云计算与虚拟化技术

第1章 云计算与虚拟化概论 1 1.1 虚拟化简介 2 1.1.1 虚拟化技术的起源 2 1.1.2 虚拟化技术的原理和特点 2 1.1.3 虚拟化的实现层次 3 1.1.4 虚拟化的实现方式 4 1.1.5 常用的虚拟化软件 8 1.2 云计算简介 9 1.2.1 云计算的实现模式 9 1.2.2 云平台的主要特性 10 1.2.3 主流云平台产品 11 1.2.4 开源IaaS云平台 12 第2章 创建KVM虚拟机 17 2.1 KVM技术简介 18 2.1.1 KVM技术历史 18 2.1.2 KVM技术组成 18 2.1.3 KVM系统架构 19 2.1.4 KVM的获取 20 2.1.5 KVM的作用 20 2.2 安装前准备 21 2.2.1 检查宿主机BIOS设置 21 2.2.2 安装宿主机操作系统 24 2.2.3 安装VNC 30 2.2.4 配置虚拟机安装环境 37 2.3 创建虚拟机 39 2.3.1 创建Linux虚拟机 39 2.3.2 创建Windows虚拟机 46 2.4 克隆虚拟机 47 2.4.1 选择克隆模板 48 2.4.2 命名克隆虚拟机 48 2.4.3 进行克隆 49 第3章 CPU虚拟化 51 3.1 多CPU技术发展简介 52 3.1.1 SMP技术 52 3.1.2 MPP技术 52 3.1.3 NUMA技术 53 3.2 KVM虚拟机的NUMA优化 54 3.2.1 查看宿主机配置信息 54 3.2.2 配置NUMA自动平衡策略 55 3.2.3 查看虚拟机配置信息 55 3.3 配置CPU 58 3.3.1 查看CPU配置信息 59 3.3.2 修改NUMA配置信息 59 3.3.3 配置VCPU 60 3.3.4 绑定CPU 61 3.3.5 在线添加CPU 64 3.4 host-passthrough技术 66 3.4.1 查看VCPU标准型号 66 3.4.2 常用VCPU配置模式 67 3.4.3 host-passthrough配置方法 68 3.5 使用Nested创建嵌套虚拟机 69 第4章 内存虚拟化 71 4.1 KSM技术 72 4.1.1 KSM的原理 72 4.1.2 KSM的使用 73 4.2 内存气球 75 4.2.1 内存气球简介 75 4.2.2 内存气球的工作过程 76 4.2.3 内存气球的优缺点 76 4.2.4 KVM中内存气球的使用 77 4.3 内存限制 82 4.3.1 使用memtune命令 82 4.3.2 修改虚拟机配置文件 84 4.4 巨型页 84 4.4.1 在宿主机上使用巨型页 84 4.4.2 在虚拟机上使用巨型页 85 4.4.3 透明巨型页 87 第5章 网络虚拟化 89 5.1 半虚拟化网卡(Virtio)技术 90 5.1.1 Virtio工作原理 90 5.1.2 Virtio功能配置 90 5.2 PCI Passthrough功能 98 5.3 Open vSwitch的安装与配置 100 5.3.1 Open vSwitch基本概念 100 5.3.2 安装Open vSwitch 101 5.3.3 配置Open vSwitch 101 第6章 存储虚拟化 105 6.1 硬盘虚拟化的类型及缓存模式 106 6.1.1 可模拟的硬盘类型 106 6.1.2 缓存模式的类型 106 6.1.3 缓存模式对在线迁移的影响 108 6.2 虚拟机镜像管理 108 6.2.1 常用镜像格式 108 6.2.2 镜像的创建及查看 109 6.2.3 镜像格式转换、压缩和加密 110 6.2.4 镜像快照 112 6.2.5 后备镜像差量管理 113 6.2.6 修改镜像容量 115 第7章 资源限制 119 7.1 Cgroups基础 120 7.1.1 Cgroups简介 120 7.1.2 Cgroups的特点 124 7.1.3 Cgroups的作用 124 7.1.4 安装Cgroups 124 7.1.5 使用Cgroups 125 7.2 CPU资源限制 127 7.2.1 绑定CPU 127 7.2.2 分配CPU时间 128 7.3 内存资源限制 129 7.4 硬盘资源限制 130 第8章 分布式文件系统管理 133 8.1 GlusterFS文件系统 134 8.1.1 GlusterFS相关概念 134 8.1.2 GlusterFS的卷类型 134 8.1.3 GlusterFS安装环境配置 135 8.1.4 GlusterFS文件系统管理 138 8.2 MooseFS文件系统 147 8.2.1 MooseFS简介 147 8.2.2 MooseFS安装环境配置 147 8.2.3 MooseFS的安装与管理 149 8.2.4 MooseFS的日常维护 153 8.3 Ceph文件系统 155 8.3.1 Ceph的角色组件 155 8.3.2 Ceph安装环境配置 156 8.3.3 Ceph的安装与管理 162 8.3.4 Ceph的维护 171 8.4 几种文件系统的对比 181 第9章 管理虚拟机 185 9.1 虚拟机的迁移 186 9.1.1 虚拟机的静态迁移 186 9.1.2 虚拟机的动态迁移 192 9.1.3 物理机到虚拟机的迁移 200 9.2 虚拟机镜像的制作 209 9.2.1 Linux镜像的制作 209 9.2.2 Windows镜像的制作 213 第10章 Docker应用 237 10.1 Docker简介 238 10.1.1 Docker的背景 238 10.1.2 Docker的组成 238 10.1.3 Docker的核心概念 239 10.1.4 Docker的特点 240 10.1.5 Docker与虚拟机的区别 240 10.1.6 Docker的作用 242 10.2 Docker的安装 243 10.2.1 在CentOS上安装Docker 243 10.2.2 在Ubuntu上安装Docker 244 10.3 镜像 244 10.3.1 搜索并下载镜像 244 10.3.2 保存和载入镜像 249 10.3.3 删除镜像 250 10.3.4 创建镜像 252 10.4 容器 259 10.4.1 新建并启动容器 259 10.4.2 停止容器 261 10.4.3 重新启动容器 261 10.4.4 进入容器 262 10.4.5 导入导出容器 263 10.4.6 删除容器 263 10.5 仓库 264 10.5.1 下载注册服务器镜像 264 10.5.2 在私有仓库上传和下载镜像 265 10.5.3 配置TLS认证 266 10.6 容器互联和网络配置 268 10.6.1 Docker容器互联 268 10.6.2 Docker网络配置 272 10.7 Docker数据管理 292 10.7.1 数据卷和卷容器的管理 292 10.7.2 利用数据卷迁移容器的数据 296 10.8 Docker实用案例 298 10.8.1 创建Ubuntu镜像 298 10.8.2 部署编程环境 300 10.8.3 安装数据库 302 10.8.4 添加Web服务 306 第11章 Docker高级应用 311 11.1 添加SSH服务 312 11.1.1 Ubuntu容器添加SSH服务 312 11.1.2 CentOS容器添加SSH服务 313 11.2 Docker Compose的安装和使用 315 11.2.1 Docker Compose简介 315 11.2.2 安装与卸载Docker Compose 315 11.2.3 Docker Compose常用命令 317 11.2.4 Docker Compose模板文件 320 11.2.5 使用Docker Compose启动 容器 325 11.3 Docker Swarm的使用 327 11.3.1 准备实验环境 328 11.3.2 配置Docker Swarm服务 328 11.3.3 使用Docker Swarm创建服务 332 11.3.4 创建负载均衡的容器网络 335 11.4 Mesos集群调度平台 337 11.4.1 安装Mesos 337 11.4.2 配置软件 338 11.4.3 访问Mesos的图形界面 341 11.4.4 在Marathon的图形界面 创建容器 342