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遷移實戰(zhàn)|從VMware和Hyper-V遷移到OpenStack

作者：祝祥
云計算 虛擬化 OpenStack
當(dāng)前我們有一整套運行長達5年之久的VMware，因服務(wù)器逐步報廢的原因，我們決定將所有的VMware虛擬主機遷移至OpenStack。OpenStack是采用Kolla部署的Train版本的高可用環(huán)境，Ceph為獨立部署的Nautilus版本。

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介紹

當(dāng)前我們有一整套運行長達5年之久的VMware，因服務(wù)器逐步報廢的原因，我們決定將所有的VMware虛擬主機遷移至OpenStack。OpenStack是采用Kolla部署的Train版本的高可用環(huán)境，Ceph為獨立部署的Nautilus版本。

當(dāng)前我們需要從VMware ESXi 遷移超過220個VMware虛擬機(Linux和Windows)到OpenStack。除了VMware主機外，還有少部分的Hyper-V虛擬主機也要進行遷移。本文將為大家演示用于遷移虛擬機的步驟和命令。通過這些步驟和命令，可以輕松創(chuàng)建自動進行遷移的腳本。

本次遷移僅僅涉及V2V，不涉及任何的P2V。

比較新版本的libguestfs-tools和qemu-img convert可以很好地處理VMDK文件(舊版本的工具存在一些問題)，因此遷移效率更高。遷移過程中去除了從VMDK到VMDK(單個文件)以及從VMDK到RAW 的轉(zhuǎn)換步驟。通過減少這些步驟，使遷移速度將加倍。

遷移過程中需要注意本文涉及到的命令，因為一些命令非常強大，并且可以破壞Ceph和OpenStack中的配置和數(shù)據(jù)。因此，請謹慎的使用相關(guān)的命令

全局步驟

  1. 安裝VirtIO驅(qū)動程序
  2. 擴展分區(qū)(可選)
  3. 自定義虛擬機(可選)
  4. 創(chuàng)建Cinder卷
  5. 將VMDK轉(zhuǎn)換為Ceph
  6. 創(chuàng)建Neutron端口(可選)
  7. 在OpenStack中創(chuàng)建和啟動實例

技術(shù)指標(biāo)

以下是用于遷移的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的規(guī)范：

  • 云平臺：OpenStack Train
  • 云存儲：Ceph
  • Windows實例：Windows server 2012R2至2016
  • Linux實例：RHEL5/6/7，SLES，Debian和Ubuntu
  • 只能轉(zhuǎn)換來自ESXi的VMDK文件，無法使用qemu-img從VMware Player轉(zhuǎn)換VMDK文件
  • 不涉及加密磁盤的遷移
  • OpenStack為實例提供VirtIO半虛擬化硬件

需求

Linux“遷移服務(wù)器”(可以使用Ubuntu 14.04/16.04/18.04，CentOS6/CentOS7，Redhat6/Redhat7，F(xiàn)edora19-22)，同時需滿足以下需求：

  • 服務(wù)器操作系統(tǒng)(已成功通過以下測試)：
  • RHEL6(RHEL7沒有“ libguestfs-winsupport”)
  • Fedora 19、20、21和22
  • Ubuntu 14.04，16.04和18.04
  • 與正在運行的OpenStack環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)連接。最好不要通過公網(wǎng)Internet，因為我們需要“超級管理員”權(quán)限。本地網(wǎng)絡(luò)連接通常比Internet連接更快。如果能保證是萬兆網(wǎng)絡(luò)的話將會更好。
  • 足夠的硬件性能與功能來轉(zhuǎn)換磁盤并能在KVM中運行實例(大小取決于您要在一定時間內(nèi)遷移的實例，如有SSD最佳)。

我們使用的服務(wù)器配置為，8核Intel Xeon E3-1230@3.3 GHz，64 GB RAM，8塊1TB SSD，并且每小時能夠遷移超過500 GB 。但是，這實際上取決于實例磁盤空間的使用情況。我的舊公司筆記本電腦(Core i5和8GB RAM和一個舊的4500rmp HDD)也可以工作，但是顯然性能很差。

在遷移之前還要滿足如下需求：

  • 擁有Linux遷移主機上的本地sudo(root)權(quán)限
  • QEMU/KVM主機
  • OpenStack的權(quán)限(通過Keystone獲取)
  • 對Ceph的相應(yīng)的操作權(quán)限
  • 對OpenStack API和Ceph的不受限制網(wǎng)絡(luò)訪問
  • VirtIO驅(qū)動程序(可從Red Hat，F(xiàn)edora等主站下載)
  • 軟件包(所有軟件包都應(yīng)位于默認的發(fā)行版存儲庫中)：
    • “ python-cinderclient”(用于云盤)
    • “ python-keystoneclient”(用于向OpenStack進行身份驗證)
    • “ python-novaclient”(控制實例)
    • “ python-neutronclient”(用于控制網(wǎng)絡(luò))
    • “ python-httplib2”(以便能夠與Web服務(wù)通信)
    • “ libguestfs-tools”(用于訪問磁盤文件)
    • “ libguestfs-winsupport”(應(yīng)該僅在基于RHEL的系統(tǒng)上單獨安裝)
    • “ libvirt-client”(控制KVM)
    • “ qemu-img”(轉(zhuǎn)換磁盤文件)
    • “ ceph”(將虛擬磁盤導(dǎo)入Ceph)
    • “ vmware-vdiskmanager”(用于擴展VMDK磁盤，可從VMware站點下載)

步驟

1.注入VirtIO驅(qū)動程序

1.1 Windows server 2012

從Windows server 2012和Windows 8.0開始，驅(qū)動程序受Windows 保護。在脫機Windows磁盤中注入驅(qū)動程序非常困難。Windows server 2012默認無法從VirtIO硬盤啟動。因此，我采取了以下后續(xù)步驟將VirtIO驅(qū)動程序安裝到Windows中。請注意，這些步驟應(yīng)適用于所有經(jīng)過測試的Windows版本(2008/2012/2016)。

  1. 創(chuàng)建一個新的KVM實例。確保將Windows vmdk磁盤創(chuàng)建為IDE磁盤!網(wǎng)卡應(yīng)該是VirtIO設(shè)備。
  2. 添加額外的VirtIO磁盤，以便Windows可以安裝VirtIO驅(qū)動程序。
  3. 當(dāng)然，您應(yīng)該添加包含驅(qū)動程序的VirtIO ISO或軟盤驅(qū)動器。您還可以使用virt-copy-in 注入驅(qū)動程序文件，并注入必要的注冊表設(shè)置以自動安裝驅(qū)動程序。
  4. 啟動虛擬機，并給Windows大約兩分鐘時間，以找到新的VirtIO硬件。為所有新發(fā)現(xiàn)的硬件安裝驅(qū)動程序。確認沒有設(shè)備沒有安裝驅(qū)動程序。
  5. 關(guān)閉系統(tǒng)并卸下額外的VirtIO磁盤。
  6. 將Windows vmdk磁盤重新定義為VirtIO磁盤(這是IDE)并啟動實例?，F(xiàn)在應(yīng)該可以正常啟動了。關(guān)閉 虛擬機。

1.2 Linux(內(nèi)核2.6.25及更高版本)

Linux 2.6.25及更高版本的內(nèi)核已經(jīng)內(nèi)置了對VirtIO硬件的支持。因此，無需注入VirtIO驅(qū)動程序。 使用VirtIO硬件創(chuàng)建并啟動新的KVM虛擬機。如果LVM分區(qū)沒有自動安裝，請運行以下命令進行修復(fù)：

  1. mount -o remount,rw / 
  2. pvscan 
  3. vgscan 
  4. reboot 

(重新啟動后，所有LVM分區(qū)都應(yīng)該掛載，Linux應(yīng)該可以正常啟動)

完成后關(guān)閉虛擬機。

1.3 Linux(2.6.25之前的內(nèi)核)

一些Linux發(fā)行版提供了用于較舊內(nèi)核版本的VirtIO模塊：

  • 紅帽為RHEL 3.9及更高版本提供VirtIO支持
  • SuSe為SLES 10 SP3及更高版本提供VirtIO支持

較舊內(nèi)核的步驟是：

  1. 創(chuàng)建KVM實例：
  2. Linux(內(nèi)核2.6.25之前)：使用IDE硬件創(chuàng)建和啟動KVM實例(由于只能配置一個IDE 控制器而導(dǎo)致產(chǎn)生4個磁盤，因此KVM中限于4 個磁盤!)。我沒有嘗試過SCSI或SATA，因為本次遷移中只有不超過4個磁盤的Linux虛擬機。Linux應(yīng)該啟動沒有問題。
  3. 加載virtio模塊(特定于發(fā)行版)：RHEL(舊版本)：https://access.redhat.com/documentation/en-US/Red_Hat_Enterprise_Linux/6/html/Virtualization_Host_Configuration_and_Guest_Installation_Guide/ch10s04.html 和SLES 10 SP3系統(tǒng)：https://www.suse.com/documentation/opensuse121/book_kvm/data/app_kvm_virtio_install.html
  4. 關(guān)閉實例。
  5. 將所有磁盤更改為VirtIO磁盤并啟動實例。現(xiàn)在應(yīng)該可以正常啟動了。
  6. 完成后關(guān)閉虛擬機。對于Red Hat，請參閱：https://access.redhat.com/documentation/zh-CN/Red_Hat_Enterprise_Linux/6/html/Virtualization_Host_Configuration_and_Guest_Installation_Guide/ch10s04.html對于SuSe，請參閱：https://www.suse.com/documentation/opensuse121/book_kvm/data/app_kvm_virtio_install.htm

1.4 Windows server 2008(及更低版本);不推薦使用

對于2012之前的Windows版本，您還可以使用以下步驟插入驅(qū)動程序。

  1. 將相應(yīng)Windows版本的所有VirtIO驅(qū)動程序文件復(fù)制到C：Drivers。您可以使用工具virt-copy-in將文件和文件夾復(fù)制到虛擬磁盤中。
  2. 將* .sys文件復(fù)制到%WINDIR%system32%drivers(您可能希望使用virt-ls查找正確的目錄。請注意Windows中的大小寫)。您可以使用工具virt-copy-in將文件和文件夾復(fù)制到虛擬磁盤中。
  3. Windows注冊表應(yīng)結(jié)合硬件ID和驅(qū)動程序，但默認情況下Windows中未安裝VirtIO驅(qū)動程序。因此，我們需要自己做。您可以使用virt-win-reg 注入注冊表文件。如果您選擇將所有VirtIO驅(qū)動程序復(fù)制到C：Drivers以外的其他位置，則必須在最后一行更改“ DevicePath” 變量(最簡單的方法是在外部Windows系統(tǒng)上進行更改，然后導(dǎo)出注冊表文件，從而提供給遷移虛擬機使用)。

注冊表文件(也稱為mergeviostor.reg，因為它僅保存VirtIO存儲信息)：

  1.  Windows Registry Editor Version 5.00 
  2.  
  3. [HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMControlSet001ControlCriticalDeviceDatabasepci#ven_1af4&dev_1001&subsys_00000000] 
  4. "ClassGUID"="{4D36E97B-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}""Service"="viostor" 
  5. [HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMControlSet001ControlCriticalDeviceDatabasepci#ven_1af4&dev_1001&subsys_00020000] 
  6. "ClassGUID"="{4D36E97B-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}" 
  7. "Service"="viostor" 
  8.  
  9. [HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMControlSet001ControlCriticalDeviceDatabasepci#ven_1af4&dev_1001&subsys_00021AF4] 
  10. "ClassGUID"="{4D36E97B-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}""Service"="viostor" 
  11. [HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMControlSet001ControlCriticalDeviceDatabasepci#ven_1af4&dev_1001&subsys_00021AF4&rev_00] 
  12. "ClassGUID"="{4D36E97B-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}" 
  13. "Service"="viostor" 
  14.  
  15. [HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMControlSet001ControlCriticalDeviceDatabasepci#ven_1af4&dev_1004&subsys_00081af&rev_00] 
  16. "ClassGUID"="{4D36E97B-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}""Service"="viostor" 
  17. [HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMControlSet001Servicesviostor] 
  18. "ErrorControl"=dword:00000001 
  19. "Group"="SCSI miniport" 
  20. "Start"=dword:00000000 
  21. "Tag"=dword:00000021 
  22. "Type"=dword:00000001 
  23. "ImagePath"="system32driversviostor.sys" 
  24.  
  25. [HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftWindowsCurrentVersion] 
  26. "DevicePath"=hex(2):25,00,53,00,79,00,73,00,74,00,65,00,6d,00,52,00,6f,00,6f,00,74,00,25,00,5c,00,69,00,6e,00,66,00,3b,00,63,00,3a,00,5c,00,44,00,72,00,69,00,76,00,65,00,72,00,73,00,00,00 

執(zhí)行完這些步驟后，Windows應(yīng)從不帶BSOD的VirtIO 磁盤引導(dǎo)。

Windows引導(dǎo)時，所有其他驅(qū)動程序(網(wǎng)絡(luò)，balloon等)也應(yīng)自動安裝。

請參閱：https://support.microsoft.com/zh-cn/kb/314082 (為Windows XP 編寫，但仍可用于Windows 2003和2008)。

另請參閱：http://libguestfs.org/virt-copy-in.1.html和http://libguestfs.org/virt-win-reg.1.html

2.展開分區(qū)(可選)

遷移的某些Windows服務(wù)器在Windows分區(qū)上的可用磁盤空間有限。沒有足夠的空間來安裝新的管理應(yīng)用程序。所以，可以使用用vmware-vdiskmanager工具，以增加磁盤的大小。然后，您仍然需要從操作系統(tǒng)擴展分區(qū)。您可以在下一步中自定義虛擬機時執(zhí)行此操作。

3.自定義虛擬機(可選)

要準(zhǔn)備在OpenStack中運行的操作系統(tǒng)，您可能需要卸載某些軟件(例如VMware Tools和驅(qū)動程序)，更改密碼并安裝新的管理工具等。您可以通過編寫腳本來自動執(zhí)行此操作。您應(yīng)該能夠使用virt-copy-in命令將腳本和文件注入虛擬磁盤。

3.1在Linux中自動啟動腳本

由于只有幾個Linux服務(wù)器需要遷移，因此我在Linux中手動啟動了腳本。而且很容易就做到了自動化。

3.2在Windows中自動啟動腳本

可以選擇RunOnce方法在Windows啟動時啟動腳本，因為該方法適用于所有Windows版本。您可以 通過注入注冊表文件將腳本放入RunOnce。僅當(dāng)用戶登錄時才運行RunOnce腳本。因此，還應(yīng)該注入Windows 管理員的用戶名，密碼，并將AutoAdminLogon設(shè)置為'1'。當(dāng)Windows啟動時，它會自動登錄的用戶定義。完成后，請確保關(guān)閉虛擬機。

自動登錄Windows(使用用戶“ Administrator”和密碼“ Password”)并啟動C：StartupWinScript.vbs的示例注冊表文件：

  1. Windows Registry Editor Version 5.00 
  2.  
  3. [HKEY_LOCAL_MACHINESoftwareMicrosoftWindowsCurrentVersionRunOnce] 
  4.  "Script"="cscript C:StartupWinScript.vbs" 
  5.  "Parameters"="" 
  6.  
  7. [HKEY_LOCAL_MACHINESoftwareMicrosoftWindows NTCurrentVersionWinlogon] 
  8. "AutoAdminLogon"="1" 
  9. "UserName"="Administrator" 
  10. "Password"="Password" 

4.創(chuàng)建Glance鏡像

當(dāng)前OpenStack平臺使用Ceph作為存儲、鏡像后端。如果創(chuàng)建云主機希望通過從鏡像的方式啟動而不是云盤的方式啟動的話，那么鏡像上傳需要通過glance-api。我們在vMware上的云主機，系統(tǒng)盤數(shù)據(jù)大小約為200G。不管是作為上傳體積較大的raw或者qcow2鏡像，由于要經(jīng)過glance-api上傳，速度會比較慢，此時可以采用先上傳到Ceph，再在glance中create的方式，因為連接到Ceph后端的通常是萬兆光口，上傳速度會很快：

具體步驟如下：

  • 生成隨機uuid，作為鏡像id
  1. uuid=$(uuidgen) 
  • 通過rbd的方式上傳鏡像，同時添加相應(yīng)的快照與快照保護
  1. rbd -p images --image-format 2 import image_file $uuid 
  2. rbd -p images snap create --snap snap $uuid 
  3. rbd -p images snap protect --snap snap $uuid 
  • glance創(chuàng)建鏡像，同時與rbd鏡像進行關(guān)聯(lián)
  1. glance image-create --os-image-api-version 1 --id $uuid --name image_name --disk-format raw --container-format bare --is-public false --location rbd://$(ceph fsid)/images/$uuid/snap  

5.創(chuàng)建Cinder卷

對于要導(dǎo)入的每個磁盤，您需要創(chuàng)建一個Cinder卷。Cinder命令中指定的卷大小并不重要，因為下一步我們將刪除(并通過ceph直接導(dǎo)入的方式重新創(chuàng)建)Ceph塊設(shè)備。我們僅創(chuàng)建cinder卷以創(chuàng)建Cinder和Ceph 之間的鏈接。

但是，您應(yīng)該使卷大小與計劃導(dǎo)入的磁盤相同。這對于擁有OpenStack管理界面(Horizon)用戶來說，操作很簡單。

使用以下命令創(chuàng)建一個cinder卷(大小以GB為單位，您可以通過cinder type-list檢查可用的卷類型)：

  1. cinder create --display-name <name_of_disk> <size> --volume-type <volumetype> 

注意卷ID(您也可以使用以下命令找到卷ID )，因為下一步需要使用這些ID。

 

  1. cinder list | grep <name_of_disk> 

Cinder命令信息：http://docs.openstack.org/cli-reference/content/cinderclient_commands.html

6.將VMDK轉(zhuǎn)換為Ceph

一旦創(chuàng)建了Cinder卷，就可以將VMDK磁盤文件轉(zhuǎn)換為RBD塊(Ceph)。但是首先我們需要刪除實際的Ceph 磁盤。請確保刪除正確的Ceph塊設(shè)備!

首先，您應(yīng)該知道磁盤駐留在哪個Ceph池中。然后從Ceph中刪除該卷(volume-id是您在上一步“創(chuàng)建Cinder卷”中記錄的卷ID )：

  1. rbd -p <ceph_pool> rm volume-<volume-id> 

下一步是將VMDK文件轉(zhuǎn)換為Ceph上的卷(所有ceph的參數(shù)都是為了更好的性能。vmdk_disk_file變量是vmdk文件的完整路徑。volume-id**是您之前記下的ID)。

  1. qemu-img convert -p <vmdk_disk_file> -O rbd rbd:<ceph_pool>/volume-<volume-id> 

對虛擬機的所有虛擬磁盤執(zhí)行此操作。

小心!rbd命令非常強大(可能會破壞Ceph上比預(yù)期更多的數(shù)據(jù)，請謹慎使用)!

7.創(chuàng)建Neutron端口(可選)

在某些情況下，您可能需要設(shè)置固定的IP地址或MAC地址。您可以通過使用neutron創(chuàng)建端口并在下一步中使用該端口(在OpenStack中創(chuàng)建和啟動實例中進行關(guān)聯(lián))來實現(xiàn)。您首先應(yīng)該知道network_name是什么(nova net-list)，需要使用“ Label”。僅network_name是必需的。您還可以通過添加來添加安全組。

 

  1. --security-group <security_group_name> 

為每個安全組添加此參數(shù)，因此，如果要添加6個安全組，則應(yīng)添加此參數(shù)6次。

  1. neutron port-create --fixed-ip ip_address=<ip_address> --mac-address <mac_address> <network_name> --name <port_name> 

注意neutron端口的ID，下一步將需要它。

8.在OpenStack中創(chuàng)建并啟動實例

現(xiàn)在，我們已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，可以使用Cinder卷和可選的neutron端口創(chuàng)建實例。注意啟動磁盤的卷ID?，F(xiàn)在，您只需要知道要選擇的flavor的ID。運行nova flavor-list，以獲取所所需要flavor的flavor ID。

現(xiàn)在，您可以創(chuàng)建并啟動新實例：

  1. nova boot <instance_name> --flavor <flavor_id> --boot-volume <boot_volume_id> --nic port-id=<neutron_port_id> 

注意實例ID。現(xiàn)在，通過執(zhí)行此命令來添加實例的其他磁盤(如果要添加其他卷)：

  1. nova volume-attach <instance_ID> <volume_id> 

總結(jié)

遷移過程中可能會出現(xiàn)失敗的情況，尤其是windows。錯誤版本的驅(qū)動程序極易導(dǎo)致windows系統(tǒng)藍屏，所以正確的安裝驅(qū)動非常重要。對于較大的數(shù)據(jù)盤，本案例是使用直接上傳到ceph中，替換掉相同大小的空卷，如果通過鏡像glance的方式上傳，然后創(chuàng)建云盤，那么會多花幾倍的時間。所以合理以及靈活的使用Ceph能大大加快遷移的速度。

本文主要講解了操作的流程，如果是批量操作的話，完全可以寫成對應(yīng)的編排腳本，進行批量遷移。腳本運行之前一定要充分測試。

 

責(zé)任編輯：武曉燕 來源： 新鈦云服
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