快照（Snapshot）是Copy-on-write的一種應用。QEMU支援兩種快照：

1. 內部快照（internal snapshot）：在qcow2映象的snapshot table中維護的快照，所有快照都存放在一個映象檔案中
2. 外部快照（external snapshot）：與Backing file很類似，在外部檔案中建立新的映象，原先的映象只讀

內部快照的原理是：

1. 建立一個Snapshot後，在Snapshot Table中新增一項，複製L1 Table
2. 當L2 Table或者Data Cluster發生改變，則把改變前的資料複製一份（Copy-on-write），由新建立的Snapshot的L1 Table來管理
3. L2 Table或者Data Cluster的變化，直接寫到原始位置
4. 要刪除快照，很簡單，直接把Snapshot Table對應項、以及複製的L1-L2-DS刪除即可
5. 要載入快照，則需要依據L1-L2-DS資訊，將其合併到映象的L1-L2-DS資訊中

可以使用Monitor來建立、載入、刪除內部快照：

# 儲存一個內部快照
(qemu) savevm snapshot-1
 
qemu-img info hda.img
# 輸出如下：
#Snapshot list:
#ID        TAG                 VM SIZE                DATE       VM CLOCK
#1         snapshot-1             112M 2016-09-07 18:05:48   00:00:21.536
#Format specific information:
#    compat: 1.1
#    lazy refcounts: false
 
# 載入內部快照
(qemu) loadvm snapshot-1
 
# 刪除內部快照
(qemu) delvm snapshot-1
 

外部快照與內部快照相反：內部快照是原資料變化，外部快照則是新檔案變化。

可以使用Monitor來管理外部快照：

snapshot_blkdev ide0-hd0 snapshot.img qcow2

有了磁碟映象檔案後，你需要為qemu-system-*指定引數，給客戶機增加磁碟。有幾種不同的配置方式：

# 最簡單的方式
-hda hda.img 
 
# 使用-drive配置塊裝置，可以指定if為virtio來提升效能
-drive file=hda.img,index=0,media=disk,if=virtio
 
# 使用-device配置通用裝置
-drive file=hda.img,if=none,id=virtio-disk0,format=qcow2,cache=none 
# 可以指定virtio-blk-pci來提升效能
-device virtio-blk-pci,scsi=off,bus=pci.0,addr=0x4,drive=virtio-disk0,bootindex=1
 

QEMU中的網路，包含兩部分的內容：

1. 客戶機使用的虛擬網路裝置
2. 和上述虛擬裝置通訊的網路後端，這些後端負責把虛擬裝置的資料包發到宿主機的網路中

要建立一個網路後端，可以指定如下選項：

# TYPE為後端型別：user、tap、bridge、socket、vde等
# id為一個識別符號，將虛擬網路裝置和網路後端關聯在一起
# 如果客戶機有多個虛擬網路裝置，則每一個都需要自己的網路後端
-netdev TYPE,id=NAME,...

QEME支援多種網路後端：

如果沒有指定網路選項，QEMU預設會模擬單張Intel e1000 PCI網絡卡，該網絡卡基於user後端（SLIRP）連線到宿主機：

# 不指定網路
qemu 
# 等價配置。自0.12開始廢棄的配置方式 -net nic相當於-device DEVNAME；-net TYPE相當於-netdev TYPE
qemu -hda disk.img -net nic -net user
# 等價配置。-netdev指定網路後端，-device指定虛擬網路裝置，後者通過netdev欄位引用後端的ID
qemu -netdev user,id=network0 -device e1000,netdev=network0

在客戶機看來：

1. 本身的IP地址被分配為 10.0.2.15+
2. 分配IP的虛擬DHCP為 10.0.2.2
3. 虛擬DNS伺服器為 10.0.2.3
4. 虛擬Samba伺服器為 10.0.2.4，客戶機可以通過此伺服器訪問宿主機的檔案系統

使用者模式網路可以很方便的訪問網路資源。但是它有很多限制：

1. 預設的，它運作方式類似於防火牆，且不允許任何入站流量。這個限制可以通過埠重定向解決
2. 僅僅支援TCP、UDP協議，對於ICMP則不支援
3. 效能比較差

為了支援入站請求，你可以使用埠重定向（Redirecting ports）——把針對宿主機某個埠的請求轉發給客戶機的某個埠。對映後，客戶機可以對外提供SSH、HTTP等服務：

# 把宿主機的7080埠重定向到客戶機的80埠；把宿主機的7022埠重定向到客戶機的22埠
qemu-system-x86_64 -redir tcp:7080::80 -redir tcp:7022::22 -hda ~/Vmware/KVM/centos7-base.img -m 512 
 
# 從宿主機SSH到客戶機
ssh [email protected] -p 7022

Shell
1
-netdev user,id=network0,net=192.168.5.0/24,dhcpstart=192.168.5.9 

依據客戶機安裝的作業系統，可能需要進行一些配置，才能正常使用網路。以CentOS 7 Minimal + 使用者模式網路為例，需要修改以下配置檔案：

NETWORKING=yes
# 如果不使用IPV6
NETWORKING_IPV6=no

QEMU的TAP後端利用宿主機的TAP裝置，為客戶機提供完整的橋接網路支援，如果外部需要使用標準埠連線到客戶機， 或者多個客戶機需要相互通訊，可以使用該方式。 TAP後端還具有以下優勢：

1. 非常好的效能
2. 可以配置以支援各種網路拓撲

但是，你需要在宿主機上進行網路拓撲的配置，而且各種系統的配置不同。

sudo mkdir /dev/net
sudo mknod /dev/net/tun c 10 200
sudo /sbin/modprobe tun

首先，新增一個乙太網橋裝置：

sudo ip link add br0 type bridge
# 也可以使用：sudo brctl addbr br0新增網橋
# 要刪除網橋，執行： ip link delete br0
# 注意：網橋會在重啟後消失
 
# 啟用此網橋
sudo ip link set br0 up
 
# 為網橋分配IP地址
sudo ip addr add 10.0.0.1 dev br0
 
# 在宿主機新增一條直接路由，便於它能和客戶機通訊
sudo ip route add 10.0.0.0/8 dev br0

#!/bin/sh
 
switch=br0
 
if [ -n "$1" ];then
        # tunctl -u `whoami` -t $1
        # 新增一個tap裝置，在我的機器上不需要，原因見下面
        # ip tuntap add $1 mode tap user `whoami`
        # 不知道從什麼時候開始，QEMU會在執行此指令碼之前就建立好tap裝置，因此會報下面的錯誤
        # ioctl(TUNSETIFF): Device or resource busy
        # 啟動tap裝置
        ip link set $1 up
        # brctl addif $switch $1
        # 將網橋和tap裝置進行橋接
        ip link set $1 master $switch
        exit 0
else
        echo "Error: no interface specified"
        exit 1
fi

#!/bin/bash
# generate a random mac address for the qemu nic
printf 'DE:AD:BE:EF:%02X:%02X\n' $((RANDOM%256)) $((RANDOM%256))

#!/bin/bash
# $1 base name of virtual disk
# $2 memory size
# $3 tap device id
 
mac=`/usr/bin/qemu-genmac`
src=/usr/bin/qemu-ifup
sudo qemu-system-x86_64 -enable-kvm -device e1000,netdev=$3,mac=$mac -netdev tap,id=$3,script=$src,downscript=no \
                        -hda ~/Vmware/KVM/$1.img -m $2

sudo chmod +x /usr/bin/qemu-ifup-br0
sudo chmod +x /usr/bin/qemu-genmac
sudo chmod +x /usr/bin/qemu-start-br0

/usr/bin/qemu-start centos7-base 512 tap0

TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
PEERDNS=yes
PEERROUTES=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=no
NAME=ens3
UUID=d9f47102-b177-4a27-ae98-86f6939d6680
DEVICE=ens3
ONBOOT=yes
IPADDR=10.0.0.10
PREFIX=8
GATEWAY=10.0.0.1

上一節介紹的這種基於TAP的私有橋接網路，可以讓客戶機、宿主機相互連通，但是客戶機無法訪問網際網路。

要解決此問題，你可以選擇以下方法之一：

1. 讓客戶機通過宿主機暴露的HTTP/SOCKS代理上網
2. 配置宿主機的路由規則，設定好源地址轉換即可：

sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1 
# 對客戶機網段進行源地址轉換
sudo iptables -t nat -A POSTROUTING  -s 10.0.0.0/255.0.0.0 ! -d 10.0.0.0/255.0.0.0 -j MASQUERADE 

此方式和私有橋接網路類似，主要區別是，除了TAP裝置橋接到網橋之外，乙太網卡（例如eth0）也橋接到網橋（例如br1）。

你可以通過發行版的配置檔案來配置網橋：

# 注意網路管理器元件的影響
# 去掉 auto eth0，改為：
auto br1
 
# 配置br1
iface br1 inet dhcp
    bridge_ports    eth0
    bridge_stp      off
    bridge_maxwait  0
    bridge_fd       0
    # 這裡附加上原來屬於eth0的配置

sudo ip link add br1 type bridge
sudo ip link set br1 up
sudo ip link set eth0 master br1 
 
# DHCP
sudo killall dhclient && sudo ip addr flush dev eth0
sudo dhclient br1

無論用哪種方式，都應該注意到eth0的IP地址需要轉移給br1，這樣才能確保網路正常運作——br1必須在鏈路層接收到相關ARP請求，並決定是否需要轉發給客戶機，eth0沒有這種轉發能力。

如果eth0所在網路是基於DHCP的，那麼客戶機配置為DHCP後，會自動獲取公共IP地址。否則，需要手工設定客戶機的IP地址。 

現在QEMU支援自動橋接TAP裝置到宿主機的一個網橋，因此你不再需要編寫指令碼，修改網路後端為bridge即可：

-netdev bridge,id=tap0,br=br0

allow br0

# Create private bridge link
 for QEMU

/sbin/ip
link
add
br0
type
bridge

/sbin/ip
link
set
br0
up

/sbin/ip
addr
add
10.0.0.1
dev
br0

/sbin/ip
route
add
10.0.0.0/8
dev
br0

# NAT for 10.0.0.0/8

/sbin/iptables
-t
nat
-A
POSTROUTING  -s
10.0.0.0/255.0.0.0
!
-d
10.0.0.0/255.0.0.0  -j
MASQUERADE

 

 

# Create public bridge link
 for QEMU

/sbin/ip
link
add
br1
type
bridge

/sbin/ip
link
set
br1
up

/sbin/ip
link
set
eth0
master
br1

/usr/bin/killall
dhclient
&&
/sbin/ip
addr
flush
dev
eth0

/sbin/dhclient
br1

關於MacVTap的相關知識，參考Linux知識集錦。建議和libvirt一起使用macvtap。 

在使用libvirt時，客戶機（Domain）的網路介面配置可以簡化為：

<interface type='bridge'>
    <mac address='DE:AD:BE:EF:F1:00'/>
    <source bridge='br0'/>
    <target dev='tap0'/>
    <model type='virtio'/>
</interface>

可以使用libvrit的虛擬區域網，這樣宿主機上不會為客戶機建立專門的tap裝置，那些手工編寫的指令碼也全都不需要了。虛擬網路配置示例：

<network>
  <name>default</name>
  <uuid>9bae4de8-ca58-48c5-ba58-109aebf8b954</uuid>
  <forward mode='nat'>
  </forward>
  <bridge name='virbr0' stp='on' delay='0'/>
  <ip address='10.0.0.1' netmask='255.0.0.0'>
    <dhcp>
      <range start='10.0.0.100' end='10.0.0.200'/>
    </dhcp>
  </ip>
</network>

<interface type='network'>
    <mac address='DE:AD:BE:EF:F1:00'/>
    <source network='default'/>
    <model type='virtio'/>
</interface>