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。

1 2 3 4 5 6 7 8

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()

1 2 3 4 5

[root@kvm opt] # python libvirt_test.py KaMg8c0hOSn1 instance1 7dd3ec0e - 9b56 - 4e35 - b14d - a58811e5c6ce [ 1 , 2097152L , 2097152L , 2 , 8823450000000L ]

domain.info()返回列表参数说明：

[State:1,Max memory:2097152L,Usedmemory: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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

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()

1 2	[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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

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 i in ifaces: iface = i.get( 'dev' ) ifaceinfo = domain.interfaceStats(iface) print domain.name(),iface,ifaceinfo conn.close()

1 2 3

[root@kvm opt] # python libvirt_test.py instance1 vnet12 ( 90L , 1L , 0L , 0L , 1632L , 24L , 0L , 0L ) instance1 vnet13 ( 63120L , 256L , 0L , 371L , 0L , 0L , 0L , 0L )

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。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

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 d in devices: device = d.get( 'dev' ) try : devinfo = domain.blockInfo(device) except libvirt.libvirtError: pass print domain.name(),device,devinfo conn.close()

1 2	[root@kvm opt] # python libvirt_test.py instance1 vda [ 42949672960L , 2233990656L , 2300968960L ]

1	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。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

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 d in devices: device = d.get( 'dev' ) try : devstats = domain.blockStats(device) print domain.name(),device,devstats except libvirt.libvirtError: pass conn.close()

1 2 3

[root@kvm opt] # python libvirt_test.py instance1 vda ( 15100L , 240801280L , 48509L , 395756032L , - 1L ) instance1 hda ( 6L , 164L , 0L , 0L , - 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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

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()

1 2	[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：

1 2 3 4

$ 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：

1 2 3 4 5 6 7

$ virsh dommemstat instance1 actual 2097152 swap_in 0 swap_out 0 unused1367032 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 andWindows 2012/Win8 :

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

Open a CMD as Administrator andcdinto “c:/Program Files/Balloon”

Install the BLNSVR with “BLNSVR.exe -i”

在 Windows 2003 / Windows Xp :

Downloadthe “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