qemu-img create は VM ゲスト のオペレーティングシステム向けに新しいディスクイメージを作成するコマンドです。このコマンドは下記のような書式で実行します:

> qemu-img create -f fmt1 -o options2 fname3 size4

たとえば新しいディスクイメージ sles.raw を /images ディレクトリ内に作成し、最大サイズを 4 GB として設定したい場合は、下記のコマンドを入力して実行します:

> qemu-img create -f raw -o size=4G /images/sles.raw
Formatting '/images/sles.raw', fmt=raw size=4294967296

> ls -l /images/sles.raw
-rw-r--r-- 1 tux users 4294967296 Nov 15 15:56 /images/sles.raw

> qemu-img info /images/sles.raw
image: /images/sles11.raw
file format: raw
virtual size: 4.0G (4294967296 bytes)
disk size: 0

上記の通り、新しく作成したイメージの 仮想的な サイズは 4 GB ですが、実際のサイズは 0 バイトになっています。これは、イメージに対してまだ何もデータを書き込んでいないためです。

ヒント: btrfs ファイルシステム内での VM ゲスト イメージについて

btrfs ファイルシステム内にディスクイメージを作成する必要がある場合、 btrfs に搭載されたコピーオンライト機能によって、性能劣化が発生する場合があります。この場合に備えて、 nocow=on オプションを指定してイメージを作成することができます:

> qemu-img create -o nocow=on test.img 8G

なお、コピーオンライト機能を使用したい (たとえばスナップショットの作成や仮想マシン間を跨いだ共有など) 場合は、 nocow オプションを指定せずに実行してください。

qemu-img convert はディスクイメージを他の形式に変換するためのコマンドです。 QEMU でサポートされるイメージ形式の一覧を表示したい場合は、 qemu-img -h と入力して実行し、出力の末尾のほうをご覧ください。このコマンドは下記のような書式になっています:

> qemu-img convert -c1 -f fmt2 -O out_fmt3 -o options4 fname5 out_fname6

> qemu-img convert -O vmdk /images/sles.raw \
/images/sles.vmdk

> ls -l /images/
-rw-r--r-- 1 tux users 4294967296 16. lis 10.50 sles.raw
-rw-r--r-- 1 tux users 2574450688 16. lis 14.18 sles.vmdk

選択したイメージ形式で利用可能なオプションの一覧を表示するには、下記のようなコマンドを入力して実行します (下記の vmdk を使用したい形式に置き換えて実行してください):

> qemu-img convert -O vmdk /images/sles.raw \
/images/sles.vmdk -o ?
Supported options:
size             Virtual disk size
backing_file     File name of a base image
compat6          VMDK version 6 image
subformat        VMDK flat extent format, can be one of {monolithicSparse \
    (default) | monolithicFlat | twoGbMaxExtentSparse | twoGbMaxExtentFlat}
scsi             SCSI image

qemu-img check コマンドは、既存のディスクイメージ内にエラーが無いかどうかを調査します。なお、ディスクイメージ形式によっては、この機能に対応していないものもあります。このコマンドは下記のような書式で実行します:

> qemu-img check -f fmt1 fname2

何もエラーが検出されない場合、コマンドは何も出力を行いません。それ以外の場合、それぞれのエラーと発生したエラーの数が表示されます。

> qemu-img check -f qcow2 /images/sles.qcow2
ERROR: invalid cluster offset=0x2af0000
[...]
ERROR: invalid cluster offset=0x34ab0000
378 errors were found on the image.

新しいイメージを作成する場合、イメージを作成する前に最大サイズを指定しなければなりません (詳しくは 35.2.2.1項 「qemu-img create」 をお読みください) 。ですが、 VM ゲスト をインストールしてしばらく使用していると、最初に指定したサイズでは容量が不足してしまうことがあります。このような場合は、容量を増やして対応することができます。

既存のディスクイメージを 2 GB だけ拡張したい場合は、たとえば下記のように入力して実行します:

> qemu-img resize /images/sles.raw +2GB

注記

ディスクイメージサイズの変更を行うには、ディスクイメージの形式が raw , qcow2 のいずれかでなければなりません。それ以外の形式になっているイメージのサイズを変更したい場合は、 qemu-img convert でサイズ変更可能な形式に変換してから実施してください。

これでイメージファイルの末尾には 2 GB の空き領域が現れることになります。あとは既存のパーティションをサイズ変更するか、もしくは新しくパーティションを作成することで、その領域を使用できるようになります。

qcow2 は QEMU で使用されるメインのディスクイメージ形式です。サイズを必要に応じて拡張する機能が用意されているほか、仮想マシン側で実際に必要とされているサイズのみを割り当てる機能があります。

qcow2 形式のファイルは固定のサイズを 1 つの単位としてまとめられています。これらの単位は クラスタ と呼ばれます。ゲスト側からの見た目での仮想ディスクは、このクラスタのサイズごとに区切られているものとして提供されます。 QEMU の既定では、クラスタのサイズは 64 kB に設定されていますが、新しいイメージを作成する際に異なるサイズを設定することもできます:

> qemu-img create -f qcow2 -o cluster_size=128K virt_disk.qcow2 4G

qcow2 形式のイメージには、 L1, L2 テーブルと呼ばれる、 2 階層のテーブルセットが含まれています。 L1 テーブルはディスクイメージごとに 1 つしか存在しませんが、 L2 テーブルはイメージファイルの大きさに合わせて多数のものが存在しています。

仮想ディスクへの読み込みや書き込みが発生すると、 QEMU は対応する L2 テーブルを読み込んで、必要なデータの場所を検出します。それぞれの I/O 操作に対応したテーブルの読み込み処理にはシステムのリソース消費が伴いますので、 QEMU ではディスクアクセスの速度を向上させるため、メモリ内に L2 テーブルのキャッシュを保持するようになっています。

ディスクサイズ = L2_キャッシュのサイズ * クラスタサイズ / 8

ディスクサイズ = L2_キャッシュのサイズ * 8192

L2_キャッシュのサイズ = ディスクサイズ_(GB) * 131072

# qemu-system-ARCH [...] \
 -drive file=disk_image.qcow2,l2-cache-size=4194304,refcount-cache-size=262144

# qemu-system-ARCH [...] -drive file=hd.qcow2,cache-clean-interval=600

qemu-img snapshot -l ディスクイメージ のように入力して実行すると、 ディスクイメージ で指定したディスクイメージ内に保存されている全てのスナップショットを表示することができます。この一覧表示は、 VM ゲスト の動作中でも表示することができます。

> qemu-img snapshot -l /images/sles.qcow2
Snapshot list:
ID1       TAG2               VM SIZE3        DATE4          VM CLOCK5
1         booting                4.4M 2013-11-22 10:51:10   00:00:20.476
2         booted                 184M 2013-11-22 10:53:03   00:02:05.394
3         logged_in              273M 2013-11-22 11:00:25   00:04:34.843
4         ff_and_term_running    372M 2013-11-22 11:12:27   00:08:44.965

仮想マシンの電源が切れている状態で、現在の状態に対するスナップショットを作成するには、 qemu-img snapshot -c スナップショットのタイトル ディスクイメージ のように入力して実行します。

> qemu-img snapshot -c backup_snapshot /images/sles.qcow2

> qemu-img snapshot -l /images/sles.qcow2
Snapshot list:
ID        TAG                 VM SIZE                DATE       VM CLOCK
1         booting                4.4M 2013-11-22 10:51:10   00:00:20.476
2         booted                 184M 2013-11-22 10:53:03   00:02:05.394
3         logged_in              273M 2013-11-22 11:00:25   00:04:34.843
4         ff_and_term_running    372M 2013-11-22 11:12:27   00:08:44.965
5         backup_snapshot           0 2013-11-22 14:14:00   00:00:00.000

VM ゲスト 側で何らかの問題が発生し、保存されているスナップショットに戻す必要が生じた場合 (たとえば ID 5 に戻したい場合) 、 VM ゲスト の電源を落としてから下記のようなコマンドを実行します:

> qemu-img snapshot -a 5 /images/sles.qcow2

上記を実行したあとは、通常通り qemu-system-ARCH で仮想マシンを起動することで、スナップショット番号 5 の状態から起動を行うことができます。

注記

なお、 qemu-img snapshot -c のコマンドは QEMU モニタ (詳しくは 第37章 「QEMU モニタを利用した仮想マシンの管理」 をお読みください) の savevm コマンドとは関係がありません。たとえば QEMU モニタで savevm を実行して作成したスナップショットを、 qemu-img snapshot -a で適用するようなことはできません。

qemu-img snapshot -d スナップショット_ID ディスクイメージ のように入力して実行することで、仮想マシンに対する古いスナップショットや不要なスナップショットを削除することができます。これによりスナップショットが占有していた qcow2 ディスクイメージ内の領域が解放されることになります:

> qemu-img snapshot -d 2 /images/sles.qcow2

まずは通常の手順でディスクイメージを作成し、目的のシステムをインストールしてください。詳しくは 35.1項 「qemu-system-ARCH を利用した基本的なインストール」 と 35.2.2項 「ディスクイメージの作成／変換／検査」 をお読みください。あとはそのイメージをベースイメージとして、新しいイメージファイルを作成するだけです。これで 派生 イメージを作成することができたことになります。なお、ベースイメージを利用して起動してはなりません。必ず派生イメージのほうを起動してください。また、 1 つのベースイメージから複数の派生イメージを作成することもできます。そのため、ベースイメージのほうを変更してしまうと、派生関係が壊れてしまうことになります。派生イメージを利用して起動を行うと、 QEMU は変更点を派生イメージのほうにのみ書き込むようになります。それに対して、ベースイメージは読み込み専用となります。

ベースイメージを作成する場合は、オペレーティングシステムを新規にインストールし (必要であれば登録作業などを行い) 、修正 (パッチ) などはインストールせず、アプリケーションについてもインストールや削除を行わないようにしておくことをお勧めします。必要であれば、そのベースイメージを元に、最新の修正を適用したもう 1 つのベースイメージを作成してもかまいません。

注記

ベースイメージには raw 形式を使用することができますが、派生イメージには raw 形式を使用することができません。これは、 raw 形式は backing_file オプションに対応していないためです。下記の例では、派生イメージに qcow2 形式を使用します。

たとえば /images/sles_base.raw が raw 形式のベースイメージであるとします。

> qemu-img info /images/sles_base.raw
image: /images/sles_base.raw
file format: raw
virtual size: 4.0G (4294967296 bytes)
disk size: 2.4G

イメージの予約サイズは 4 GB で実サイズは 2.4 GB 、そして形式が raw であることがわかります。あとは /images/sles_base.raw ファイルに対する派生イメージを作成します:

> qemu-img create -f qcow2 /images/sles_derived.qcow2 \
-o backing_file=/images/sles_base.raw
Formatting '/images/sles_derived.qcow2', fmt=qcow2 size=4294967296 \
backing_file='/images/sles_base.raw' encryption=off cluster_size=0

派生イメージの詳細を確認します:

> qemu-img info /images/sles_derived.qcow2
image: /images/sles_derived.qcow2
file format: qcow2
virtual size: 4.0G (4294967296 bytes)
disk size: 140K
cluster_size: 65536
backing file: /images/sles_base.raw \
(actual path: /images/sles_base.raw)

派生イメージの予約サイズはベースイメージと同じサイズ (4 GB) になっていますが、実サイズは 140 KB しかありません。これは、派生イメージにはベースイメージからの変更点のみを記録する仕組みであるためです。あとは派生イメージを利用して仮想マシンを起動し、必要に応じて登録などの処理を行い、最新の修正を適用してください。不要なパッケージを削除してもかまいませんし、必要な新しいパッケージをインストールしてもかまいません。あとは VM ゲスト をシャットダウンし、再度派生イメージの状態を確認してみます:

> qemu-img info /images/sles_derived.qcow2
image: /images/sles_derived.qcow2
file format: qcow2
virtual size: 4.0G (4294967296 bytes)
disk size: 1.1G
cluster_size: 65536
backing file: /images/sles_base.raw \
(actual path: /images/sles_base.raw)

上記の disk size の値にもあるとおり、この例では実サイズが 1.1 GB まで拡張しました。ここには、ベースイメージからのファイルシステム内の変更点が含まれています。

派生イメージの修正 (修正の適用、必要なアプリケーションのインストール、各種の設定変更等々) を行うことで、必要な環境を構築することができます。ここからベースイメージをマージ (併合) することができるほか、新しいベースイメージを元に派生イメージを作り直すこともできます。

元のベースイメージ (例: /images/sles_base.raw ) には、新規にインストールしたシステムが含まれています。このベースイメージを雛形として、最新のセキュリティ更新などをインストールして、新しいベースイメージを作成することができます。新しいベースイメージからも派生イメージを作成して、必要なアプリケーションやサービスなどを動作させることができます。なお、新しいベースイメージは元のベースイメージから独立させることができます。このような新しいベースイメージの作成を、 再ベース と呼びます。

> qemu-img convert /images/sles_derived.qcow2 \
-O raw /images/sles_base2.raw

上記のコマンドを実行すると、 raw 形式で新しいベースイメージ /images/sles_base2.raw を作成することができます。

> qemu-img info /images/sles_base2.raw
image: /images/sles11_base2.raw
file format: raw
virtual size: 4.0G (4294967296 bytes)
disk size: 2.8G

新しいイメージは元のイメージに比べて 0.4 ギガバイトほど大きくなっています。このイメージファイルはベースイメージを使用していませんので、ここから新しい派生イメージを作成することができます。これにより、組織の要件にあわせ、より洗練された仮想ディスクイメージ階層を作成することで、時間と手間の両方を削減できるようになります。

仮想ディスクイメージは、ホストシステム内でマウントすることもできます。なお、あらかじめ 第20章 「libguestfs」 を読むとともに、仮想マシンイメージにアクセスするための専用ツールを使用しておくことを強くお勧めします。ただし、どうしても手作業でこれを実施しなければならないような場合、本章をお読みのうえ作業を行ってください。

Linux システムでは、 raw 形式のディスクイメージであれば、ループバックデバイスを利用して内部のパーティションをマウントすることができます。最初の例は複雑ではありますがわかりやすいもの、 2 つ目の例は直感的なものになっています:

警告: 使用中のイメージに対して書き込みを行ってはならない件について

動作中の仮想マシンが使用するパーティションを 読み書き可能な モードでマウントしてはなりません。読み書き可能な状態でマウントしてしまうと、パーティションを破壊する結果になるほか、 VM ゲスト 全体を破壊する結果になってしまいます。