KubeVirt 磁盘

KubeVirt 如何添加磁盘

KubeVirt 可以将多种资源挂载为磁盘：

PersistenVolumeClaim：K8S 自带的存储资源，可以挂载给虚拟机做磁盘。
DataVolume：部署 CDI 后添加的 CRD，可以通过 CDI 将虚拟机镜像导入到 PVC。
containerDisk：利用容器存储磁盘，可以挂载给虚拟机做磁盘。

更多的可以查看官网：Filesystems, Disks and Volumes - KubeVirt user guide

下边是一个带有硬盘的虚拟机 YAML 文件：

apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: vm-storage
  namespace: default
spec:
  runStrategy: Always
  template:
    spec:
      architecture: amd64
      domain:
        devices:
          disks:
          - disk:
            name: containerdisk
          - disk:
            name: dv-disk
          - name: mypvcdisk
            lun:
              bus: scsi
          interfaces:
          - masquerade: {}
            name: default
        machine:
          type: q35
        resources:
          requests:
            memory: 512Mi
      networks:
      - name: default
        pod: {}
      volumes:
      - containerDisk:
          image: quay.io/kubevirt/cirros-container-disk-demo
        name: containerdisk
      - DataVolume:
          name: fedora
        name: dv-disk
      - name: mypvcdisk
        persistentVolumeClaim:
          claimName: iscsi-pvc

PersistentVolumeClaim

PVC 自己有 Block 和 Filesystem 两种类型：

Block：直接申请块存储做磁盘
Filesystem：将磁盘存储在文件存储中使用

Filesystem 存储虚拟机磁盘时有如下要求：

磁盘必须放在文件系统的根路径，并且名字必须为 disk.img
文件所有者必须为 107
由于文件系统的原因，提供的磁盘大小在虚拟机内显示会有所减少，KubeVirt 最多会有 10% 的减少

可以通过编辑 KuveVirt 资源的 developerConfiguration.pvcTolerateLessSpaceUpToPercent 来做修改。

添加 PVC 磁盘：

      volumes:
      - name: mypvcdisk
        persistentVolumeClaim:
          claimName: iscsi-pvc

DataVolume（dv）

DataVolume 的意义

我们使用虚拟机多数时候是用一个模板的 qcow2 镜像来启动虚拟机。想想一下，如果只用 PVC 做虚拟机磁盘，那么每次创建虚拟机都需要先创建好 PVC，并且要将系统镜像导入到 PVC。先不讨论这套流程的复杂性，如何实现虚拟机镜像导入 PVC？为了解决这个问题，就产生了 DataVolume。

DataVolume 是部署 CDI 后添加的 CRD，它可以在创建虚拟机时自动将虚拟机磁盘导入 PVC。

下边演示一个带有 DataVolumeTemplates 的 YAML：

apiVersion: cdi.kubevirt.io/v1beta1
kind: DataVolume
metadata:
  name: "fedora"
spec:
  storage:
    storageClassName: csi-rbd-sc
    resources:
      requests:
        storage: 5Gi
  source:
    http:
      url: "https://download.fedoraproject.org/pub/fedora/linux/releases/41/Cloud/x86_64/images/Fedora-Cloud-Base-Generic-41-1.4.x86_64.qcow2"

这个表示从网络下载 Fedora 的镜像，并导入名为 fedora 的 PVC。

DataVolume 模板

上边已经实现了 PVC 的自动导入，但是还有可以优化的点，能不能创建一个模板，然后在创建虚拟机的时候按照模板创建 DataVolume 来简化 dv 的创建流程？答案是可以的。

下边演示一个官网的 DataVolumeTemplates：

apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: vm-dv-temp
  namespace: default
spec:
  runStrategy: Always
  template:
    spec:
      domain:
        cpu:
          cores: 1
          sockets: 1
          threads: 1
        memory:
          guest: 1Gi
        devices:
          disks:
          - disk:
            name: rootdisk
          - disk:
            name: cloudinitdisk
          interfaces:
          - masquerade: {}
            name: default
        machine:
          type: q35
      networks:
      - name: default
        pod: {}
      volumes:
      - DataVolume:
          name: vm-dv-temp
        name: rootdisk
      - name: cloudinitdisk
        cloudInitNoCloud:
          userData: |-
            #cloud-config
            chpasswd: { expire: False }
            password: redhat
            runcmd:
              - 'sudo echo $(date "+%F %T") > /tmp/install.log'
  DataVolumeTemplates:
  - metadata:
      name: vm-dv-temp
      namespace: default
    spec:
      storage:
        storageClassName: csi-rbd-sc
        resources:
          requests:
            storage: 5Gi
      source:
        http:
          url: "https://download.fedoraproject.org/pub/fedora/linux/releases/41/Cloud/x86_64/images/Fedora-Cloud-Base-Generic-41-1.4.x86_64.qcow2"

可以看到 VM 的 YAML 文件有一个 DataVolumeTemplates，在创建虚拟机时会先创建 DataVolume 然后在创建虚拟机。

DataVolume 即支持 VM 也支持 VMI，VM 添加的话虚拟机整个生命周期都会使用 dv，VMI 添加的话虚拟机重启就需要重新添加。

containerDisk

containerDisk 的意义

containerDisk 的作用是利用容器提供一个不可变的系统磁盘，它适合会批量创建但不需要持久化保存数据的虚拟机。

下边是添加 containerDisk 的字段：

      volumes:
      - containerDisk:
          image: quay.io/kubevirt/cirros-container-disk-demo
        name: containerdisk

创建 containerDisk 容器镜像

创建 containerDisk 容器镜像有如下要求：

磁盘镜像建议放在容器内的 /disk，也可以放在自定义目录
容器镜像建议基于 scratch
镜像格式只支持 Raw 和 qcow2，建议使用 qcow2
containerDisk 需要对 UID 107（qemu）的用户可读。
在 kubevirt 0.20 之前，containerDisk 镜像需要以 kubevirt/container-disk-v1alpha 作为基础镜像

下边是容器磁盘的 Dockerfile

cat << END > Dockerfile
FROM scratch
ADD fedora25.qcow2 /custom-disk-path/fedora25.qcow2
END

然后 build 镜像：

docker build -t custom/fedora25:latest .
docker push custom/fedora25:latest

如果是自定义的目录，在使用时需要通过 path 字段来设置自定义目录：

      volumes:
      - containerDisk:
          image: custom/fedora25:latest
          path: /custom-disk-path/fedora25.qcow2
        name: containerdisk

containerDisk 是基于文件的，因此不能作为 lun 设备附加到虚拟机。

Cloud-init 磁盘

除了存储数据的磁盘，还有个很重要的磁盘 Cloud-init，利用 Cloud-init 可以对虚拟机做初始化。

KubeVirt 可以导入 Cloud-init 的两种数据源：

cloudInitNoCloud
cloudInitConfigDrive

cloudInitConfigDrive 可以使用 Ignition 配置虚拟机。只需用 Ignition 数据替换 cloud-init 数据即可。

下边展示两种 Cloud-init 添加方式。

  volumes:
    - name: mynoclouddisk
      cloudInitNoCloud:
        secretRef:
          name: testsecret

  volumes:
    - name: myconfigdrivedisk
      cloudInitConfigDrive:
        secretRef:
          name: testsecret

# cloudInitNoCloud 和 cloudInitConfigDrive 还支持下边这个写法
  volumes:
    - name: myconfigdrivedisk
      cloudInitNoCloud:
          userData: |-
            #cloud-config
            chpasswd: { expire: False }
            hostname: vm-dv
            fqdn: vm-dv.example.com
            password: fedora
            runcmd:
              - 'sudo echo "The virtual machine initialization time is $(date "+%F %T")" > /tmp/install.log'
            bootcmd:
              - 'sudo echo "The virtual machine startup time is $(date "+%F %T")" > /tmp/boot.log'