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QCOW2镜像格式是Qemu支持的磁盘镜像格式之一。 可以使用文件表示固定大小的块设备。 与原始镜像格式相比，QCOW2具有以下优点：
对于不支持holes的文件系统，写入时复制和QCOW2镜像也只反映对基础磁盘镜像所做更改的支持快照，QCOW2镜像可以包含镜像历史记录的多个路径
创建大小为#4g的名为test.qcow2的qcow2镜像
$ QEMU-img create-FQ cow2test.qcow 24g
将QCOW2格式的test.qcow2文件转换为raw格式的test.img文件
$ QEMU-imgconvert test.qcow2- orawtest.img
原 文：
每个QCOW2文件都以大端格式的标题开头，格式如下：
类型def struct qcow header {
uint 32 _ t幻灯片；
uint 32 _ t版本；
uint64_t backing_file_offset；
uint32_t backing_file_size；
uint32_t cluster_bits；
uint64_t size；/*在bytes * /
uint32_t crypt_method；
uint32_t l1_size；
uint64_t l1_table_offset；
uint64_t refcount_table_offset；
uint 32 _ t refcount _ table _ clusters；
uint32_t nb_snapshots；
uint64_t snapshots_offset；
} QCowHeader；
前4个字节的magic字段包含“q”、“f”和“I”字符，然后是0xfb。 以下4字节版本字段表示文件中使用的格式的版本号。 目前有两种格式：版本1和版本2，QCOW和QCOW2。 在此重点讨论QCOW2，最后比较QCOW和QCOW2。 hacking_field_offset字段指示从文件的开始位置到包含文件路径的字符串的距离偏移值。 此字段为8字节。 backing_file_size字段显示表示文件路径的字符串的长度。 如果镜像文件是COW镜像，则字符串指向原始文件的绝对路径。 之后继续讨论。 cluster_bits字段。 描述如何将镜像偏移位置映射到本地文件。 此字段确定可在群集中用作索引的偏移地址的低位位数。 L2表独占一个集群，包含8字节的条目，因此将地址的cluster_bits减去3后的剩馀高位作为L2表的索引值。 L2表的详细内容在以下2级检索中介绍。 以下8字节size字段表示镜像表示的块设备大小，块设备大小的值以字节为单位。 cypt_method字段包含两个值： 0和1，0表示没有使用加密方法，1表示使用AES加密算法。 l1_size字段指示L1表的大小，l1_table_offset字段指示L1表的偏移值。 refcount_table_offset指示refcount表的偏移，refcount_table_clusters指示refcount表的大小(以群集为单位)。 每个快照都有QCowSnapshotHeader，nb_snapshots表示镜像中包含的快照数，即QCowSnapshotHeader的数量，snapshots_offset字段表示镜像文件通常包含以下部分：
上面的头文件信息L1表在集群对准中，从下一集群的开始处存储refcount表，类似地，要求集群对准一个或多个refcount块快照头部，而第一报头要求集群对准，剩下的
QCOW2头
QCOW2镜像格式时，磁盘设备的内容保存在集群中。 每个群集包含多个512字节的扇区。
为了将给定的地址定位到集群的地址，需要遍历L1表和L2表。 L1表存储指向L2表的一组偏移值，L2表存储指向簇的一组偏移值。
cluster_bits字段将给定地址划分为三个单独的偏移值。 假设cluster_b
its的值为12，那么地址可按如下步骤划分: 地址的低12位作为4Kb的簇偏移值接下来的9比特表示L2表中512个表项数组的偏移值。由于L2表是一个包含8字节项的单独簇，因此这里需要的比特数的计算方式为l2_bits=cluster_bits – 3。剩下的43比特为L1表中的8字节文件偏移值。注意，L1表的最小值可以通过给定的磁盘镜像大小来计算，计算方法如下：
l1_size = round_up(disk_size / (cluster_size * l2_size), cluster_size)
总而言之，为了将磁盘镜像地址映射到镜像文件偏移值，需要经历如下步骤：
使用l1_table_offset字段获取L1表的地址使用地址中的高(64-l2_bits-cluster_bits)位来检索L1表中的8字节数组项使用L1表中的偏移值获取L2表的地址使用地址中的l2_bits字段来检索L2表中的8字节数组项使用L2表中偏移值来获取簇的地址使用地址中剩下的cluster_bits字段作为簇中地址偏移值如果L1或者L2表中获取的偏移值为0，则表示磁盘镜像对应的区域尚未被分配。
还需注意的是，L1和L2表中偏移值的高2位为“Copied”和“Compress”的预留比特位。具体细节见下文。
引用计数
每一个簇都会被引用计数，这样做的目的是允许这些簇在不被任何快照使用的前提下能够及时的释放。
每一个簇的引用计数为2字节，这2字节的引用计数均保存在簇大小的块中。refcount块在镜像中的偏移值可以检索refcount表得到，而引用计数表则由refcount_table_offset和refcount_table_clusters共同定位，其中refcount_table_offset指定了refcount表相对起始位置的偏移值，refcount_table_clusters指定了refcount表占用的簇数。
为了获取某个簇的引用计数，可以将簇偏移值划分为refcount表偏移值和refcount块偏移值。由于refcount块是一个两字节的存储项，簇偏移值的低cluster_size – 1位表示块偏移值，其余的位数表示表偏移值。
这里QCOW2有一个优化处理，如果任何由L1表或者L2表的指向的簇的引用计数为1，则L1或L2表项最高位被置为“copied”标记。这意味着没有快照在使用当前簇，当前簇可以直接被写入，而不需要创建引用当前簇的快照。
Copy-on-Write镜像
QCOW2镜像可以用来存储另一个磁盘镜像的修改内容，而不影响原有磁盘的内容。这种镜像被称之为拷贝镜像，以用户的角度看起来像是一个独立的镜像文件，但是其中的大部分数据是从原始镜像中获取到的。只有原始镜像的簇发生改变的内容才会被存储到拷贝镜像中。
这种表示方式很容易实现。可以通过在Copy-on-write镜像中包含原始磁盘镜像中的路径，头文件中记录原文件的路径字符串。
当读取Copy-on-write镜像中的簇时，首先检查该区域是否存在Copy-on-write镜像文件内。如果不存在，则从原始磁盘镜像中读取对应的位置。
快照
快照同COW文件概念比较相似，区别在于原文件是可写的，而快照不可写。
近一步解释—一个COW镜像也可被称为“快照”，因为COW确实表示了原始镜像文件的状态。我们可以通过创建多个COW镜像来实现对原始镜像的“快照”，每一个镜像指向原始镜像。值得注意的是，原始镜像必须保持只读，而COW快照为可写。
快照—“真实快照”—存在于原始镜像文件中。每个快照都是原始镜像在过去的某个时刻的只读记录。原始镜像文件一直保持可写的状态，当原始文件发生改变时，写时复制出来的簇可以被不同的快照引用。
每个快照对应如下头：
typedef struct QCowSnapshotHeader {
/* header is 8 byte aligned */
uint64_t l1_table_offset;
uint32_t l1_size;
uint16_t id_str_size;
uint16_t name_size;
uint32_t date_sec;
uint32_t date_nsec;
uint64_t vm_clock_nsec;
uint32_t vm_state_size;
uint32_t extra_data_size; /* for extension */
/* extra data follows */
/* id_str follows */
/* name follows */
} QCowSnapshotHeader;
各字段解释如下：
每个快照都有一个name和ID，均为字符串格式(非’ ’结尾)，其位置在QCOWSnapshotHeader头之后。每个快照至少保留L1表的副本， 其值体现在l1_table_offset和l1_size上。快照创建时，通过date_sec和date_nsec获取到主机的gettimeofday()vm_clock_nsec表示VM锁的当前状态vm_state_size表示虚机状态的大小，而虚机状态作为快照的一部分被存储起来。虚机状态被保存在原始L1表中，紧随镜像头之后。extra_data_size表示在头之后扩展数据的长度，不包括ID和name字符串。该字段为后续扩展使用。每创建一个快照就会增加一个头文件，复制L1表的内容，并增加所有L2表中的引用计数和被L1表引用的数据簇。之后，如果镜像中的任何L2表或者数据簇被修改了—也就是说，簇的引用计数值超过1，并且/或者当前簇的“拷贝”标志已被标记—Qemu会先拷贝这些L2表和数据簇，而后再进行写入。这样所有的快照都不会被修改。
压缩
QCOW2镜像格式支持压缩特性，允许每一个簇可以独立通过zlib进行压缩。
可以通过如下步骤从L2表中获取簇偏移值：
如果簇偏移值的最高位为1，则表示该簇已被压缩簇偏移值接下来的cluster_bits – 1位为压缩簇的大小，其单位为512字节的扇区簇偏移值的其余位数为镜像中簇的实际地址加密
QCOW2镜像格式同样支持簇的加密特性。
若QCowHeader头中的crypt_method字段值为1，则会采用16字符128比特的AES秘钥进行加密。
簇中的每一个扇区都是通过AES密码块链接模式单独进行加密，采用小端模式的扇区偏移地址(相对于设备的起始位置)来作为128位初始化向量的头64位。
QCOW2镜像与上一代镜像
QCOW2相对于QCOW有如下不同之处：
QCOW2支持快照概念，QCOW1仅支持copy-on-write镜像的概念QCOW2中引用了引用计数的概念，引用计数用来支持快照的概念QCOW2中L2表总是可以占据一个单独的簇，而之前簇的大小在头l2_bits中被指定QCOW2压缩簇的大小以扇区为单位，而非字节为单位