在 GKE on Bare Metal 中创建和管理虚拟磁盘

本文档适用于运行 GKE on Bare Metal 的应用所有者。本文档介绍了如何为在 GDC 上使用虚拟机运行时的虚拟机创建和管理磁盘资源。

准备工作

要完成本文档，您需要拥有以下资源的访问权限：

GKE on Bare Metal 1.12.0 版 (anthosBareMetalVersion: 1.12.0) 或更高版本集群的访问权限。您可以使用任何能够运行工作负载的集群类型。如果需要，请在 Compute Engine 上试用 GKE on Bare Metal，或查看集群创建概览。
作为 kubectl 的插件安装的 virtctl 客户端工具。如果需要，请安装 virtctl 客户端工具。

使用挂接磁盘创建虚拟机

创建虚拟机时，您可以挂接现有的启动磁盘或数据磁盘，通过映像（包括启动磁盘）创建磁盘，或者创建空白磁盘。

空白磁盘

在此情况下，您将创建一个空白磁盘并将其挂接到虚拟机。在此场景中，您可以创建数据磁盘来存储应用数据。

在您选择的编辑器中创建定义 VirtualMachineDisk 和 VirtualMachine 的清单（例如 my-vm.yaml）：
```
nano my-vm.yaml
```
复制并粘贴以下 YAML 定义：
```
apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachineDisk
metadata:
  name: DISK_NAME
spec:
  size: 10Gi
---
apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: VM_NAME
spec:
  interfaces:
    - name: eth0
      networkName: pod-network
      default: true
  disks:
    - boot: true
      virtualMachineDiskName: VM_NAME-boot-dv
    - virtualMachineDiskName: DISK_NAME
```
替换以下内容：
- DISK_NAME：您要创建并挂接到虚拟机的空白磁盘的名称。
  
  注意：从 GKE on Bare Metal 版本 1.13.0 开始，当您创建虚拟机时，VM Runtime on GDC 会将使用 virtualMachineDiskName 指定的磁盘名称设置为磁盘的序列号。如需了解详情，请参阅查找磁盘。
- VM_NAME：您要创建的虚拟机的名称。
  
  本示例会创建一个名为 DISK_NAME 的空白 10Gi（10 吉比字节）磁盘。在虚拟机的 spec.disks 部分中，您还必须挂接启动磁盘，例如下一部分所示的映像。
在编辑器中保存并关闭清单文件。
使用 kubectl 创建虚拟机和磁盘：
```
kubectl apply -f my-vm.yaml --kubeconfig KUBECONFIG
```
将 KUBECONFIG 替换为集群 kubeconfig 文件的路径。

来源映像

在此场景中，您通过映像创建磁盘并将其挂接到虚拟机。在此场景中，您可以通过映像创建启动磁盘。您还可以通过映像创建和挂接数据磁盘。

支持的映像来源

GDC 上的 VM Runtime 支持多种映像格式，并且支持三种类型的映像来源（可在 VirtualMachineDisk 规范中指定）。以下每个示例都会通过不同的受支持映像来源创建 20 GiB 磁盘。

超文本传输协议 (HTTP)

以下 VirtualMachineDisk 示例显示了 HTTP 映像来源的基本结构。url 字段需要 HTTP 或 HTTPS 网址。

apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachineDisk
metadata:
  name: my-disk
spec:
  source:
    http:
      url: https://download.cirros-cloud.net/0.4.0/cirros-0.4.0-x86_64-disk.img
  size: 20GiB
  storageClassName: local-shared

Cloud Storage

以下示例展示了如何通过 Cloud Storage 存储桶中的映像创建磁盘。如果机器上的应用默认凭据不足以访问 Cloud Storage 网址，您必须提供凭据。在以下示例中，my-gcs 是包含 base64 编码的服务账号密钥的 Secret。
```
apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachineDisk
metadata:
  name: my-disk
spec:
  source:
    gcs:
      url: gs://kubevirt-ci-vm-images/rhel8.2/rhel8_2_cloud.qcow2
      secretRef: my-gcs
  size: 20GiB
  storageClassName: local-shared
```
如果您使用下载的服务账号密钥创建集群，则可以使用 Container Registry 服务账号密钥访问 Cloud Storage。如果创建单独的服务账号以访问 Cloud Storage，请参阅配置可访问 Cloud Storage 存储桶的服务账号。

使用以下命令从下载的服务账号密钥文件创建 Kubernetes Secret：
```
kubectl create secret generic SECRET_NAME --from-file=KEY_FILE --namespace default \
    --kubeconfig KUBECONFIG
```
替换以下内容：
- SECRET_NAME：Secret 的名称。
- KEY_FILE：下载的服务账号密钥 JSON 文件的路径。例如 bmctl-workspace/.sa-keys/my-project-anthos-baremetal-gcr.json。
- KUBECONFIG：集群 kubeconfig 文件的路径。
如需详细了解如何使用凭据访问 Cloud Storage，请参阅创建和使用凭据从 Cloud Storage 导入映像。

Container Registry 示例

支持符合 Open Container Initiative (OCI) distribution-spec 的 Container Registry。以下示例通过存储在 Docker 存储库中的映像创建磁盘。

apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachineDisk
metadata:
  name: my-disk
spec:
  source:
    registry:
      url: docker://kubevirt/fedora-cloud-registry-disk-demo
  size: 20GiB
  storageClassName: local-shared

有效的映像格式

从映像创建磁盘时，可以使用以下任何映像格式：

GNU zip (gzip) 归档 (.gz)
RAW（.raw、.img）
QEMU Copy On Write 版本 2 (qcow2) 磁盘映像 (.qcow2)
XZ 压缩归档 (.xz)
虚拟机磁盘 (VMDK) 文件 (.vmdk)
VirtualBox Virtual Disk Image (VDI) 文件 (.vdi)
Virtual Hard Disk (VHD) 映像文件 (.vdh)
Virtual Hard Disk 版本 2 (VDHX) 文件 (.vdhx)
ISO 磁盘映像文件 (.iso)

通过 HTTP 映像创建的磁盘示例

以下步骤通过 Ubuntu 映像创建启动磁盘：

在您选择的编辑器中创建定义 VirtualMachineDisk 和 VirtualMachine（例如 my-vm.yaml,）的清单：
```
nano my-vm.yaml
```

复制并粘贴以下 YAML 定义：

apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachineDisk
metadata:
  name: VM_NAME-boot-dv
spec:
  size: 20Gi
  source:
    http:
      url: https://cloud-images.ubuntu.com/releases/focal/release/ubuntu-20.04-server-cloudimg-amd64.img
---
apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: VM_NAME
spec:
  interfaces:
    - name: eth0
      networkName: pod-network
      default: true
  disks:
    - boot: true
      virtualMachineDiskName: VM_NAME-boot-dv

本示例会使用公共 Ubuntu 映像创建一个名为 VM_NAME-boot-dv 的 20Gi（20 吉比字节）磁盘。在虚拟机的 spec.disks 部分中，磁盘设置为 boot: true。

在编辑器中保存并关闭清单。
使用 kubectl 创建虚拟机和磁盘：
```
kubectl apply -f my-vm.yaml --kubeconfig KUBECONFIG
```
将 KUBECONFIG 替换为集群 kubeconfig 文件的路径。

现有磁盘

在此情况下，您将创建一个空白磁盘并将其挂接到虚拟机。在此场景中，您可以创建数据磁盘来存储应用数据。

在您选择的编辑器中创建 VirtualMachine 清单，例如 my-vm.yaml,：
```
nano my-vm.yaml
```

复制并粘贴以下 YAML 定义：

apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: VM_NAME
spec:
  interfaces:
    - name: eth0
      networkName: pod-network
      default: true
  disks:
    - boot: true
      virtualMachineDiskName: VM_NAME-boot-dv
    - virtualMachineDiskName: EXISTING_DISK_NAME

此示例挂接了名为 EXISTING_DISK_NAME 的现有磁盘。

在虚拟机的 spec.disks 部分中，您还必须挂接启动磁盘，例如上一部分所示的映像。

在编辑器中保存并关闭虚拟机清单。
使用 kubectl 创建虚拟机：
```
kubectl apply -f my-vm.yaml --kubeconfig KUBECONFIG
```
将 KUBECONFIG 替换为集群 kubeconfig 文件的路径。

查找磁盘

从 GKE on Bare Metal 版本 1.13.0 开始，当您创建虚拟机时，VM Runtime on GDC 会使用您在虚拟机资源中指定的磁盘名称来设置磁盘序列号。具体而言，您在 VirtualMachine 自定义资源中使用 spec.disks.virtualMachineDiskName 指定的名称将在磁盘序列号中使用。此功能可让您在需要执行磁盘操作（例如格式化或装载）时更轻松地在虚拟机中找到磁盘。

例如，如果您创建了虚拟机并指定了名为 sample-boot-dv 的启动磁盘，则 VirtualMachine 自定义资源如下所示：

apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: sample-vm
spec:
  osType: Linux
  compute:
    cpu:
      vcpus: 2
    memory:
      capacity: 4Gi
  interfaces:
    - name: eth0
      networkName: pod-network
      default: true
  disks:
    - boot: true
      virtualMachineDiskName: sample-vm-boot-dv
    - virtualMachineDiskName: attached-disk

对于 Linux 虚拟机，当您登录虚拟机时，可以运行以下命令来按磁盘序列号列出磁盘：

ls -l /dev/disk/by-id/

您的响应应类似于以下示例输出，其中磁盘名称显示为序列号：

total 0
lrwxrwxrwx 1 root root  9 Oct 19 17:17 ata-QEMU_HARDDISK_agentInstallation -> ../../sdb
lrwxrwxrwx 1 root root  9 Oct 19 17:17 ata-QEMU_HARDDISK_agentSADisk -> ../../sda
lrwxrwxrwx 1 root root  9 Oct 19 17:17 virtio-sample-boot-dv -> ../../vda
lrwxrwxrwx 1 root root 10 Oct 19 17:17 virtio-sample-boot-dv-part1 -> ../../vda1
lrwxrwxrwx 1 root root 11 Oct 19 17:17 virtio-sample-boot-dv-part14 -> ../../vda14
lrwxrwxrwx 1 root root 11 Oct 19 17:17 virtio-sample-boot-dv-part15 -> ../../vda15
lrwxrwxrwx 1 root root 11 Oct 19 17:17 virtio-attached-disk -> ../../vdb

请注意以下环境特征行为：

如果 virtualMachineDiskName 值超过 20 个字符，GDC 上的 VM Runtime 仅使用前 20 个字符作为序列号。
如果两个磁盘的前 20 个字符相同，则只有第一个磁盘具有序列号。

创建磁盘并将其挂接到现有虚拟机

如果您已有虚拟机，则可以创建并挂接磁盘以支持您的应用生命周期。虚拟机必须处于停止状态，才能挂接磁盘。

空白磁盘

在此情况下，您将创建一个空白磁盘并将其挂接到虚拟机。在此场景中，您可以创建数据磁盘来存储应用数据。

如果需要，请使用 kubectl 停止虚拟机：
```
kubectl virt stop vm VM_NAME --kubeconfig KUBECONFIG
```
替换以下内容：
- VM_NAME：您要停止的虚拟机的名称。
- KUBECONFIG：集群 kubeconfig 文件的路径。

修改现有虚拟机资源，例如 my-vm：

kubectl edit gvm VM_NAME --kubeconfig KUBECONFIG

更新 VirtualMachine YAML 清单以在顶部添加 VirtualMachineDisk 部分，然后在虚拟机的 spec.disks 部分的末尾挂接磁盘：

apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachineDisk
metadata:
  name: DISK_NAME
spec:
  size: 10Gi
---
apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: VM_NAME
spec:
  interfaces:
    - name: eth0
      networkName: pod-network
      default: true
  disks:
    - boot: true
      virtualMachineDiskName: VM_NAME-boot-dv
    - virtualMachineDiskName: DISK_NAME

本示例会创建一个名为 DISK_NAME 的空白 10Gi（10 吉比字节）磁盘。

在编辑器中保存并关闭更新后的虚拟机清单。

使用 kubectl 启动虚拟机：

kubectl virt start vm VM_NAME --kubeconfig KUBECONFIG

来源映像

在此场景中，您通过来源映像创建磁盘并将其挂接到虚拟机。

如果需要，请使用 kubectl 停止虚拟机：
```
kubectl virt stop vm VM_NAME --kubeconfig KUBECONFIG
```
替换以下内容：
- VM_NAME：您要停止的虚拟机的名称。
- KUBECONFIG：集群 kubeconfig 文件的路径。

修改现有虚拟机资源，例如 my-vm：

kubectl edit gvm VM_NAME --kubeconfig KUBECONFIG

更新 VirtualMachine 清单以在顶部添加 VirtualMachineDisk 部分，然后将磁盘挂接到虚拟机的 spec.disks 部分的末尾：

apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachineDisk
metadata:
  name: DISK_NAME
spec:
  size: 10Gi
  source:
    http:
      url: http://example.com/my-disk-img.qcow2
---
apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: VM_NAME
spec:
  interfaces:
    - name: eth0
      networkName: pod-network
      default: true
  disks:
    - boot: true
      virtualMachineDiskName: VM_NAME-boot-dv
    - virtualMachineDiskName: DISK_NAME

本示例会从 http://example.com/my-disk-img.qcow2 HTTP 来源创建一个名为 DISK_NAME 的 10Gi（10 吉比字节）磁盘。

在编辑器中保存并关闭更新后的虚拟机清单。

使用 kubectl 启动虚拟机：

kubectl virt start vm VM_NAME --kubeconfig KUBECONFIG

创建磁盘

在此场景中，您可以独立于虚拟机资源创建磁盘资源。通过这种场景，您可以提前创建磁盘，然后根据需要挂接到虚拟机。

空白磁盘

如需创建空白磁盘，请完成以下步骤。

在您选择的编辑器中创建 VirtualMachineDisk 清单，例如 my-disk.yaml,：
```
nano my-disk.yaml
```
复制并粘贴以下 YAML 定义：
```
apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachineDisk
metadata:
  name: DISK_NAME
spec:
  size: 10Gi
```
本示例会创建一个名为 DISK_NAME 的空白 10Gi（10 吉比字节）磁盘。
在编辑器中保存并关闭磁盘清单。
使用 kubectl 创建磁盘：
```
kubectl apply -f my-disk.yaml --kubeconfig KUBECONFIG
```
将 KUBECONFIG 替换为集群 kubeconfig 文件的路径。

来源映像

如需通过映像创建磁盘，请完成以下步骤。

在您选择的编辑器中创建 VirtualMachineDisk 清单，例如 my-disk.yaml：
```
nano my-disk.yaml
```

复制并粘贴以下 YAML 定义：

apiVersion: vm.cluster.gke.io/v1
kind: VirtualMachineDisk
metadata:
  name: DISK_NAME
spec:
  size: 20Gi
  source:
    http:
      url: https://cloud-images.ubuntu.com/releases/focal/release/ubuntu-20.04-server-cloudimg-amd64.img

本示例会使用公共 Ubuntu 映像创建一个名为 DISK_NAME 的 20Gi（20 吉比字节）磁盘。

在编辑器中保存并关闭磁盘清单。
使用 kubectl 创建磁盘：
```
kubectl apply -f my-disk.yaml --kubeconfig KUBECONFIG
```
将 KUBECONFIG 替换为集群 kubeconfig 文件的路径。

后续步骤

创建并使用凭据以从 Cloud Storage 导入映像。
在 GKE on Bare Metal 中创建和使用存储类别。
如果您不再需要虚拟机或其虚拟磁盘资源，请删除 GKE on Bare Metal 中的虚拟机。