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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-x 16

2.1.2 vCPU 18

2.1.3 AMD SVM 19

2.2 内存虚拟化实现技术 19

2.2.1 Intel EPT 21

2.2.2 AMD NPT 22

2.3 I/O虚拟化实现技术 23

2.3.1 Intel VT-d 24

2.3.2 IOMMU 27

2.3.3 SR-IOV 28

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KVM 65

4.2.1 下载KVM源码 65

4.2.2 配置KVM 67

4.2.3 编译KVM 70

4.2.4 安装KVM 70

4.3 编译安装QEMU 72

4.3.1 下载QEMU源码 73

4.3.2 配置QEMU 75

4.3.3 编译QEMU 77

4.3.4 安装QEMU 78

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_balloon 115

5.1.5 virtio_net 119

5.1.6 virtio_blk 124

5.2 设备直接分配 125

5.2.1 PCI/PCI-E设备 125

5.2.2 SR-IOV 126

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-manager 194

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