一、說明：
特別說明，本文是基於Qemu2.0的代碼分析，已經在私有雲中的使用實踐
二、基本概念：
扇區：扇區也稱作為sector，磁盤驅動器從磁盤中讀取寫入數據的時候都是以sector為單位，一個扇區是512字節（所以如果你在用戶態寫1個字節，驅動會怎么樣呢？）。
簇：簇也稱為cluster。一個簇由相鄰的多個扇區組成。文件在磁盤中存儲是以簇（塊）為單位，比如文件系統可以把4K字節作為一個簇（也就是8個扇區，所以文件在這樣的文件系統中最小的占用空間就是4K）。文件在磁盤上存儲的簇是不連續的，內核為了能索引到這些簇，於是就有了inode。
inode：inode也是存放在磁盤上的（如果存放在內存中，那么系統重啟不久丟了嘛），但是為了提高訪問性能，內核一般會對inode進行緩存（https://www.cnblogs.com/whych/p/9315723.html）。
操作系統對文件的讀寫： 在虛擬機操作系統中調用open函數打開文件時，host系統的內核會為這個vm對應的qemu進程記錄兩個個偏移（一個讀一個寫），在task_struct files數組中記錄file的信息。用戶態的進程在使用不指定偏移的接口調用read、write的時候都是從這個偏移開始讀寫。 道路內核層面，這個字節需要轉為為sector，因為磁盤需要以sector進行讀寫（否則效率太低）。 比如要讀5k字節處偏移的內容，那么就是要從inode[1]的值指向的地址開始讀取。
三、文件方式的存儲虛擬化：
不管是哪種形式的，qemu中都有對應的驅動，這個驅動其實就是“騙”虛擬機，模擬一個磁盤的行為。
額外多說一句，私有雲有用qcow2、raw、邏輯卷這些；而公有雲都是用邏輯卷（virtio-blk），因為它的IO路徑更短，所以性能更優。不過這並不是本次分析的內容。
RAW格式：Raw格式其實是一個空洞文件。空洞文件是怎么產生的呢？它是打開一個文件，然后設置一個很大的偏移，然后進行寫操作，這樣他占用的磁盤很大，但中間都是0，形成一個空洞文件。
Qcow2格式： 它是Q是qemu的意思吧，cow是寫時復制的意思，2是版本號。 一個10G大小的虛擬磁盤，它的實際大小就幾十兆，所以有些私有雲產品中把之稱為智能格式。 Qcow2的driver代碼中會告訴操作系統它是10G。 當創建快照的時候cluster並沒有復制出來一份，只有在往一個快找過的cluster中寫入數據的時候才會新建一個cluster，然后在新的cluster中寫入數據，然后把剩余部分從舊的數據區復制過去。比如一次寫入連續的1k個sector的數據，那么cluster還有3k個sector沒有寫入，那么就需要從舊的cluster中把3k個sector拷貝到新的cluster中了。
四、Qcow2文件格式：
1、Qcow2文件頭：
每一個qcow2文件都是以一個固定的格式開始的，其以大端模式存放，格式如下：
2、Qcow2的讀寫：
首先看一個空白的Qcow2磁盤怎么寫入數據的（后面不寫文字了，直接圖片方式分享知識把）：
最后提醒一句，最好不要使用Qcow2的內部快照，容易出問題，而且它把文件撐大后不好縮回去。
在有backing file的時候，如果L2 entry是未分配的，那么它應該去backing file中尋找，而L2 entry應該是保存在qcow2 driver的緩存中。。