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第1章 虚拟化技术概述1

1.1 虚拟化技术简介1

1.1.1 虚拟化的基本概念1

1.1.2 虚拟化的目的2

1.1.3 云计算与虚拟化4

1.1.4 虚拟化历史沿革与未来趋势4

1.2 虚拟化分类5

1.2.1 硬件虚拟化6

1.2.2 软件虚拟化7

1.2.3 半虚拟化9

1.2.4 全虚拟化10

1.3 操作系统与虚拟化11

1.3.1 系统级虚拟化11

1.3.2 Docker与系统虚拟化13

小结13

习题13

第2章 虚拟化实现技术架构15

2.1 处理器虚拟化实现技术15

2.1.1 Intel VT-x16

2.1.2 vCPU18

2.1.3 AMD SVM19

2.2 内存虚拟化实现技术19

2.2.1 Intel EPT21

2.2.2 AMD NPT22

2.3 I/O虚拟化实现技术23

2.3.1 Intel VT-d24

2.3.2 IOMMU27

2.3.3 SR-IOV28

2.4 网络虚拟化实现技术29

2.4.1 Linux Bridge网桥30

2.4.2 TUN/TAP设备31

2.4.3 MACVLAN/MACVTAP设备32

2.5 主流虚拟化方案及特点33

2.5.1 KVM虚拟化方案33

2.5.2 Xen虚拟化方案36

2.5.3 VMware虚拟化方案38

2.5.4 Hyper-V虚拟化方案39

2.5.5 VirtualBox虚拟化方案41

小结41

习题42

第3章 QEMU核心模块配置43

3.1 QEMU概述43

3.1.1 QEMU实现原理43

3.1.2 QEMU源码结构44

3.1.3 libkvm模块44

3.2 QEMU命令的基本格式45

3.3 CPU配置46

3.3.1 CPU设置基本参数46

3.3.2 CPU模型48

3.4 内存配置49

3.5 存储器配置51

3.6 启动顺序配置52

3.7 QEMU支持的镜像文件格式53

3.8 qemu-img命令56

小结59

习题59

第4章 构建KVM环境60

4.1 KVM硬件基础配置60

4.1.1 宿主机BIOS设置60

4.1.2 宿主机操作系统设置63

4.2 编译安装KVM65

4.2.1 下载KVM源码65

4.2.2 配置KVM67

4.2.3 编译KVM70

4.2.4 安装KVM70

4.3 编译安装QEMU72

4.3.1 下载QEMU源码73

4.3.2 配置QEMU75

4.3.3 编译QEMU77

4.3.4 安装QEMU78

4.4 启动第一个KVM客户机80

4.4.1 安装客户机步骤80

4.4.2 启动第一个KVM客户机84

4.5 网络配置86

4.5.1 网桥模式87

4.5.2 NAT模式91

4.6 图形显示配置95

4.7 VNC的使用96

4.7.1 在宿主机中VNC的使用96

4.7.2 在客户机中VNC的使用97

小结98

习题98

第5章 KVM高级功能详解99

5.1 半虚拟化驱动99

5.1.1 virtio概述99

5.1.2 Linux下virtio的支持102

5.1.3 Windows下的virtio驱动103

5.1.4 virtio_balloon115

5.1.5 virtio_net119

5.1.6 virtio_blk124

5.2 设备直接分配125

5.2.1 PCI/PCI-E设备125

5.2.2 SR-IOV126

5.2.3 USB设备透传129

5.3 热插拔131

5.3.1 内存热插拔131

5.3.2 CPU热插拔132

5.4 动态迁移133

5.4.1 虚拟机迁移概述133

5.4.2 虚拟机迁移的分类与原理134

5.4.3 主流虚拟机迁移工具137

5.4.4 KVM虚拟机动态迁移139

5.5 嵌套虚拟化141

5.5.1 嵌套虚拟化的基本概念141

5.5.2 KVM嵌套虚拟化步骤142

5.6 KSM技术147

5.6.1 KSM技术概述147

5.6.2 KSM实现原理148

5.6.3 KSM操作实践149

5.7 KVM的其他特性151

5.7.1 大页151

5.7.2 透明大页152

5.7.3 CPU特性154

5.8 KVM的安全机制156

5.8.1 KVM虚拟化的安全威胁157

5.8.2 KVM虚拟化的安全技术架构158

5.8.3 KVM常见安全措施159

5.9 QEMU监控器161

5.9.1 QEMU Monitor配置162

5.9.2 QEMU Monitor常用命令163

小结165

习题165

第6章 虚拟化管理工具166

6.1 libvirt概述166

6.1.1 libvirt简介166

6.1.2 libvirt的编译和安装169

6.2 virsh简介174

6.3 libvirt的启动与配置176

6.3.1 libvirt的启动176

6.3.2 libvirt的配置文件177

6.4 libvirt域的XML配置文件179

6.4.1 配置文件格式179

6.4.2 域的配置181

6.4.3 内存、CPU、启动顺序等配置181

6.4.4 设备配置182

6.4.5 其他配置183

6.5 virsh常用命令184

6.5.1 通用命令184

6.5.2 域相关命令184

6.5.3 存储池相关命令186

6.5.4 存储卷相关命令186

6.5.5 快照相关命令186

6.6 libvirt API简介187

6.7 libvirt API使用实例188

6.7.1 建立到Hypervisor的连接188

6.7.2 使用libvirt API查询某个域的信息190

6.7.3 编译运行libvirt-conn.c并使用virsh查看当前结点情况192

6.8 virt-manager194

6.8.1 virt-manager的编译和安装195

6.8.2 virt-manager的使用196

小结202

习题202

第7章 虚拟机开发203

7.1 搭建KVM虚拟化环境203

7.1.1 配置宿主机203

7.1.2 部署KVM虚拟机204

7.1.3 QEMU下载和安装208

7.1.4 开发要点209

7.2 建立虚拟机镜像210

7.2.1 Windows 7镜像210

7.2.2 Ubuntu14.04镜像212

7.2.3 开发要点216

7.3 启动虚拟机216

7.3.1 在宿主机上使用VNC方式启动虚拟机216

7.3.2 在Windows上使用VNC Viewer连接虚拟机220

7.3.3 开发要点221

小结222

习题222

参考文献223