虛擬化與網路存儲技術

第1章　虛擬化技術　1
1．1　虛擬化技術分類　1
1．1．1　CPU虛擬化　2
1．1．2　伺服器虛擬化　3
1．1．3　存儲虛擬化　5
1．1．4　網路虛擬化　6
1．1．5　應用虛擬化　7
1．2　Xen虛擬化技術簡介　7
1．2．1　Xen的歷史　7
1．2．2　Xen功能概覽　8
1．2．3　Xen虛擬化技術的優點　9
1．2．4　Xen虛擬化技術的缺點　9
1．3　KVM虛擬化技術簡介　9
1．3．1　KVM的歷史　9
1．3．2　KVM功能概覽　10
1．3．3　KVM的優勢　11
1．3．4　KVM虛擬化技術的未來　11
1．4　Red Hat RHEV虛擬化系統簡介　12
1．4．1　RHEV簡介　12
1．4．2　RHEV支援的功能　12
1．4．3　RHEV與KVM的區別　12
1．4．4　RHEV的組成　13
1．4．5　RHEV架構　14
1．4．6　RHEV中的資源　15
1．4．7　RHEV虛擬化技術的優點　16
1．4．8　RHEV虛擬化技術的缺點　16
1．5　其他虛擬化技術介紹　16
1．5．1　VMware　16
1．5．2　VirtualBox　17
1．5．3　Hyper-V　17
1．6　本章小結　18

第２章　Qemu-KVM　19
2．1　KVM原理簡介　19
2．1．1　KVM工作流程　19
2．1．2　KVM架構　19
2．1．3　KVM模組　21
2．2　Qemu原理介紹　22
2．2．1　Qemu架構　22
2．2．2　Qemu模組　22
2．2．3　Qemu的3種運行模式　23
2．2．4　Qemu的特點　23
2．3　KVM和Qemu的關係　24
2．4　Qemu工具介紹　25
2．4．1　Qemu-img　25
2．4．2　Qemu-KVM　28
2．4．3　Qemu-GA　31
2．4．4　Qemu-IO　31
2．4．5　Qemu-NBD　31
2．5　Qemu支援的硬碟格式介紹　32
【實驗1】　Qemu-KVM虛擬化環境搭建　33
【實驗2】　Qemu-img生產虛擬機器硬碟　41
【實驗3】　Qemu-KVM命令創建虛擬機器　41
2．6　本章小結　45

第3章　Libvirt　46
3．1　Libvirt簡介　46
3．2　Libvirt簡單架構原理介紹　47
3．2．1　Libvirt架構　47
3．2．2　Libvirt運行原理　48
3．3　Libvirt API介紹　49
3．3．1　Libvirt API簡介　49
3．3．2　與Hypervisor建立連接　51
3．4　Libvirt工具集介紹　54
3．4．1　Libvirt安裝　54
3．4．2　Libvirt的配置　56
3．4．3　Libvirtd的使用　58
3．4．4　Virsh　59
3．5　Libvirt XML設定檔介紹　62
3．5．1　客戶機XML設定檔格式示例　62
3．5．2　CPU、記憶體、啟動順序等基本配置　65
3．5．3　網路的配置　67
3．5．4　存儲的配置　69
3．5．5　其他配置簡介　70
【實驗4】　使用virsh創建虛擬機器　72
【實驗5】　virsh命令列工具虛擬機器的管理　78
【實驗6】　virsh命令列工具網路的管理　81
【實驗7】　virsh命令列工具存儲池的管理　88
【實驗8】　virsh命令列工具存儲卷的管理　92
3．6　本章小結　95

第4章　Virt-Manager　96
4．1　Virt-Manager簡介　96
4．2　Virt-Manager安裝　97
4．2．1　環境準備　97
4．2．2　檢查Qemu-KVM、Libvirt服務　97
4．2．3　檢查VNC服務的運行　97
4．2．4　安裝Virt-Manager　98
4．3　Virt-Manager使用介紹　98
4．3．1　打開Virt-Manager　98
4．3．2　連接至遠端Virt-Manager　99
4．4　WebVirtMgr介紹　101
4．4．1　WebVirtMgr管理平臺介紹　101
4．4．2　WebVirtMgr的主要功能　101
【實驗9】　使用Virt-Install安裝虛擬機器並使用Virt-Viewer連接桌面　102
【實驗10】　使用Virt-Manager創建虛擬機器（在KVM上安裝CentOS 7虛擬機器）　105
【實驗11】　使用Virt-Manager管理存儲和網路　109
【實驗12】　WebVirtMgr安裝　123
【實驗13】　WebVirtMgr使用　123
4．5　本章小節　124

第5章　網路虛擬化　125
5．1　網路虛擬化的驅動力與關鍵需求　125
5．1．1　網路虛擬化的驅動力　125
5．1．2　網路虛擬化的關鍵需求　126
5．1．3　軟體定義網路SDN　127
5．2　軟體Overlay SDN網路，L2/L3網路　128
5．2．1　Open vSwitch　128
5．2．2　Overlay L2/L3資料流程　129
5．3　硬體Underlay SDN網路　130
5．4　軟體化L4～L7網路功能　131
5．4．1　L4～L7網路功能　131
5．4．2　OpenStack Neutron的L4～L7控制面　132
5．5　網路虛擬化端到端解決方案　132
5．5．1　端到端關鍵需求　132
5．5．2　端到端解決方案　133
【實驗14】　Open vSwitch安裝部署　133
【實驗15】　Net Namespace綜合實驗　138
【實驗16】　OVS創建VLAN虛擬二層環境　141
【實驗17】　OVS創建GRE隧道網路　146
【實驗18】　Brctl搭建Linux橋接器　150
5．6　本章小結　151

第6章　傳統的存儲技術　152
6．1　傳統存儲技術的分類　152
6．1．1　概述　152
6．1．2　存儲區域網路　152
6．2　硬碟結構及介面介紹　155
6．2．1　硬碟結構　155
6．2．2　硬碟的讀寫　156
6．2．3　硬碟介面　157
6．3　RAID技術介紹　160
6．3．1　RAID基礎知識　160
6．3．2　RAID的實現方案　161
6．3．3　RAID技術術語　161
6．4　RAID技術的特點　163
【實驗19】　mdadm工具創建軟體RAID　170
6．5　硬碟與分區　178
6．5．1　硬碟分區概述　178
6．5．2　Linux的分區規定　178
6．5．3　Linux檔案系統類型簡介　180
【實驗20】　硬碟的分區及格式化　181
6．6　邏輯卷技術介紹　186
【實驗21】　邏輯卷組及邏輯卷的管理　187
【實驗22】　搭建NFS伺服器　193
【實驗23】　搭建ISCSI環境　194
6．7　本章小結　195

第7章　常見的分散式存儲　196
7．1　分散式系統介紹　196
7．2　HDFS分散式存儲　197
7．2．1　HDFS架構　197
7．2．2　HDFS如何讀數據　199
7．2．3　HDFS如何寫資料　200
【實驗24】　HDFS搭建和使用　201
7．3　GlusterFS分散式存儲　209
7．3．1　GlusterFS系統概述　209
7．3．2　GlusterFS架構　210
【實驗25】　GlusterFS搭建和使用　212
7．4　Lustre分散式存儲　217
7．4．1　Lustre架構　217
7．4．2　Lustre I/O特點　218
7．4．3　Lustre讀寫數據　219
【實驗26】　Lustre搭建和使用　220
7．5　MooseFS分散式存儲　225
7．5．1　MooseFS架構　225
7．5．2　MooseFS讀寫數據　226
【實驗27】　MooseFS搭建和使用　227
7．6　Ceph分散式存儲　228
7．6．1　Ceph架構　228
7．6．2　Ceph讀寫數據　229
7．6．3　Ceph用戶端　230
【實驗28】　Ceph搭建和使用　230
7．7　本章小結　231

第8章　Docker技術　232
8．1　Docker的基本原理　232
8．1．1　Docker的起源　232
8．1．2　Docker引擎　232
8．1．3　Docker的核心概念　233
【實驗29】　Docker安裝部署　235
【實驗30】　Docker命令列操作　239
8．2　Dockerfile　247
8．2．1　Dockerfile簡介　247
8．2．2　Dockerfile指令詳解　247
【實驗31】　Dockerfile創建PHP鏡像　250
8．3　Docker Registry　257
8．3．1　Docker倉庫簡介　257
8．3．2　私有倉庫　257
【實驗32】　Docker Registry的搭建和使用　258
8．4　Kubernetes容器雲　263
8．4．1　Kubernetes簡介　263
8．4．2　Kubernetes的核心概念　264
8．4．3　Kubernetes架構　264
【實驗33】　Kubernetes搭建和使用　265
8．5　本章小結　266