内存的可用容量是主机（CNA2）还未分配出去的资源。主机CNA1上正在运行VRM、Windows 10虚拟机，所以资源被分配出去了一部分。主机CNA2上没有虚拟机在运行，所以资源未分被配出去，已用容量等于0。

④ 如果查看的是整个集群（ManagementCluster）的概要，而不是单台主机，则集群的资源是集群中各主机资源的总和。

（2）设置虚拟机的CPU QoS

在FusionCompute界面展开“导航树”，选择“资源池”→“ManagementCluster”→“虚拟机”→“Windows 10”，如图2-97所示，选择“硬件”→“CPU”，设置虚拟机的CPU QoS，从该图中可以看到虚拟机CPU的详细信息，包含QoS选项。

在内核数下拉列表中，可以选择虚拟机的CPU核数，由于主机（物理服务器）的主频为2.1 GHz（2100 MHz），则虚拟机CPU资源为2×2.1 GHz=4200 MHz。实际上，并不是如此简单，虚拟机最终获得多少CPU资源与CPU资源控制选项的配置有关，也与虚拟机所在主机当前的资源紧张程度有关，该4200 MHz值只是该虚拟机能够获取的最大值。

CPU“预留（MHz）”项的值可以调整，假如调整为100 MHz。当虚拟机开机时，主机会先为它预留100 MHz，就是说保证该虚拟机有100 MHz的CPU资源，防止主机无法分配到足够的资源，导致虚拟机异常。当“限制（MHz）”选项被设置为0时，并不是指虚拟机可以无限制使用CPU资源，实际上，虚拟机的CPU核数限制了虚拟机能够获取的最多的CPU资源，也就是2个vCPU最多有4200 MHz。如果将“限制（MHz）”选项设置为1000，该值也会限制虚拟机能够获取的最多的CPU资源为1000 MHz。简言之，预留值是最低的资源数量，而限制值是最高的资源数量。

如果主机的资源很充足，虚拟机不需要竞争，则虚拟机将按照限制值获得资源数量。一旦主机的资源不足，例如，主机CPU资源总量为42 GHz，但是有30个虚拟机正在运行，每个虚拟机有4个vCPU，而且都将“限制（MHz）”选项设置为0（即选择不限），则虚拟机就要竞争资源了。虚拟机的份额值将决定它能获得的资源数量，份额值是相对值。

例子1：主机总CPU资源为42000 MHz（已经去除了FuisonCompute占用的资源），每线程为2.1 GHz，共有30台虚拟机正在运行。其中10台虚拟机有4个vCPU，预留值为100 MHz，份额为中（2000），选择不限；另外20台虚拟机有2个vCPU，预留值为200 MHz，份额为高（4000），选择不限，则10台虚拟机先获得预留值100 MHz，20台虚拟机先获得预留值200 MHz。剩余资源为42000-10×100-20×200=37000 MHz。虚拟机总份额为10×2000+20×4000=100000，每1000份额将获得的资源为37000×1000/100000=370 MHz，则：

10台虚拟机获得的资源=100+2×370=840 MHz

20台虚拟机获得的资源=200+4×370=1680 MHz

例子2：主机总CPU资源为42000 MHz（已经去除了FuisonCompute占用的资源），每线程为2.1 GHz，共有10台虚拟机正在运行。其中5台虚拟机有2个vCPU，预留值为100 MHz，份额为中（2000），限制值为2000 MHz；另5台虚拟机有2个vCPU，预留值为200 MHz，份额为高（4000），选择不限。因为主机总资源42000 MHz，大于5×2000+5×4200=31000 MHz，虚拟机不需要竞争资源，前5台虚拟机各获得2000 MHZ，后5台虚拟机各获得4200 MHZ。

（3）设置虚拟机的内存QoS

在图2-98中，选择“硬件”→“内存”，可以设置虚拟机的内存QoS。虚拟机的内存QoS和CPU QoS非常类似，有两点稍微不同。第一点是6.5.1版本的FusionCompute内存的“限制（MB）”选项不能自由设置数值（FusionCompute 8.0之后版本才能设置）；第二点是内存的“预留（MB）”选项值要生效，需要先开启集群的内存复用功能。

在FusionCompute界面展开“导航树”，选择“资源池”→“ManagementCluster”，在弹出的界面中单击“集群资源控制”按钮，如图2-99所示选中主机内存复用的“开启”选项，开启集群的内存复用功能。通过采用内存复用技术，可将物理内存虚拟出更多的内存供虚拟机使用，使虚拟机内存规格总和可以大于主机物理内存，最终提高主机的虚拟机密度。

（4）设置磁盘QoS

在图2-100中单击“磁盘”，然后单击右侧的“更多”，在弹出的菜单中选择“设置磁盘IO上限”，可以设置该磁盘的最大读出字节、最大写入字节、最大读写字节、最大每秒读请求个数、最大每秒写请求个数、最大每秒读写请求个数，换言之，设置的是磁盘的QoS。