雲計算技術基礎與實踐

本書是在雲計算及其產業快速發展背景下，結合應用型本科院校教育的實際情況編寫的雲計算技術與應用項目教材。本書首先介紹雲計算技術的概念、類型、關鍵技術，其次介紹虛擬化技術、KVM、VMware、CNware等主流虛擬化技術的架構、原理、特徵及其部署安裝，再次介紹OpenStack、超融合技術及容器技術，最後介紹雲服務應用實例。本書在內容安排上，力求適應應用型本科院校學生的學習特徵，由淺入深，既註重基礎理論，又突出實踐應用，每章均安排有相應的項目實驗，強化實踐操作能力。本書同時配有豐富的教學資源。 本書既可作為應用型本科院校電腦類專業的教材和參考書，又可作為雲計算類的工程師培訓和考試的指導書。

李春平，副教授。
1988年9月-1992年6月，武漢理工大學計算機應用專業學習，獲工學學士；2006年9月-2009年12月，廣東工業大學軟件工程專業學習，獲工學碩士；1992年7月-2003年8月，湖北省恩施工商銀行擔任工程師；2003年9月-至今，廣東白雲學院大數據與計算機學院任專職教師。
個人、集體榮譽：《計算機網絡》校級精品課程負責人。
所承擔過的重點科研或教研項目及在項目中所承擔的工作：《無碴軌道工藝3D建模設計》項目負責人、省級項目《計算機科學與技術專業綜合改革》負責人、《白雲宏產業學院》項目負責人。
教學成果和作品獲獎情況：《無碴軌道工藝3D建模設計》獲校級科研成果一等獎。主要著作出版情況：《局域網與廣域網應用技術》，機械工業出版社，2006年。

第1章 雲計算技術基礎 1
1．1 雲計算的概念 1
1．1．1 雲計算的概念與起源 1
1．1．2 雲計算應用與發展現狀 2
1．2 雲計算的類型 3
1．2．1 雲計算的服務模式 3
1．2．2 雲計算的部署模型 4
1．2．3 雲服務提供商 6
1．3 雲計算關鍵技術 7
1．3．1 虛擬化技術 7
1．3．2 資源管理與調度 9
1．3．3 雲存儲 11
1．3．4 雲安全 12
1．4 項目實驗 13
項目實驗1 GitHub項目託管 13
習題1 18
第2章 虛擬化技術 20
2．1 存儲資源虛擬化 20
2．1．1 數據存儲技術簡介 20
2．1．2 存儲方式 21
2．1．3 軟件定義存儲 23
2．1．4 分佈式存儲 25
2．1．5 Ceph 28
2．1．6 MinIO 30
2．2 網絡資源虛擬化 33
2．2．1 網絡功能虛擬化 33
2．2．2 網絡功能虛擬化的實例及應用 33
2．2．3 軟件定義網絡 34
2．2．4 主流軟件定義網絡技術 36
2．2．5 Open vSwitch 37
2．2．6 OpenFlow協議 38
2．2．7 DevOps 38
2．3 項目實驗 39
項目實驗2 Mininet應用實踐 39
習題2 42
第3章 KVM虛擬化技術 43
3．1 KVM簡介 43
3．2 KVM虛擬化技術原理 44
3．2．1 定義 44
3．2．2 KVM架構 45
3．2．3 KVM CPU虛擬化 46
3．2．4 內存虛擬化 46
3．2．5 KVM的I/O虛擬化 47
3．3 KVM管理工具 48
3．4 KVM遷移和克隆 49
3．5 KVM網絡和存儲 49
3．6 KVM優化 50
3．7 項目實驗 50
3．7．1 項目實驗3 安裝和配置KVM 50
3．7．2 項目實驗4 利用KVM管理工具管理實例 55
習題3 60
第4章 VMware虛擬化技術 62
4．1 VMware vSphere 62
4．1．1 VMware vSphere虛擬化架構 62
4．1．2 VMware vSphere平台系統架構 63
4．1．3 VMware vSphere數據中心的物理拓撲 63
4．1．4 VMware vSphere的主要功能 65
4．2 VMware ESXi 65
4．2．1 VMware ESXi簡介 65
4．2．2 VMware ESXi的七大重要功能 65
4．2．3 VMware ESXi的安裝方式 66
4．3 ESXi虛擬機管理 67
4．3．1 在ESXi上創建第一台虛擬機 67
4．3．2 在ESXi上安裝操作系統 70
4．4 VMware vSphere存儲管理 72
4．4．1 通過iSCSI掛載共享存儲 72
4．4．2 通過NFS掛載共享存儲 72
4．5 VMware vSphere網絡管理 73
4．6 項目實驗 75
項目實驗5 配置ESXi的管理網絡 75
習題4 79
第5章 CNware虛擬化技術 82
5．1 國產虛擬化的發展介紹 82
5．1．1 現狀 82
5．1．2 趨勢 83
5．2 CNware簡介 83
5．3 CNware技術原理 84
5．4 CNware安裝與配置 85
5．4．1 安裝節點 85
5．4．2 CNware安裝介質準備 85
5．4．3 安裝步驟 86
5．4．4 選擇安裝項 87
5．4．5 參數設置 89
5．4．6 開始安裝 98
5．4．7 安裝CNware管理節點 101
5．4．8 在虛擬機上安裝 101
5．4．9 安裝TOOLS（可選） 104
5．5 CNware管理工具 104
5．5．1 登錄驗證 104
5．5．2 添加資源 105
5．5．3 上傳虛擬機ISO 108
5．5．4 添加虛擬機 109
5．5．5 安裝WinServer Tools 111
5．6 項目實驗 113
項目實驗6 部署鏡像存儲 113
習題5 117
第6章 OpenStack虛擬化技術 118
6．1 OpenStack簡介 118
6．1．1 OpenStack的概念 118
6．1．2 OpenStack的優勢 118
6．2 OpenStack架構 119
6．3 OpenStack應用案例 120
6．4 項目實驗 121
6．4．1 項目實驗7 部署OpenStack雲平台 121
6．4．2 項目實驗8 利用OpenStack雲平台創建和測試實例 140
習題6 145
第7章 超融合技術 147
7．1 超融合概述 147
7．1．1 超融合的概念與發展 147
7．1．2 主流超融合技術及區別 149
7．2 超融合的技術架構 151
7．2．1 虛擬化操作系統 152
7．2．2 軟件定義存儲 152
7．2．3 虛擬化管理平台 153
7．2．4 雲服務中心 153
7．3 超融合系統安裝 154
7．3．1 系統簡介 154
7．3．2 服務器要求 154
7．3．3 超融合自動化部署拓撲圖 154
7．3．4 WIM虛擬機安裝配置 155
7．3．5 安裝超融合系統 158
7．4 超融合擴展功能 161
7．4．1 一鍵檢測 161
7．4．2 一鍵備份 162
7．4．3 一鍵上雲 166
7．5 項目實驗 170
項目實驗9 安裝和部署超融合雲平台 170
習題7 176
第8章 容器技術 177
8．1 DOCKER簡介 177
8．1．1 Docker的概念 177
8．1．2 Docker與虛擬機的區別 177
8．1．3 Docker的優勢 178
8．1．4 Docker鏡像分層結構 178
8．1．5 Docker容器的 Copy-on-Write 特性 179
8．2 KUBERNETES 179
8．2．1 了解Kubernetes 179
8．2．2 Kubernetes的關鍵概念 180
8．2．3 Kubernetes架構 180
8．2．4 Kubernetes的網絡架構 180
8．3 項目實驗 181
8．3．1 項目實驗10 利用容器運行Web服務 181
8．3．2 項目實驗11 部署和測試Kubernetes集群 187
習題8 194
第9章 雲服務應用實例 196
9．1 雲服務器搭建 196
9．1．1 雲服務 196
9．1．2 公有云搭建服務器 197
9．1．3 私有云搭建服務器 203
9．2 虛擬機動態資源調度 211
9．2．1 DRS基礎 211
9．2．2 DRS集群要求 211
9．2．3 配置並啟動DRS 212
9．2．4 關閉DRS 214
9．3 虛擬機遷移 216
9．3．1 虛擬機遷移概述 216
9．3．2 在線遷移 217
9．3．3 離線遷移 218
9．4 虛擬機高可用 220
9．4．1 虛擬機高可用概述 220
9．4．2 工作原理 221
9．4．3 虛擬機高可用集群配置 221
9．4．4 驗證虛擬機高可用 226
9．4．5 關閉虛擬機高可用集群 229
9．5 項目實驗 230
項目實驗12 LNMP服務器部署及測試 230
習題9 236
參考文獻 238