【編者的話】

筆者以一個(gè)普通用戶的角度，在實(shí)際應(yīng)用的過程中不斷深入對看OpenStack的理解。在遇到故障時(shí)，通過對源碼流程的分析，來探求問題出現(xiàn)的原因是知道在操作上還是系統(tǒng)上。本篇博文主要針對作者對創(chuàng)建快照過程（Create Snapshot）的源代碼流程的分析，走出了之前的認(rèn)知誤區(qū)，理解了目前OpenStack創(chuàng)建快照過程的實(shí)質(zhì)。

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背景：

一直以為OpenStack的創(chuàng)建快照的操作是在線創(chuàng)建快照（live snapshot）, 并且應(yīng)該是增量的快照，即利用virsh或者qemu的live snapshot來實(shí)現(xiàn)的：

virsh snapshot-create-as --live ....

后來發(fā)現(xiàn)快照和原始鏡像之間并沒有依賴關(guān)系，感覺OpenStack還做的挺好的，自動解決了增量快照和原始鏡像之間的依賴關(guān)系;

但是后來又發(fā)現(xiàn)做快照的時(shí)候虛擬機(jī)竟然會shutoff, 就感覺不對了，于是分析了下源碼。

源代碼流程分析

1 nova/compute/api.py

# NOTE(melwitt): We don't check instance lock for snapshot because lock is 
# intended to prevent accidental change/delete of instances 
@wrap_check_policy 
@check_instance_cell 
@check_instance_state(vm_state=[vm_states.ACTIVE, vm_states.STOPPED, 
vm_states.PAUSED, vm_states.SUSPENDED]) 
def snapshot(self, context, instance, name, extra_properties=None): 
"""Snapshot the given instance. 
 
:param instance: nova.db.sqlalchemy.models.Instance 
:param name: name of the snapshot 
:param extra_properties: dict of extra image properties to include 
when creating the image. 
:returns: A dict containing image metadata 
""" 
#調(diào)用glance api創(chuàng)建image entry，為后將snapshot上傳為鏡像做準(zhǔn)備，雖然鏡像和snapshot在可以上傳到glance作為鏡像啟動虛擬機(jī)， 
#但是為了區(qū)分二者的不同，glance將鏡像和snapshot標(biāo)記衛(wèi)不同的類型：type=image 和 type=snapshot 
image_meta = self._create_image(context, instance, name, 
'snapshot', 
extra_properties=extra_properties) 
 
# NOTE(comstud): Any changes to this method should also be made 
# to the snapshot_instance() method in nova/cells/messaging.py 
# 將任務(wù)狀態(tài)(task state) 設(shè)置為:image_snapshot_pending 
instance.task_state = task_states.IMAGE_SNAPSHOT_PENDING 
instance.save(expected_task_state=[None]) 
#通過rpc調(diào)用nova/compute/rpcapi.py的snapshot_instance函數(shù) 
self.compute_rpcapi.snapshot_instance(context, instance, 
image_meta['id  

2 nova/compute/rpcapi.py

 #梳理下流程： （1）用戶發(fā)起create snapshot的請求; （2）nova-api服務(wù)接收到這個(gè)請求并進(jìn)行前期處理，即3.1中代碼的處理流程; 
（3）真正的snapshot操作是需要在nova-compute節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行的，所以nova-api需要向nova-compute發(fā)送message 
#由于OpenStack環(huán)境中會有很多個(gè)nova-compute,所以需要通過server=_compute_host(None, instance)來獲取虛擬機(jī)所在的host，并向其發(fā)送message。 
def snapshot_instance(self, ctxt, instance, image_id): 
version = '3.0' 
cctxt = self.client.prepare(server=_compute_host(None, instance), 
version=version) 
cctxt.cast(ctxt, 'snapshot_instance', 
instance=instance, 
image_id=image_id) 
 
3 nova/virt/libvirt/driver.py 
 
def snapshot(self, context, instance, image_id, update_task_state): 
"""Create snapshot from a running VM instance. 
 
This command only works with qemu 0.14+ 
""" 
try: 
virt_dom = self._get_domain(instance) 
except exception.InstanceNotFound: 
raise exception.InstanceNotRunning(instance_id=instance['uuid']) 
 
base_image_ref = instance['image_ref'] 
 
base = compute_utils.get_image_metadata( 
context, self._image_api, base_image_ref, instance) 
 
snapshot = self._image_api.get(context, image_id) 
 
disk_path = libvirt_utils.find_disk(virt_dom) 
source_format = libvirt_utils.get_disk_type(disk_path) 
 
image_format = CONF.libvirt.snapshot_image_format or source_format 
 
# NOTE(bfilippov): save lvm and rbd as raw 
if image_format == 'lvm' or image_format == 'rbd': 
image_format = 'raw' 
 
metadata = self._create_snapshot_metadata(base, 
instance, 
image_format, 
snapshot['name']) 
 
snapshot_name = uuid.uuid4().hex 
 
state = LIBVIRT_POWER_STATE[virt_dom.info()[0]] 
 
# NOTE(rmk): Live snapshots require QEMU 1.3 and Libvirt 1.0.0. 
# These restrictions can be relaxed as other configurations 
# can be validated. 
# NOTE(dgenin): Instances with LVM encrypted ephemeral storage require 
# cold snapshots. Currently, checking for encryption is 
# redundant because LVM supports only cold snapshots. 
# It is necessary in case this situation changes in the 
# future. 
#這里需要注意，解釋了為啥現(xiàn)在是cold snapshot而不是live snapshot: 
# 有人提過live snapshot的bug，社區(qū)認(rèn)為live snapshot目前不穩(wěn)定，所以默認(rèn)條件下采用cold snapshot，并且是通過硬編碼來實(shí)現(xiàn)的 
# 看下面這個(gè)判斷條件，成立的時(shí)候?qū)ive_snapshot = true,其中MIN_LIBVIRT_LIVESNAPSHOT_VERSION=1.3.0, 其實(shí)現(xiàn)在libvirt的***版本 
# 才到1.2.11， 所以這個(gè)live_snapshot的條件不滿足，就變成了cold_snapshot 
if (self._host.has_min_version(MIN_LIBVIRT_LIVESNAPSHOT_VERSION, 
MIN_QEMU_LIVESNAPSHOT_VERSION, 
REQ_HYPERVISOR_LIVESNAPSHOT) 
and source_format not in ('lvm', 'rbd') 
and not CONF.ephemeral_storage_encryption.enabled): 
live_snapshot = True 
# Abort is an idempotent operation, so make sure any block 
# jobs which may have failed are ended. This operation also 
# confirms the running instance, as opposed to the system as a 
# whole, has a new enough version of the hypervisor (bug 1193146). 
try: 
virt_dom.blockJobAbort(disk_path, 0) 
except libvirt.libvirtError as ex: 
error_code = ex.get_error_code() 
if error_code == libvirt.VIR_ERR_CONFIG_UNSUPPORTED: 
live_snapshot = False 
else: 
pass 
else: 
live_snapshot = False 
 
# NOTE(rmk): We cannot perform live snapshots when a managedSave 
# file is present, so we will use the cold/legacy method 
# for instances which are shutdown. 
if state == power_state.SHUTDOWN: 
live_snapshot = False 
 
# NOTE(dkang): managedSave does not work for LXC 
#注意這里，如果live_snashot目前是false,所以在做snapshot之前先要執(zhí)行： 
#（1）_detach_pci_devices， 卸載虛擬機(jī)掛載的pci設(shè)備，比如數(shù)據(jù)盤 
#（2） self._detach_sriov_ports， 卸載虛擬機(jī)掛載的SRIOV設(shè)備，比如支持SRIOV的網(wǎng)卡設(shè)備 
if CONF.libvirt.virt_type != 'lxc' and not live_snapshot: 
if state == power_state.RUNNING or state == power_state.PAUSED: 
self._detach_pci_devices(virt_dom, 
pci_manager.get_instance_pci_devs(instance)) 
self._detach_sriov_ports(instance, virt_dom) 
virt_dom.managedSave(0) 
#判斷虛擬機(jī)的后端存儲是什么，不同的后端存儲做snapshot是不同的，本地文件系統(tǒng)的化，默認(rèn)qcow2 
snapshot_backend = self.image_backend.snapshot(instance, 
disk_path, 
image_type=source_format) 
 
if live_snapshot: 
LOG.info(_LI("Beginning live snapshot process"), 
instance=instance) 
else: 
LOG.info(_LI("Beginning cold snapshot process"), 
instance=instance) 
#更新任務(wù)的狀態(tài)為：image_pending_upload, 大家都知道做完snapshot要上傳 
update_task_state(task_state=task_states.IMAGE_PENDING_UPLOAD) 
#目前做快照的過程是： 
#（1）現(xiàn)在../data/nova/instance/snapshots目錄下生成臨時(shí)目錄，比如nova/instances/snapshots/tmptHr585 
#（2）然后將快照生成到這個(gè)目錄，具體參見snapshot_backend.snapshot_extract(out_path, image_format)這個(gè)函數(shù) 
#（3）生成完成后，通過glance api上傳，具體參見 self._image_api.update 
snapshot_directory = CONF.libvirt.snapshots_directory 
fileutils.ensure_tree(snapshot_directory) 
with utils.tempdir(dir=snapshot_directory) as tmpdir: 
try: 
out_path = os.path.join(tmpdir, snapshot_name) 
if live_snapshot: 
# NOTE(xqueralt): libvirt needs o+x in the temp directory 
os.chmod(tmpdir, 0o701) 
self._live_snapshot(context, instance, virt_dom, disk_path, 
out_path, image_format, base) 
else: 
#這個(gè)函數(shù)實(shí)際執(zhí)行了一條命令： qemu-img convert -f qcow2 -O qcow2 disk_path out_path,算是生成了快照 
snapshot_backend.snapshot_extract(out_path, image_format) 
finally: 
new_dom = None 
# NOTE(dkang): because previous managedSave is not called 
# for LXC, _create_domain must not be called. 
if CONF.libvirt.virt_type != 'lxc' and not live_snapshot: 
if state == power_state.RUNNING: 
new_dom = self._create_domain(domain=virt_dom) ##恢復(fù)做快照之前虛擬機(jī)的狀態(tài) 
elif state == power_state.PAUSED: 
new_dom = self._create_domain(domain=virt_dom, 
launch_flags=libvirt.VIR_DOMAIN_START_PAUSED) 
if new_dom is not None: 
self._attach_pci_devices(new_dom, 
pci_manager.get_instance_pci_devs(instance)) 
self._attach_sriov_ports(context, instance, new_dom) 
LOG.info(_LI("Snapshot extracted, beginning image upload"), 
instance=instance) 
 
# Upload that image to the image service 
 
update_task_state(task_state=task_states.IMAGE_UPLOADING, 
expected_state=task_states.IMAGE_PENDING_UPLOAD) 
with libvirt_utils.file_open(out_path) as image_file: ###將生成的快照上傳到glance 
self._image_api.update(context, 
image_id, 
metadata, 
image_file) 
LOG.info(_LI("Snapshot image upload complete"), 
instance=instance)  

結(jié)論：

目前OpenStack默認(rèn)的快照方式都是cold snapshot, 首先先關(guān)機(jī)，其次執(zhí)行如下命令生成一個(gè)鏡像文件，再次開機(jī)，***再調(diào)用glance api將鏡像上傳。

qemu-img convert -f qcow2 -O qcow2 <disk_path> <out_path> 

所以目前并不是真正意義的快照，其實(shí)和關(guān)閉虛擬機(jī)，拷貝一份，再上傳沒有本質(zhì)區(qū)別。

博文出處：http://blog.chinaunix.net/uid-20940095-id-4752643.html