虚拟化KVM进阶实践 pdf下载

本书是《虚拟化KVM极速入门》的进阶篇,共7章,沿用“原理+实验”的风格。读者需要有一定KVM虚拟化基础，通过学习本书可以掌握企业级虚拟化技术所需要的知识。本书将带领读者（1）深入理解原理。（2）精读man帮助、官方文档。（3）做所有的实验。（4）详细记录实验过程。（5）使用思维导图等辅助工具。（6）享受排错的过程，在寻求帮助之前先尝试自己解决。

虚拟化技术是云计算的底层支撑技术之一。作为已经纳入到Linux内核的虚拟化解决方案，KVM虚拟化近年来发展迅猛，是很多云供应商默认的虚拟机管理程序。对于IT从业者来讲，掌握一些KVM虚拟化知识是很有必要的。

本书是《虚拟化KVM极速入门》的进阶篇，共有7章。针对有一定KVM虚拟化基础读者，通过全动手的实验学习虚拟机的迁移、高可用集群、嵌套虚拟化、性能监视与优化、P2V、V2V、备份与恢复、oVirt（RHV）等企业级虚拟化技术。

本书内容源自多个产业项目的实践，也是作者多年讲授KVM虚拟化实战课程经验的结晶，可以帮助学习者构建企业级虚拟化平台。

陈涛，资深计算机专家，30多年IT从业经验。曾主持过多项虚拟化、云计算、容灾及信息安全大型项目的建设，在多个行业拥有深厚的经验并得到客户认可。1997年开始讲授Microsoft、Linux、Oracle等IT认证课程，其理论体系结构严谨、课程内容丰富充实、案例典型贴近工作、深入浅出感染力强的授课风格备受学员好评。长期分享技术微课，其中“笨办法学Linux”等系列影响较大，有近50万人次参加学习。

第1章实现虚拟机迁移

1.1虚拟机迁移的基本原理

1.1.1虚拟机迁移的应用场景

1.1.2虚拟机迁移的要求

1.1.3虚拟机迁移的限制

1.2宿主机内部迁移

1.3连接远程宿主机

1.3.1统一资源标识符

1.3.2通过virsh连接远程宿主机

1.3.3通过virtmanager连接远程宿主机

1.3.4通过Cockpit连接远程宿主机

1.4基于共享存储的迁移

1.4.1准备工作

1.4.2使用virsh进行实时迁移

1.4.3使用virsh进行离线迁移

1.4.4使用virtmanager进行实时迁移

1.5基于非共享存储的迁移

1.5.1使用virsh进行实时迁移

1.5.2使用virsh进行离线迁移

1.5.3使用virtmanager进行实时迁移

1.6本章小结

第2章实现虚拟机高可用

2.1Linux高可用群集基本原理

2.1.1什么是高可用群集

2.1.2开源高可用群集技术选型

2.1.3Corosync+Pacemaker体系结构

2.1.4隔离技术概述

2.1.5法定人数概述

2.1.6资源概述

2.2Linux高可用群集安装

2.2.1群集组件安装

2.2.2配置主机名及解析

2.2.3配置SSH Key互信

2.2.4配置时钟

2.2.5配置防火墙

2.2.6配置pcs守护程序

2.2.7配置hacluster账号及密码

2.3群集配置文件与管理工具

2.4创建群集

2.4.1认证组成群集的节点

2.4.2配置和同步群集节点

2.4.3在群集节点中启动群集服务

2.4.4配置隔离设备

2.5基于NFS的KVM群集构建

2.5.1准备NFS存储服务器

2.5.2准备测试用的虚拟机

2.5.3测试实时迁移

2.5.4创建虚拟机资源

2.5.5群集测试

2.5.6删除群集资源

2.6基于iSCSI的KVM群集1

2.6.1准备iSCSI存储服务器

2.6.2为群集准备LVM逻辑卷和文件系统

2.6.3创建卷组和文件系统资源

2.6.4配置SELinux

2.6.5创建虚拟机资源

2.6.6群集测试

2.6.7删除群集资源

2.7基于iSCSI的KVM群集2

2.7.1安装软件包

2.7.2在群集中创建LVM卷组及文件系统资源

2.7.3禁用SELinux

2.7.4准备测试用的虚拟机并测试实时迁移

2.7.5在群集中创建虚拟机资源

2.7.6群集测试

2.7.7删除群集资源

2.8基于DRBD的KVM群集构建

2.8.1DRBD基本原理

2.8.2安装DRBD软件

2.8.3准备用于复制的块设备

2.8.4DRBD配置

2.8.5创建DLM及LVMLockd资源

2.8.6创建DRBD资源

2.8.7创建GFS2文件系统资源

2.8.8后续配置

2.9本章小结

第3章实现嵌套虚拟化

3.1嵌套虚拟化的原理

3.2L1级别宿主机的准备

3.3L2级别KVM宿主机的配置

3.3.1虚拟机配置(Intel)

3.3.2虚拟机配置(AMD)

3.4L2级别VMware ESXi宿主机的配置

3.4.1VMware ESXi下载与安装

3.4.2VMware ESXi管理

3.4.3实验中遇到的问题

3.5L2级别Microsoft HyperV宿主机的配置

3.6本章小结

第4章性能监视与优化

4.1性能监视与优化概述

4.2Linux性能监控及调优工具

4.3使用Tuned优化宿主机和Linux虚拟机的性能

4.4VirtIO驱动程序

4.5CPU优化技术

4.5.1vCPU的数量

4.5.2vCPU的配置

4.5.3vCPU的拓扑

4.5.4非一致性内存访问(NUMA)的基本概念

4.5.5查看默认的NUMA策略

4.5.6vCPU的固定

4.6内存优化技术

4.6.1内存分配

4.6.2内存调整

4.6.3内存气球技术

4.6.4内存虚拟化与大页的原理

4.6.5内存支持的子元素

4.7网络优化技术

4.7.1常用优化技术

4.7.2VirtIO和vhost_net

4.7.3桥接零复制传输

4.7.4多队列virtionet

4.7.5直接设备分配和SRIOV

4.7.6调整内核参数以提高网络性能

4.8存储优化技术

4.8.1缓存模式

4.8.2I/O模式

4.8.3丢弃模式

4.8.4检测零模式

4.8.5I/O调整

4.9本章小结

第5章P2V和V2V迁移

5.1V2V迁移工具virtv2v

5.1.1virtv2v实用程序简介

5.1.2virtv2v的工作原理

5.1.3virtv2v的安装

5.1.4V2V的准备工作

5.1.5示例： 迁移VMware虚拟机

5.1.6导入OVF/OVA格式的文件

5.1.7转换OVF格式的文件

5.1.8与virtv2v相关的故障排除

5.2P2V迁移工具virtp2v

5.2.1创建或下载virtp2v可启动映像

5.2.2示例： 迁移Windows 2008 R2服务器

5.2.3故障排错及杂项

5.3磁盘映像工具libguestfs

5.4本章小结

第6章备份与恢复

6.1数据损坏风险及备份策略

6.2虚拟机冷备

6.3快照的基本原理

6.4内存快照

6.5内部快照

6.5.1创建内部快照

6.5.2恢复内部快照

6.5.3删除内部快照

6.5.4使用virtmanager管理快照

6.6外部快照

6.6.1创建外部快照

6.6.2静默选项

6.6.3快照链

6.6.4恢复外部快照

6.6.5合并、删除外部快照

6.7虚拟机备份脚本示例

6.8本章小结

第7章oVirt(RHV)安装与基本管理

7.1oVirt结构

7.2oVirt安装

7.2.1准备DNS与NTP

7.2.2准备NFS存储

7.2.3安装Cockpit的oVirt插件

7.2.4安装oVirt引擎的映像文件

7.2.5使用Cockpit部署oVirt引擎

7.2.6访问管理门户

7.2.7查看引擎安装结果

7.2.8为oVirt安装、添加宿主机

7.3数据中心管理

7.3.1查看默认的数据中心

7.3.2创建新的数据中心

7.3.3更改数据中心存储类型

7.3.4更改数据中心兼容版本

7.3.5重新初始化数据中心

7.3.6删除数据中心

7.4存储管理

7.4.1存储域概述

7.4.2管理NFS存储

7.4.3管理本地存储

7.4.4管理iSCSI存储

7.5主机管理

7.5.1主机类型

7.5.2编辑主机配置

7.5.3主机维护模式

7.5.4更新主机

7.5.5重新安装主机

7.6虚拟机管理

7.6.1在客户端计算机上安装支持组件

7.6.2准备ISO存储域及ISO文件

7.6.3创建Linux虚拟机

7.6.4创建Windows虚拟机

7.6.5编辑虚拟机

7.6.6虚拟机常规操作

7.6.7快照管理

7.6.8关联性管理

7.6.9实时迁移

7.6.10虚拟机高可用

7.7用户与权限管理

7.8备份与恢复

7.8.1备份oVirt引擎

7.8.2恢复oVirt引擎

7.8.3准备备份存储域

7.8.4备份和还原虚拟机

7.9本章小结

本书的由来

与VMware、Microsoft虚拟化技术相比，KVM虚拟化对于初学者并不“友好”。作为虚拟化项目的组成部分，笔者从2011年开始为客户讲授KVM虚拟化的课程，对此感触特别深。为了“不重复发明轮子”，KVM虚拟化充分利用了Linux、QEMU和libvirt等开源技术，是一种组合型的解决方案，对初学者要求较高。

根据长期的KVM面授课程的经验，笔者总结出这样一种教学方法： 针对每个知识点，先学习适当深度的原理，再动手做实验； 先通过图形界面的操作，看到大概的轮廓，再通过大量的命令行、脚本的练习强化学习到的知识； 先学基本知识，再掌握最佳实践方案。采用这种教学方法，通过8天左右的培训，就可以让初学者成为一个合格的KVM虚拟化平台的管理员。

2015年，笔者将面授课程搬到了线上，制作了“开源虚拟化KVM入门”和“KVM虚拟化进阶与提高”两门视频课程，发布在51CTO学院上，目前已有约23万人参加学习。

随着RHEL/CentOS 8的发布，笔者又将这套课程进行更新迭代，形成了《虚拟化KVM极速入门》和《虚拟化KVM进阶实践》，仍然沿用“原理+实验”的风格，希望能够帮助到读者。

本书内容

本书共有7章。读者需要有一定的KVM虚拟化基础，通过学习本书，可以掌握企业级虚拟化技术所需要的知识。

第1章介绍虚拟机迁移的基本原理与分类，以及如何实现共享存储的迁移和无共享存储的迁移。

第2章介绍如何通过构建高可用群集（Corosync+Pacemaker）以实现虚拟机的高可用，在NFS、iSCSI和DRBD 3种常见的存储中做了4个典型的群集实验。

第3章介绍如何构建基于KVM的嵌套虚拟化。

第4章介绍性能监视与优化的思路和工具，以及如何使用Tuned进行优化配置，针对CPU、内存、网络和存储的多种优化技术。

第5章介绍libguestfs工具并详细介绍两个用于转换的工具： virtv2v、virtp2v，它们可以实现虚拟机到虚拟机、物理机到虚拟机的转换。

第6章介绍RPO、RTO等备份恢复的基本概念，以及内存快照、磁盘内部快照和磁盘外部快照的特点及应用场景，最后通过一个脚本将这些技术组合起来实现了一个简单的备份功能。

第7章介绍oVirt管理操作，包括安装、数据中心、存储、虚拟机、高可用、用户与权限及备份与恢复。

如何使用本书

本书既是笔者自己学习和使用KVM虚拟化的总结，又是讲授KVM虚拟化课程的课件。笔者认为学习原理、动手实践、做好记录、细心排错是学习KVM虚拟化的关键。

聪明人下笨功夫。在本书的陪伴下，我们一起：

（1） 深入理解原理。

（2） 精读man帮助、官方文档等。

（3） 做所有的实验。

（4） 详细记录实验过程。

（5） 使用思维导图等辅助工具。

（6） 享受排错的过程，在寻求帮助之前先尝试自己解决。

致谢

开源软件的世界精彩万千，在本书的写作过程中参考了很多开源社区的资料。在此向开源社区所有参与者和无私的代码贡献者致敬。

感谢龙芯中科杨昆、田延辉先生对龙芯CPU运行KVM虚拟机技术细节的介绍。

感谢陈庭暄先生在Red Hat Enterprise Linux 8.4 Beta 上对全部实验进行的验证工作。

感谢清华大学出版社的工作人员为本书付出的辛勤劳动。

云计算技术发展很快，加之笔者水平有限，书中难免存在疏漏，敬请读者批评指正。

本书源代码

陈涛2022年1月