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案例背景

将一台旧版 VMware 虚拟机（VMDK 格式）迁移至 KVM 虚拟化平台，完成以下需求：

1. 格式转换：将 VMDK 转换为 QCOW2 格式。
2. 磁盘扩容：将原 40GB 磁盘扩展至 60GB。
3. 密码重置：修改 root 用户密码以增强安全性。
4. 镜像优化：压缩镜像以节省存储空间。

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环境准备

1. 安装必要工具

确保系统中已安装 QEMU 工具集和 Libguestfs 工具：

# Debian/Ubuntu
sudo apt-get install qemu-utils libguestfs-tools# RHEL/CentOS
sudo yum install qemu-img libguestfs-tools

2. 验证原镜像信息

检查 VMDK 镜像的硬盘模式是否为 IDE（若为 SCSI 或 VirtIO，需调整虚拟机配置）：

qemu-img info source.vmdk

• 关键输出：disk size（实际占用）、format（格式）、virtual size（虚拟大小）。

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镜像格式转换（VMDK → QCOW2）

1. 执行转换命令

qemu-img convert -c -p -f vmdk -O qcow2 source.vmdk target.qcow2

• 参数解析：
  • -c：启用压缩，减少输出文件体积。
  • -p：显示实时进度条。
  • -f vmdk：指定输入格式为 VMDK。
  • -O qcow2：输出格式为 QCOW2。
• 底层原理：QCOW2 的稀疏存储机制仅记录有效数据，节省空间。

2. 验证转换结果

qemu-img info target.qcow2

• 预期输出：format: qcow2，virtual size: 40 GiB，disk size: <原镜像实际大小>。

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镜像扩容（40GB → 60GB）

1. 调整虚拟磁盘大小

qemu-img resize target.qcow2 +20G

• 作用：将镜像的虚拟大小扩展至 60GB，但分区和文件系统仍需手动调整。

2. 扩展分区与文件系统

使用 virt-resize 工具自动调整分区：

virt-resize --expand /dev/sda1 target.qcow2 target_resized.qcow2

• 参数解析：
  • --expand /dev/sda1：指定扩展的分区（假设根分区为 /dev/sda1）。
  • 输入和输出文件需不同名，避免覆盖。
• 底层原理：virt-resize 会创建新镜像文件，并将原数据迁移至扩容后的镜像。

3. 替换旧镜像

mv target_resized.qcow2 target.qcow2

• 验证扩容结果：

qemu-img info target.qcow2

• 输出应显示 virtual size: 60 GiB。

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修改 root 用户密码

1. 使用 virt-customize 安全修改密码

virt-customize -a target.qcow2 --root-password password:MySecurePass123

• 优势：避免手动编辑 /etc/shadow 的风险（如哈希格式错误）。
• 底层原理：virt-customize 会在镜像启动时注入配置，直接修改密码文件。

2. 验证密码修改

启动虚拟机并尝试以 root 用户和新密码登录：

qemu-system-x86_64 -hda target.qcow2 -m 2048

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镜像深度压缩

1. 使用 virt-sparsify 优化镜像

virt-sparsify --compress target.qcow2 target_compressed.qcow2

• 作用：移除镜像中未使用的空白块，进一步减少文件体积。
• 原理：通过扫描磁盘块，仅保留有效数据并压缩元数据。

2. 替换压缩后的镜像

mv target_compressed.qcow2 target.qcow2

• 验证压缩效果：

qemu-img info target.qcow2

• 比较 disk size 字段，体积应显著减少。

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镜像完整性检查

1. 检查文件系统一致性

virt-df -h target.qcow2

• 输出示例：

Filesystem                Size       Used  Available  Use%
target.qcow2:/dev/sda1    59G        15G        44G   26%

2. 验证镜像元数据

qemu-img check target.qcow2

• 预期输出：No errors found。

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场景总结与知识要点

1. 关键步骤总结

步骤	工具/命令	核心作用
格式转换	qemu-img convert	迁移至 QCOW2 格式并压缩
扩容	qemu-img resize + virt-resize	扩展磁盘空间并调整分区
密码修改	virt-customize	安全注入新密码
深度压缩	virt-sparsify	优化存储空间利用率

2. 注意事项

• 依赖工具：确保 libguestfs-tools 安装完整，否则 virt-resize 和 virt-customize 不可用。
• 备份操作：关键步骤前备份镜像（如 cp target.qcow2 target.bak.qcow2）。
• 兼容性：若需兼容旧版 QEMU，转换时指定 -o compat=1.1。

3. 扩展知识

• 快照管理：

  # 创建快照
  qemu-img create -f qcow2 -b target.qcow2 snapshot.qcow2
  # 合并快照
  qemu-img commit snapshot.qcow2
  

• 加密镜像：

  qemu-img convert -O qcow2 --object secret,id=sec0,data=密码 -o encryption=on,key-secret=sec0 source.img encrypted.qcow2
  

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故障排除指南

问题现象	可能原因	解决方案
转换后镜像无法启动	原镜像硬盘模式非 IDE	调整虚拟机配置为 IDE 控制器
virt-resize 报错分区不存在	分区号或设备名错误	使用 virt-filesystems 查看正确分区
密码修改后仍无法登录	密码哈希格式错误	使用 virt-customize 重新设置密码
压缩后镜像体积未减小	镜像中已无空白块可优化	检查原镜像是否已稀疏存储

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通过上述工作流，可高效完成虚拟机镜像的迁移、优化与安全管理，适用于生产环境中的镜像全生命周期管理。