本書系統(tǒng)地介紹了虛擬化與云計算的基本原理、方法和實踐,主要分為三個部分,分別是傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)KVM、輕量級虛擬化技術(shù)Docker、云平臺的管理OpenStack。全面反映了虛擬化與云計算研究和應用的z新進展。既討論虛擬化與云計算的基本理論知識,又對虛擬化與云計算進行了大量的實踐操作,強調(diào)理論與實踐相結(jié)合,基礎(chǔ)知識與前沿發(fā)展相結(jié)合。
本書可作為計算機類相關(guān)專業(yè)高年級高職與本科生教材,作為虛擬化與云計算培訓教材,也可作為虛擬化與云計算愛好者的參考書。
現(xiàn)代企業(yè)的數(shù)據(jù)中心大量使用虛擬化技術(shù),或者使用云計算技術(shù),相比早期的數(shù)據(jù)中心來講,虛擬化與云計算有非常明顯的優(yōu)勢,它可以進行資源整合,提高資源的利用率,同時還便于管理員的日常運行與維護工作。因此,對于企業(yè)的數(shù)據(jù)中心來講,需要大量的虛擬化與云計算人才,現(xiàn)在很多高校開設(shè)了云計算專業(yè),或者增設(shè)了計算機類專業(yè)的云計算方向。虛擬化與云計算人才的需求量大,待遇高,希望讀者在學好計算機學科基礎(chǔ)知識的同時,好好學習一下虛擬化與云計算。
虛擬化常見的技術(shù)有VMware公司的vSphere、Microsoft公司的HyperV、Citrix公司的XenServer、華為公司的FusionCompute以及開源的KVM等,這些技術(shù)都比較成熟。本書主要介紹KVM,KVM是基于內(nèi)核的虛擬化技術(shù),是一項開源的技術(shù),從2010年紅帽企業(yè)Linux 6.0版本開始,就融入紅帽的產(chǎn)品中,現(xiàn)在貫穿紅帽的整個產(chǎn)品,包括RHEL(紅帽企業(yè)Linux)、RHEV(紅帽企業(yè)虛擬化)、Red Hat OpenStack Platform(紅帽O(jiān)penStack云平臺)等。同時,本書還介紹了輕量級虛擬化技術(shù)容器,與傳統(tǒng)的虛擬化技術(shù)相比,它沒有GuestOS這一層,因此在宿主機上運行起來會更加輕松,更重要的是它深受開發(fā)人員喜愛,因為它實現(xiàn)了一次配置,可以在任何地方運行。它將運行項目的一切環(huán)境、配置、依賴等作為整體,制作成一個鏡像文件,然后再進行批量部署。
云計算技術(shù)常見的有Amazon公司的AWS、Microsoft公司的Azure、阿里巴巴公司的Aliyun以及開源的OpenStack等。本書主要介紹OpenStack,OpenStack是一個云平臺操作系統(tǒng),不同于Windows與Linux,它是一個分布式操作系統(tǒng),可以把分布在多個節(jié)點中的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一起來進行池的管理,并且可以通過Web界面進行管理,它是當今最熱的技術(shù)之一,除了中國移動、中國聯(lián)通、中國電信三大運營商之外,百度、中國鐵路、中國銀聯(lián)、中國郵政儲蓄銀行和中國國家電網(wǎng)等企業(yè)都是OpenStack的用戶。而在OpenStack的最新版本Train中,有近3000次代碼更改來自我國上游貢獻者,在165個國家的貢獻度中位列第二,來自我國的個體貢獻者共有150多名,人數(shù)也位列第二。由此可見OpenStack在我國的火爆程度。
為了方便讀者學習,本書配備38個微視頻,讀者刮開封底的刮刮卡,獲取驗證碼后,即可掃碼觀看。同時本書有很多重要提示,想一想、試一試等啟發(fā)讀者進行相關(guān)思考與嘗試。
本書由廣州理工學院王金恒與王煜林老師、廣東機電職業(yè)技術(shù)學院劉卓華老師以及廣東機械技師學院錢宏武老師擔任主編,在本書編寫過程中,學院的多位領(lǐng)導、老師提出了非常寶貴的建議,還有和我一起奮斗的天網(wǎng)工作室、雙師型工作室的小伙伴們,特別是蔡燦凱、林孟海、陳小草對全書所有的實驗進行了校驗,在此一并表示感謝。
由于編者水平有限,書中有不足之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
編者2020年3月
王金恒,計算機應用技術(shù)碩士、計算機科學與技術(shù)講師、網(wǎng)絡(luò)工程師、從事高校計算機教學工作十余年,長期從事網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬化、云計算相關(guān)課程的教學工作,申請國家發(fā)明專利3項,主持國家課題1項、省級課題1項,被EI檢索論文2篇。
第一部分KVM虛擬化技術(shù)
第1章KVM概述及環(huán)境配置
1.1KVM虛擬化概述
1.1.1虛擬化概念
1.1.2虛擬化的產(chǎn)生背景
1.1.3虛擬化架構(gòu)
1.1.4主流虛擬化技術(shù)
1.2新建虛擬機
1.3在虛擬機里安裝RHEL7
1.4遠程管理RHEL7
1.4.1通過命令行初始化配置
1.4.2通過字符界面進行遠程管理
1.4.3通過圖形界面進行遠程管理
1.5本章實驗
1.5.1實驗目的
1.5.2實驗環(huán)境
1.5.3實驗拓撲
1.5.4實驗內(nèi)容
第2章安裝KVM并且在KVM里面安裝RHEL7
2.1在RHEL7主機上安裝KVM
2.1.1查看是否具備虛擬化條件
2.1.2安裝KVM
2.2在KVM里面新建虛擬機
2.3在虛擬機里面安裝RHEL7
2.4本章實驗
2.4.1實驗目的
2.4.2實驗環(huán)境
2.4.3實驗拓撲
2.4.4實驗內(nèi)容
第3章對KVM虛擬機進行基本管理
3.1使用virsh對虛擬機進行基本的管理
3.2對虛擬機進行進階管理
3.2.1給虛擬機添加網(wǎng)卡
3.2.2給vm01添加磁盤
3.2.3修改CPU與內(nèi)存
3.3本章實驗
3.3.1實驗目的
3.3.2實驗環(huán)境
3.3.3實驗拓撲
3.3.4實驗內(nèi)容
第4章虛擬機的克隆
4.1使用圖形界面克隆虛擬機
4.2使用virtclone工具克隆虛擬機
4.3使用虛擬機的配置文件克隆虛擬機
4.4本章實驗
4.4.1實驗目的
4.4.2實驗環(huán)境
4.4.3實驗拓撲
4.4.4實驗內(nèi)容
第5章KVM網(wǎng)絡(luò)管理
5.1NAT網(wǎng)絡(luò)
5.1.1NAT網(wǎng)絡(luò)的原理
5.1.2NAT網(wǎng)絡(luò)的圖形配置方法
5.1.3NAT網(wǎng)絡(luò)的字符配置方法
5.2橋接
5.2.1橋接網(wǎng)絡(luò)的原理
5.2.2橋接網(wǎng)絡(luò)的字符配置方法
5.3本章實驗
5.3.1實驗目的
5.3.2實驗環(huán)境
5.3.3實驗拓撲
5.3.4實驗內(nèi)容
第6章KVM鏡像管理與桌面虛擬化
6.1制作并測試RHEL7鏡像
6.1.1制作RHEL7鏡像
6.1.2測試RHEL7鏡像
6.2制作并測試Windows 7鏡像
6.2.1制作Windows 7鏡像
6.2.2測試Windows 7鏡像
6.3桌面虛擬化
6.4本章實驗
6.4.1實驗目的
6.4.2實驗環(huán)境
6.4.3實驗拓撲
6.4.4實驗內(nèi)容
第7章KVM存儲管理
7.1使用分區(qū)來創(chuàng)建存儲池
7.1.1準備一個格式化的分區(qū)
7.1.2將分區(qū)添加到存儲池中
7.2使用NFS分區(qū)來創(chuàng)建存儲池
7.2.1準備一個NFS共享
7.2.2將NFS共享添加到存儲池中
7.3本章實驗
7.3.1實驗目的
7.3.2實驗環(huán)境
7.3.3實驗拓撲
7.3.4實驗內(nèi)容
第8章KVM虛擬機的遷移
8.1靜態(tài)遷移虛擬機
8.2動態(tài)遷移虛擬機
8.2.1在共享存儲上安裝操作系統(tǒng)
8.2.2在線遷移
8.3本章實驗
8.3.1實驗目的
8.3.2實驗環(huán)境
8.3.3實驗拓撲
8.3.4實驗內(nèi)容
第二部分容器
第9章使用Docker管理Linux容器
9.1Docker概述
9.1.1了解Docker
9.1.2Docker三個概念之間的關(guān)系
9.2使用Docker管理鏡像
9.3使用Docker管理容器
9.4本章實驗
9.4.1實驗目的
9.4.2實驗環(huán)境
9.4.3實驗拓撲
9.4.4實驗內(nèi)容
第三部分云計算平臺OpenStack
第10章OpenStack概述及安裝
10.1OpenStack簡介
10.1.1OpenStack概述
10.1.2OpenStack組件
10.2OpenStack安裝
10.2.1OpenStack安裝環(huán)境
10.2.2使用packstack安裝OpenStack
10.2.3安裝后的初始配置
10.3本章實驗
10.3.1實驗目的
10.3.2實驗環(huán)境
10.3.3實驗拓撲
10.3.4實驗內(nèi)容
第11章OpenStack云平臺的管理
11.1配置Open vSwitch
11.1.1Open vSwitch概述
11.1.2云管理員配置Open vSwitch
11.2項目與用戶管理
11.2.1創(chuàng)建項目
11.2.2創(chuàng)建用戶
11.3OpenStack的網(wǎng)絡(luò)管理
11.3.1創(chuàng)建租戶的內(nèi)部網(wǎng)段
11.3.2創(chuàng)建路由器
11.4鏡像的管理
11.5創(chuàng)建云主機
11.6綁定浮動IP地址
11.7安全組管理
11.8密鑰管理
11.9本章實驗
11.9.1實驗目的
11.9.2實驗環(huán)境
11.9.3實驗拓撲
11.9.4實驗內(nèi)容