如何在 Linux 上调整 qcow2 磁盘映像的大小

Qcow2 是 Qemu 使用的默认虚拟磁盘存储格式（qcow 代表 qemu copy-on-write）。这种映像格式利用精简配置，因此，在我们最初设置磁盘的最大虚拟大小后，实际上仅在使用时分配空间，但在释放时不会将其返回给主机。在本文中，我们将了解如何“ sparsify”是一个 qcow2 磁盘映像来回收可用空间，如何扩展或缩小它，以及如何从主机系统管理其上的分区布局，并使用 NBD 协议连接它。

在本教程中您将学习：

什么是精简配置

如何从使用精简配置的 qcow2 映像中回收未使用的空间

什么是NBD协议

如何使用 NBD 协议将 qcow2 磁盘映像连接到主机系统

如何扩展 qcow2 镜像

如何缩小 qcow2 图像

正如我们已经说过的，默认情况下，qcow2 映像是精简配置的。这意味着，当我们创建它们时，我们提供了最大虚拟大小，但仅从主机上的可用空间中减去磁盘映像上实际使用的空间。我们来验证一下。在我的系统上，我使用 virt-install 创建了一个虚拟机，并指定了 20GiB 的磁盘虚拟大小。该磁盘名为 disk.qcow2。我们可以使用 ls 命令验证其大小：

在上面的示例中，我们使用 -l 选项调用 ls 来获取详细输出，并使用 -h 来获取人类可读的输出尺寸（尺寸是四舍五入的）。 ls 命令不支持精简配置，这就是报告映像最大大小的原因。如果我们使用像 du 这样的自动精简配置工具检查磁盘映像使用的实际空间，我们会得到不同的结果：

如您所见，输出报告实际使用的空间为 1.4G。有关 qcow2 磁盘映像的信息还可以使用 qemu-img 实用程序方便地检索，运行 info 命令（仅当磁盘未使用时）：

在命令的输出中，我们可以清楚地看到磁盘虚拟大小（20 GiB）与实际磁盘大小之间的差异(1.32 GiB)。

正如我们所说，精简配置的优点是仅在实际使用时才使用主机空间。为了验证这一点，让我们从来宾系统在磁盘映像上创建一个虚拟文件：

上面我们使用 /dev/urandom 作为源，dummyfile 作为目标运行 dd，并写入 2048 个 1MiB 块，以创建一个 2GiB 文件。如果我们再次检查磁盘映像，我们可以看到它的实际大小现在更大了：

仅当客人使用时才需要占用空间。然而，这只能以一种方式起作用：当磁盘映像上的空间被释放时，它不会“释放”给主机。我们可以通过删除虚拟文件来轻松验证这一点：

如果我们再次检查磁盘映像，我们可以看到没有任何变化，空间仍然被占用：

我们怎样才能使主机上的空间再次可用？为了完成这样的任务，我们可以使用 virt-sparsify 实用程序，它是 libguests-tools 的一部分：

我们使用 --in-place 选项调用该命令：这使得操作无需创建磁盘映像的副本即可进行。这是命令输出：

要记住的一件非常重要的事情是，在运行上述命令之前，我们必须关闭正在使用磁盘的来宾系统，以避免可能的损坏。进行“sparsify”操作后，我们可以再次验证磁盘映像使用的空间，可以看到它减少了：

正如我们刚才所看到的，如果我们正在处理 qcow2 映像，则需要使用 virt-sparsify 实用程序，该映像默认使用精简配置，并且我们希望腾出空间之前分配在磁盘映像上，现在不再使用，可在主机上再次使用。如果我们想要更改磁盘映像的虚拟大小（我们在创建虚拟机时声明的），我们必须使用另一种策略。让我们看看如何进行。

上面我们看到了如何使用 virt-sparsify 命令从 qcow2 磁盘映像回收未使用的空间。在某些情况下，我们可能想更改磁盘映像的虚拟大小，因此要么扩展它，要么缩小它。两种操作都非常简单；让我们从前者开始。

我们可以用来扩展 qcow2 磁盘映像的虚拟大小的最简单方法是使用 qemu-img 和 resize 命令。我们所要做的就是提供磁盘的路径和新的绝对大小（或大小增量）作为参数。正如我们所看到的，当前磁盘虚拟大小为 20GiB。假设我们想将其扩展到 30GiB，我们将按以下方式进行。首先，我们会对当前磁盘进行备份，以防万一出现问题：

然后，要扩大图像的大小，我们将运行以下命令：

作为替代方案，我们可以指定大小增量，而不是最终的绝对大小：

一旦额外的空间被添加到磁盘映像中，我们就必须增加分区和文件系统，以便它们能够利用它。如何继续做到这一点取决于我们想要增长的分区/文件系统。例如，要增加磁盘上最后一个现有分区，我们可以在来宾系统运行时使用它的分区工具。对于其他更复杂的操作，我们需要采取另一种策略：关闭客户系统并使用“外部”工具修改磁盘。

对磁盘映像布局的某些更改无法从正在运行的系统执行：例如，我们无法在安装分区时缩小或移动分区。在这种情况下，我们需要从主机系统修改磁盘映像。我们可以通过使用NBD协议将磁盘映像连接到主机系统来实现这一点。

Nbd 代表网络块设备：它是一种允许机器访问连接到另一台机器的块设备的协议。在 Linux 上，此功能由 nbd 模块实现，需要加载该模块：

在本例中，我们使用 max_part 选项加载模块来指定设备的最大分区数。加载模块后，要实际挂载磁盘映像，我们运行以下命令：

qemu-nbd命令旨在使用 NBD 协议导出 QEMU 磁盘映像。在上面的示例中，使用 -c 选项，我们将文件名（本例中为 /dev/nbd0）连接到给定设备：disk.qcow2。连接磁盘后，我们可以使用我们最喜欢的分区工具来修改其布局（请记住在进行任何更改之前关闭来宾系统！）。在本教程中，我们将使用 gparted：

磁盘分区布局将像任何其他块设备一样显示：

在上图中，我们可以清楚地看到我们之前添加到磁盘中尚未使用的 10 Gib 空间。

要减小 qcow2 磁盘映像的虚拟大小，我们必须首先减小其上的分区和文件系统的大小。我们需要这样做，因为通过收缩操作删除的空间中的所有数据都将丢失。

假设我们正在处理原始图像，其虚拟大小为 20GiB，并且我们希望将其大小减小到 10GiB。首先，我们确保来宾系统已关闭，然后像我们在前面的示例中所做的那样，然后连接磁盘并在其上使用我们最喜欢的分区工具。

在这种情况下，在缩小镜像之前，我们需要减小 /dev/nbd0p2 分区的大小。我们希望将磁盘映像减少 10GiB，因此作为安全措施，为了确保数据不被截断，我们将分区大小减少到 8GiB（稍后我们可以轻松地从客户系统重新扩展分区）。这是执行操作后的磁盘布局：

现在我们调整了分区大小，我们可以关闭分区程序并断开磁盘连接。为此，我们再次使用 qemu-nbd。这次我们使用 -d 选项调用它，该选项将要断开连接的设备的路径作为参数：

最后，我们可以缩小图像：

我们像扩展图像时一样调用 qemu-img ，但这次我们使用 -10G 表示法来指定我们要减去该空间量；我们还使用了 --shrink 选项：这是确认操作所必需的，因为它存在潜在危险（正如我们已经说过的，已删除空间上存在的数据将丢失）。

通过使用 qemu-img info 命令，我们可以看到磁盘映像虚拟大小现在为 10G：

为了确保一切正常，我们现在可以启动来宾系统，不应报告任何错误。

Qcow2 磁盘映像默认使用精简配置，因此仅在来宾系统实际使用时才分配磁盘空间，但在释放时不会“释放”回来。在本文中，我们了解了如何“稀疏”qcow2 映像，以便使虚拟磁盘映像上未使用的空间在主机系统上再次可用，并且我们学习了如何扩展或缩小 qcow2 映像。在此过程中，我们了解了如何在 Linux 上使用 NBD 协议将磁盘映像连接到主机系统。