通过python获取kvm虚拟机的监控信息(基于libvirt API)

通常在我们的云环境中,为了保证云平台中虚拟机的正常运行,基本都需要这样一个功能,就是收集虚拟机的监控数据,比如cpu的使用率、内存的使用率、磁盘io、网络io等基本信息。可以利用这些信息及时调整云平台环境中出现的一些问题,从而实现保证VM的正常运行。

  说到KVM管理工具,首先应该想到的就是libvirt,因为目前对KVM使用最为广泛的管理工具(应用程序接口)就是libvirt。Libvirt本身构建于一种抽象的概念上,它为受支持的虚拟机监控程序实现常用功能提供通用的API。Libvirt提供了操作KVM的原生层接口,可以实现对虚拟机的基本管理操作。Libvirt库用C实现,且包含对python的直接支持。Libvirt-python就是基于libvirt API的python语言绑定工具包,通过该包可以实现对VM日常管理和监控数据的获取。

 利用python通过调用libvirt API获取VM的监控信息

 1)通过导入libvirt模块,然后连接本地qemu虚拟机监控程序。获取宿主机上每个instance的domain并获取一些基本信息。

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import libvirt

conn = libvirt.open("qemu:///system")

for id in conn.listDomainsID():

    domain = conn.lookupByID(id)

    print domain.name()  

    print domain.UUIDString()

    print domain.info()

conn.close()

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[root@kvm opt]# python libvirt_test.py 

KaMg8c0hOSn1

instance1

7dd3ec0e-9b56-4e35-b14d-a58811e5c6ce

[12097152L2097152L28823450000000L]

domain.info()返回列表参数说明:

[State:1, Max memory:2097152L, Used memory:2097152L, CPU(s):2, CPU time:4245630000000L]

 具体的参数值代表的意思请参考http://libvirt.org/html/libvirt-libvirt-domain.html对应的API。

 通过这个简单的示例可以看出libvirt通过python提供的强大功能。

 2)获取cpu的使用率

 Libvirt中不能直接获取虚拟机的cpu使用率但是可以通过cputime来计算出实际的使用率,计算公式为:

首先得到一个周期差:cputime_diff = (cpuTimenow — cpuTimet seconds ago)

计算实际使用率:%cpu = 100 × cpu_time_diff / (t × nr_cores × 109)实现:

说明:

可以通过dom.info()[4]获得cputime

通过dom.info()[3]获得cpu数

简单示例:

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import libvirt

import time

conn = libvirt.open("qemu:///system")

for id in conn.listDomainsID():

    domain = conn.lookupByID(id)

    t1 = time.time()

    c1 = int (domain.info()[4])

    time.sleep(1);

    t2 = time.time();

    c2 = int (domain.info()[4])

    c_nums = int (domain.info()[3])

    usage = (c2-c1)*100/((t2-t1)*c_nums*1e9)

    print "%s Cpu usage %f" % (domain.name(),usage)

conn.close()

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[root@kvm opt]# python libvirt_test.py 

instance1 Cpu usage 0.998784

 3)获取网络流量信息

  可以利用dom.interfaceStats(interface)获取虚拟网卡的流量信息,但是该方法需要传递一个虚拟网卡名做为参数。可以使用libvirt的API获取domain的情况,并获取xml配置文件。通过xml的tree来获取每个可用的要监测设备的名称,再通过domain去获取设备的属性字段值即是要监控的数值。

简单示例:

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import libvirt

from xml.etree import ElementTree

conn = libvirt.open("qemu:///system")

for id in conn.listDomainsID():

    domain = conn.lookupByID(id)

    tree = ElementTree.fromstring(domain.XMLDesc())

    ifaces = tree.findall('devices/interface/target')

    for in ifaces:

        iface = i.get('dev')

        ifaceinfo = domain.interfaceStats(iface)

        print domain.name(),iface,ifaceinfo

conn.close()

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[root@kvm opt]# python libvirt_test.py 

instance1 vnet12 (90L1L0L0L1632L24L0L0L)

instance1 vnet13 (63120L256L0L371L0L0L0L0L)

domain.interfaceStats(iface)返回结果说明:

(rx_bytes:24194376L, rx_packets:363592L, rx_errs:0L, rx_drop:0L, tx_bytes:852996L, tx_packets:20302L, tx_errs:0L, tx_drop:0L)

可以通过对这些基本数据加工处理得到网络吞吐等信息。

 4)获取磁盘信息  

 获得磁盘的总量和已使用量,可以通过dom.blockInfo(dev)获取。该方法需要传递一个参数,可以使用libvirt的API获取domain的情况,并获取xml配置文件。通过xml的tree来获取每个可用的要监测设备的名称,再通过domain去获取设备的属性字段值即是要监控的数值。

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import libvirt

from xml.etree import ElementTree

conn = libvirt.open("qemu:///system")

for id in conn.listDomainsID():

    domain = conn.lookupByID(id)

    tree = ElementTree.fromstring(domain.XMLDesc())

    devices = tree.findall('devices/disk/target')

    for in devices:

        device = d.get('dev')

        try:

            devinfo = domain.blockInfo(device)

        except libvirt.libvirtError:

            pass

        print domain.name(),device,devinfo

conn.close()

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[root@kvm opt]# python libvirt_test.py 

instance1 vda [42949672960L2233990656L2300968960L]

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domain.blockInfo(device)返回结果说明:

(capacity:42949672960L, allocation:2233990656L,physical:2300968960L)

 获得磁盘的i/o,可以通过dom.blockStats(dev)获取。

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import libvirt

from xml.etree import ElementTree

conn = libvirt.open("qemu:///system")

for id in conn.listDomainsID():

    domain = conn.lookupByID(id)

    tree = ElementTree.fromstring(domain.XMLDesc())

    devices = tree.findall('devices/disk/target')

    for in devices:

        device = d.get('dev')

        try:

            devstats = domain.blockStats(device)

            print domain.name(),device,devstats

        except libvirt.libvirtError:

            pass

conn.close()

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[root@kvm opt]# python libvirt_test.py 

instance1 vda (15100L240801280L48509L395756032L-1L)

instance1 hda (6L164L0L0L-1L)

domain.blockStats(device)返回列表参数说明:

(read_bytes=1412453376L,read_requests=67017L, write_bytes=2315730432L, write_requests=245180L,errors=-1L)

 通过上边的基础操作可以得到一些磁盘的基础数据,可以对这些数据处理得到想要的磁盘信息,如:磁盘iops等

 5)获得内存信息

 可以通过domain.memoryStats()来获取memory的相关信息。

简单示例:

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import libvirt

conn = libvirt.open("qemu:///system")

for id in conn.listDomainsID():

    domain = conn.lookupByID(id)

    domain.setMemoryStatsPeriod(10)

    meminfo = domain.memoryStats()

    free_mem = float(meminfo['unused'])

    total_mem = float(meminfo['available'])

    util_mem = ((total_mem-free_mem) / total_mem)*100

    print (str(domain.name())+' Memory usage :' + str(util_mem))

conn.close()

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[root@kvm opt]# python libvirt_test.py 

instance1 Memory usage :27.4561247103

domain.memoryStats()返回结果说明:

{'swap_out': 0L, 'available': 1884432L, 'actual': 2097152L, 'major_fault': 457L, 'swap_in': 0L, 'unused': 1367032L, 'minor_fault': 1210349717L, 'rss': 743604L}

 其中actual是启动虚机时设置的最大内存,rss是qemu process在宿主机上所占用的内存,unused代表虚机内部未使用的内存量,available代表虚机内部识别出的总内存量,

那么虚机内部的内存使用量则是可以通过(available-unused)得到。

其实可以使用libvirt的命令行工具获取并查看虚机的内存信息

具体操作如下:

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$ virsh dommemstat instance1

actual 2097152

swap_in 0

rss 743604

如果出现如上情况,是因为在VM内没有安装virtio驱动,所有不能获取VM内存的详细信息。

正常在VM内部安装virtio驱动并且支持memballoon,执行上述操作可以看到如下结果:

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$ virsh dommemstat instance1

actual 2097152

swap_in 0

swap_out 0

unused 1367032

available 2050112

rss 743604

注意:

 要获取VM内存使用详细信息,VM中需要安装virtio驱动并且支持memballoon。

 关于virtio驱动:Linux一般都会包含(通过 lsmod | grep virtio 查看),但是windows的virtio驱动需要自己在镜像中安装。

windows注意事项:

 首先windows需要安装virtio-win相关驱动,驱动下载地址 在这里 ,除此之外还需要启动BLNSVR服务。

在 Windows 2008r2 and Windows 2012/Win8 :

    Copy and rename as Administrator the WIN7AMD64 directory from the virtio.iso to “c:/Program files/Balloon”

    Open a CMD as Administrator and cd into “c:/Program Files/Balloon”

    Install the BLNSVR with “BLNSVR.exe -i”

在 Windows 2003 / Windows Xp :

    Download the “devcon” software on microsoft website kb311272

    devcon install BALLOON.inf “PCIVEN_1AF4&DEV_1002&SUBSYS_00051AF4&REV_00”

更多详情请参考: https://pve.proxmox.com/wiki/Dynamic_Memory_Management

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转载自my.oschina.net/u/2285247/blog/1600587