先说一个经常遇到的场景：KVM上跑的Windows Server 2008，每次重启都来一次漫长的磁盘检查，新装的系统也不例外，一等就是好几个小时。这种体验，谁碰谁知道。至于虚拟机镜像的挂载修改，在guestfish套件普及之前，操作起来也是颇为折腾——要么把虚拟机跑起来再动手，要么就得先把镜像转成raw，再把raw转成所谓的“裸格式”，然后才能挂载，整个过程堪称煎熬。所以，guestfish的出现，确实解决了不少实际问题。

1. 虚拟机镜像挂载及w2k8虚拟机启动自检慢问题解决办法

下面介绍的挂载办法，只适用于块设备镜像的挂载。而针对Windows 2008 Server启动时那个让人头疼的磁盘检查问题，我们可以通过裸设备挂载的方式，直接擦除其磁盘检查标志，从根本上绕过去。

具体操作如下：

第一步，在宿主机上安装最新版的ntfs-3g。

wget https://tuxera.com/opensource/ntfs-3g_ntfsprogs-2012.1.15.tgz
tar -zxvf ntfs-3g_ntfsprogs-2012.1.15.tgz
cd ntfs-3g_ntfsprogs-2012.1.15
./configure --bindir=/usr/bin
make
make install

第二步，扩展镜像，将其挂载并进行检查。先使用 losetup -f 获取一个可用的loop设备，然后挂载镜像：

losetup -f
/dev/loop0

losetup /dev/loop0 /dev/vmVG/ptyyb-webzb-57_vda

接着，使用kpartx将镜像分区映射。对于2008的镜像，如果它只有一个分区，默认会挂载到 /dev/mapper/loop0p1。但2008默认安装时通常会有一个boot分区，所以C盘往往在 /dev/mapper/loop0p2 上，具体挂载哪个分区，需要根据实际情况来定。

kpartx -a v /dev/loop0

检查镜像时，-b -d 这两个参数很关键，只有最新版的ntfs-3g才支持。

ntfsfix -b -d /dev/mapper/loop0p1

完成后，分别分离镜像映射和挂载：

kpartx -dv /dev/loop0
losetup -d /dev/loop0

2. KVM虚拟化与guestfish套件

guestfish套件究竟是一套什么样的工具？简单来说，它是虚拟机镜像管理的利器，提供了一系列针对镜像管理的命令行工具，同时也囊括了对外API。其核心组件包括：

• guestfish：交互式Shell，用于挂载镜像并提供操作环境。
• guestmount/guestumount：在宿主机上挂载/卸载客户机文件系统到指定目录。
• virt-alignment-scan：检查镜像分区的块对齐情况。
• virt-builder：快速创建虚拟机镜像。
• virt-cat/virt-edit：查看/编辑虚拟机内部的文件。
• virt-copy-in/virt-copy-out：将文件拷入或拷出虚拟机磁盘镜像。
• virt-customize：定制虚拟机镜像。
• virt-df：查看虚拟机镜像的空间使用状况。
• virt-diff：在不启动虚拟机的情况下，比较内部两份文件的差异。
• virt-filesystems/virt-list-partitions：显示文件系统、分区、LVM等信息。
• virt-format：格式化镜像内的磁盘。
• virt-inspector/virt-inspector2：检查并显示虚拟机的操作系统版本、内核等信息。
• virt-log/virt-ls：查看镜像内的日志或文件列表。
• virt-make-fs：在镜像中创建文件系统。
• virt-p2v/virt-p2v-make-disk/virt-p2v-make-kickstart：物理机向KVM虚拟机转换的相关工具。
• virt-rescue：进入虚拟机的救援模式。
• virt-resize：调整虚拟机磁盘分区大小。
• virt-sparsify：消除镜像中的稀疏空洞，有助于缩小镜像体积。
• virt-sysprep：在克隆前对虚拟机镜像进行初始化（如重置主机名、清理日志等）。
• virt-tar/virt-tar-in/virt-tar-out：以tar包形式导入或导出镜像内的文件。
• virt-v2v：将其他虚拟化格式的镜像转换为KVM镜像。
• virt-win-reg：操作Windows虚拟机的注册表。
• libguestfs-test-tool/libguestfs-make-fixed-appliance：libguestfs相关的测试与工具制作。
• hivex/hivexregedit/hivexsh/hivexml/hivexget：用于提取、合并、交互式修改、转换Windows注册表文件的一套工具。
• guestfsd：guestfs后台守护进程。

可以说，客座文件系统相关的日常操作，这套工具基本都覆盖到了。

3. guestfish安装与注意事项

guestfish套件的安装非常直接，一条命令即可搞定：

yum install libguestfs-tools

但这里有一个注意点：默认安装是不包含Windows系统支持的。如果你需要操作Windows虚拟机镜像，还得额外运行一条命令：

yum install libguestfs-winsupport

这个步骤很容易被遗漏，值得留意一下。

4. 使用guestfish查看虚拟机信息

查看虚拟机镜像信息，主要靠 virt-inspector 和 virt-inspector2 这两个命令。

• virt-inspector：显示虚拟机中的OS版本、内核、驱动、挂载点、应用等详细信息。
• virt-inspector2：主要显示OS版本及其他相关信息，输出格式为XML，内容上比前者更详细。

来看几个实际例子。

virt-inspector 示例：

virt-inspector centos5332.qcow2
linux centos i386 5.3 (CentOS release 5.3 (Final)) on /dev/vmvg/root:
  Mountpoints:
    /dev/vmvg/root /
    /dev/sda1 /boot
    /dev/vmvg/swap swap
  Filesystems:
    /dev/sda1:
      label: /boot
      UUID: 152ec813-72cc-4ea1-ad76-71c470feff2f
      type: ext3
      content: linux-grub
    /dev/vmvg/root:
      label:
      UUID: 9462b99e-04d9-4648-9d5d-2ce50d8ed8f2
      type: ext3
      content: linux-root
    /dev/vmvg/swap:
      type: swap
  Modprobe aliases:
    binfmt-204 binfmt_aout
    ...

也可以通过 --query 参数输出一些固定内容，方便脚本做判断：

virt-inspector --query centos5332.qcow2
windows=no
linux=yes
rhel=no
fedora=no
debian=no
fullvirt=yes
xen_domU_kernel=no
xen_pv_drivers=yes
virtio_drivers=yes
kernel_arch=i386
userspace_arch=i386

输出格式也支持XML，加上 --xml 参数即可。

virt-inspector 操作Windows虚拟机示例：

windows i386 5.2 (Microsoft Windows Server 2003) on /dev/sda1:
  Mountpoints:
    /dev/sda1 /
  Filesystems:
    /dev/sda1:
      type: ntfs
      content: windows-root
  Applications:
    ...

virt-inspector2 示例（Linux）：

virt-inspector2 centos5332.qcow2


  
    /dev/vmvg/root
    linux
    i386
    centos
    CentOS release 5.3 (Final)
    5
    3
    rpm
    yum
    localhost.localdomain
    installed
    
      /
      /boot
    
    
    ...

virt-inspector2 操作Windows虚拟机示例：

i386
    windows
    Microsoft Windows Server 2003
    5
    2
    /WINDOWS
    ControlSet001
    ks-55e1e4a74d40
    installed
    
      /
    
    
      
        ntfs
        4A5061F55061E7E1
      
    
    
      /dev/sda1
    
    
      
        Google Chrome
        ...

5. 使用guestfish查看虚拟机分区及文件系统

这部分主要用到三个命令：

• virt-list-partitions：列出虚拟机磁盘镜像中的分区信息。
• virt-filesystems：列出镜像中的文件系统、分区、块设备及LVM信息。
• virt-alignment-scan：检查虚拟机分区的块对齐情况。

示例：

virt-list-partitions centos6232.qcow2
/dev/sda1
/dev/sda2

virt-list-filesystems centos6232.qcow2
/dev/sda1
/dev/vmvg/root

virt-list-filesystems win2k3.qcow2
/dev/sda1

virt-list-partitions win2k3.qcow2
/dev/sda1

virt-alignment-scan -a win2k3.qcow2
/dev/sda1 32256 512 bad (alignment < 4K)

virt-alignment-scan -a centos6232.qcow2
/dev/sda1 1048576 1024K ok
/dev/sda2 210763776 1024K ok

对齐检查在性能优化中是非常关键的一步，尤其是对于Windows虚拟机来说。

6. 去掉磁盘空洞——KVM虚拟镜像的稀疏问题

KVM虚拟化中，镜像文件通常使用RAW或QCOW2格式。RAW会一次性把规划的空间全部分配出去，而QCOW2则是典型的精简模式——磁盘用多少，才在宿主机上占多少实际空间。这得益于ext4文件系统的稀疏特性：当一个文件内容全是空时，ext4并不会真的分配物理块。

我们可以做个简单的测试：

qemu-img create -f raw test.raw 5G
qemu-img create -f qcow2 test.qcow2 5G
dd if=/dev/zero of=/root/test.dd bs=1G count=5

然后通过 ls -l 和 du 分别查看：

ls -l
-rw-r--r-- 1 root root 5.0G test.dd
-rw-r--r-- 1 root root 193K test.qcow2
-rw-r--r-- 1 root root 5.0G test.raw

du test*
5242880 test.dd
196 test.qcow2
0 test.raw

这个结果很有意思：ls告诉我们RAW文件是5G，但du给出的实际占用空间却是0。原因就在于文件全为空时，ext4的稀疏特性让系统“偷了个懒”，没有真正分配物理空间。如果希望用RAW格式并按计划一次性占满空间，可以用dd命令来创建。

QCOW2同样存在稀疏问题。从磁盘级别看，一些分区（比如刚创建好的swap）里会存在大量连续的相同空洞。利用 virt-sparsify 可以消除这些空洞，显著缩小镜像占用空间，方便传输。

使用前，需要先创建一个与原镜像等大的QCOW2镜像：

qemu-img create -f qcow2 test2.qcow2 5G

然后执行：

virt-sparsify -x /root/test.qcow2 --convert qcow2 /root/test2.qcow2

7. 用guestfish操作虚拟机内部文件

这部分列出的常用命令基本涵盖了所有文件操作场景：

• virt-df：查看镜像磁盘空间使用情况。
• virt-ls：列出镜像内指定目录的文件。
• virt-cat：显示指定文件的内容。
• virt-edit：编辑指定文件。
• virt-copy-in/virt-copy-out：文件拷贝进出镜像。
• virt-tar-in/virt-tar-out/virt-tar：打包或解包镜像内的文件。

示例：

查看镜像磁盘空间：

virt-df -a centos6364.qcow2
Filesystem 1K-blocks Used A vailable Use%
centos6364.qcow2:/dev/sda1 198337 32098 155999 17%
centos6364.qcow2:/dev/vmvg/root 16308136 1210172 14269548 8%

列出 /root 目录内容：

virt-ls -a centos6364.qcow2 /root
.bash_history
.bash_logout
.bash_profile
.bashrc
.cshrc
.tcshrc
anaconda-ks.cfg
install.log
install.log.syslog

显示 /root/anaconda-ks.cfg 文件内容：

virt-cat -a centos6364.qcow2 /root/anaconda-ks.cfg
# Kickstart file automatically generated by anaconda.
...

编辑该文件：

virt-edit -a centos6364.qcow2 /root/anaconda-ks.cfg

文件拷入与拷出：

touch test.txt
virt-copy-in test.txt -a centos6364.qcow2 /root/
virt-copy-out -a centos6364.qcow2 /root/test.txt /home

压缩包处理：

virt-tar-in -a disk.img data.tar /destination
virt-tar-out -a disk.img /dir files.tar
virt-tar -x domname /home home.tar
virt-tar -u domname uploadstuff.tar /tmp

8. guestfish修改镜像格式和大小

镜像格式和大小修改，主要依赖 virt-convert 和 virt-resize。

• virt-convert：在虚拟机镜像格式之间进行转换。
• virt-resize：修改虚拟机镜像的磁盘大小。

示例：

RAW转QCOW2，需要先用 qemu-img 创建一个同等大小的空QCOW2镜像，然后执行：

virt-convert -i raw -o qcow2 old.img new.qcow2

原始镜像也可以是VMware的vmx格式、KVM镜像或ovf格式的镜像。

将指定分区扩大5G：创建一个比原镜像大5G的新镜像，然后扩展：

virt-resize --expand /dev/sda2 olddisk newdisk

把boot分区增加200M，剩余空间扩充给 /dev/sda2：

virt-resize --resize /dev/sda1=+200M --expand /dev/sda2 olddisk newdisk

LVM扩展：

virt-resize --expand /dev/sda2 --LV-expand /dev/vg_guest/lv_root olddisk newdisk

扩展分区的同时将RAW格式转换为QCOW2：

qemu-img create -f qcow2 newdisk.qcow2 15G
virt-resize --expand /dev/sda2 olddisk newdisk.qcow2

两个需要注意的地方：一是扩展分区时，目标磁盘文件必须大于原始磁盘；二是磁盘缩小操作相对复杂，要求缩小后的空间远大于文件系统实际占用的大小。

9. guestfish挂载、修改、运行救援方式

最后这部分涉及镜像的挂载与救援模式操作：

• guestmount：使用FUSE和libguestfs，将客户机文件系统挂载到宿主机指定目录。
• guestfish：挂载镜像并提供一个交互式Shell。
• virt-rescue：进入虚拟机的救援模式。

示例：

只读方式将Windows镜像挂载到 /mnt：

guestmount -a windows.img -m /dev/sda1 --ro /mnt

将Linux虚拟机根目录挂载到 /mnt：

guestmount -a linux.qcow2 -m /dev/sda2 /mnt

用guestfish编辑镜像的grub配置文件：

guestfish --rw --add disk.img \
          --mount /dev/vg_guest/lv_root \
          --mount /dev/sda1:/boot \
          edit /boot/grub/grub.conf

进入镜像的救援模式：

$ virt-rescue --suggest -d Fedora15
        Inspecting the virtual machine or disk image ...
        This disk contains one or more operating systems. You can use these
        mount commands in virt-rescue (at the > prompt) to mount the
        filesystems.
        # /dev/vg_f15x32/lv_root is the root of a linux operating system
        # type: linux, distro: fedora, version: 15.0
        # Fedora release 15 (Lovelock)
        mount /dev/vg_f15x32/lv_root /sysroot/
        mount /dev/vda1 /sysroot/boot
        mount --bind /dev /sysroot/dev
        mount --bind /dev/pts /sysroot/dev/pts
        mount --bind /proc /sysroot/proc
        mount --bind /sys /sysroot/sys
       Another way is to list the logical volumes (with lvs(8)) and partitions (with parted(8)) and mount them by hand:
        > lvs
        LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
        lv_root vg_f15x32 -wi-a- 8.83G
        lv_swap vg_f15x32 -wi-a- 992.00M
        > mount /dev/vg_f15x32/lv_root /sysroot
        > mount /dev/vda1 /sysroot/boot
        > ls /sysroot
       Another command to list a vailable filesystems is virt-filesystems(1).
       To run commands in a Linux guest (for example, grub), you should chroot into the /sysroot directory first:
        > chroot /sysroot

进入救援模式后，可以根据提示挂载文件系统，甚至chroot进去执行修复性操作，如修复grub。整个过程比启动虚拟机再操作要快得多，也安全得多。