服務器虛擬化技術與應用（第2版）（微課版）

趙一瑾，女，中共黨員，副教授，雲南交通職業技術學院教務處處長。全國高等院校計算機基礎教育研究會計算機與電商專委會常務委員，雲南省高校計算機教學研究會理事。 主持完成“雲南省重點建設專業”建設、“雲南省特色專業”建設，主持完成雲南省省級質量工程項目建設；主持完成國家課程資源庫建設項目1項；主持完成中國高等教育學會、全國高等院校計算機基礎教育研究會、雲南省教育廳課題多項。擔任主編、副主編完成教材編寫7本。

項目1　虛擬化起步　1

學習目標　1

項目描述　1

任務1.1　了解虛擬化　1

任務說明　1

知識引入　2

1.1.1　虛擬化概念和應用　2

1.1.2　虛擬化類型　2

1.1.3　虛擬化與虛擬機　3

1.1.4　虛擬數據中心　4

1.1.5　虛擬化與雲計算　6

任務實現　7

任務1.1.1　了解企業級虛擬化解決方案　7

任務1.1.2　調查國內的服務器虛擬化產品　9

任務1.2　vSphere虛擬化規劃　9

任務說明　9

知識引入　10

1.2.1　vSphere的主要功能　10

1.2.2　vSphere虛擬化架構　11

1.2.3　vSphere數據中心的組成　12

任務實現　13

任務1.2.1　進行vSphere虛擬化規劃　13

任務1.2.2　了解vSphere部署流程　14

任務1.3　使用VMware Workstation部署虛擬機　14

任務說明　14

知識引入　15

1.3.1　虛擬機文件　15

1.3.2　VMware Tools　15

1.3.3　虛擬機快照和克隆　15

任務實現　16

任務1.3.1　安裝VMware Workstation　16

任務1.3.2　創建虛擬機　17

任務1.3.3　在虛擬機上安裝操作系統　19

任務1.3.4　查看和修改虛擬機設置　20

任務1.3.5　創建和使用虛擬磁盤　21

任務1.3.6　使用可移動設備　22

任務1.3.7　操作和使用虛擬機　22

任務1.4　組建VMware Workstation虛擬網絡　25

任務說明　25

知識引入　25

1.4.1　虛擬網絡組件　25

1.4.2　VMware Workstation虛擬網絡結構　26

1.4.3　VMware Workstation虛擬網絡組網模式　27

任務實現　29

任務1.4.1　在VMware Workstation主機上配置虛擬網絡　29

任務1.4.2　在VMware Workstation虛擬機上設置虛擬網卡　31

任務1.4.3　創建VMware Workstation虛擬網絡　31

項目小結　33

課後練習　33

項目2　部署和使用ESXi　34

學習目標　34

項目描述　34

任務2.1　ESXi安裝與配置管理　34

任務說明　34

知識引入　35

2.1.1　ESXi概述　35

2.1.2　ESXi安裝要求　35

2.1.3　ESXi安裝方式　36

2.1.4　ESXi管理工具　36

任務實現　37

任務2.1.1　準備ESXi主機　37

任務2.1.2　在ESXi主機上安裝ESXi軟件　39

任務2.1.3　使用ESXi控制臺配置管理ESXi主機　41

任務2.1.4　使用VMware Host Client遠程管理ESXi主機　45

任務2.1.5　將ESXi主機的時鐘與NTP服務器同步　47

任務2.2　在ESXi主機上部署Windows虛擬機　48

任務說明　48

知識引入　49

2.2.1　vSphere虛擬機文件　49

2.2.2　vSphere虛擬機組件　49

2.2.3　虛擬磁盤置備格式　49

任務實現　50

任務2.2.1　在ESXi主機上創建虛擬機　50

任務2.2.2　配置ESXi主機上的虛擬機　52

任務2.2.3　在虛擬機中安裝Windows操作系統　53

任務2.3　在ESXi主機上部署Linux虛擬機　55

任務說明　55

知識引入　55

任務實現　55

任務2.3.1　將Linux操作系統的ISO文件上傳到ESXi存儲　55

任務2.3.2　創建虛擬機　56

任務2.3.3　在虛擬機中安裝CentOS 7操作系統　56

任務2.4　虛擬機的基本操作和管理　57

任務說明　57

知識引入　57

2.4.1　虛擬機控制臺　57

2.4.2　虛擬機快照　58

任務實現　58

任務2.4.1　使用控制臺操作虛擬機　58

任務2.4.2　在虛擬機中使用硬件設備　59

任務2.4.3　管理虛擬機　60

任務2.4.4　監控虛擬機　61

項目小結　62

課後練習　62

項目3　部署和使用vCenter Server　63

學習目標　63

項目描述　63

任務3.1　vCenter Server安裝與配置管理　63

任務說明　63

知識引入　64

3.1.1　vCenter Server的地位和主要功能　64

3.1.2　vCenter Server組件與服務　64

3.1.3　vCenter Server安裝要求　65

3.1.4　vCenter Server安裝方式　66

3.1.5　vCenter Server配置方法　67

3.1.6　vSphere管理權限　67

任務實現　68

任務3.1.1　準備安裝vCenter Server Appliance　68

任務3.1.2　部署vCenter Server Appliance　68

任務3.1.3　使用vCenter Server管理界面配置vCenter Server　75

任務3.1.4　使用vSphere Client配置vCenter Server　76

任務3.1.5　使用vSphere Client管理vSphere權限　77

任務3.2　在vCenter Server環境中配置管理主機　79

任務說明　79

知識引入　80

3.2.1　vCenter Server清單　80

3.2.2　清單的組織　80

3.2.3　進一步了解vSphere Client　80

任務實現　81

任務3.2.1　創建數據中心並將ESXi主機加入數據中心　81

任務3.2.2　創建和使用文件夾　83

任務3.2.3　管理vCenter Server環境中的ESXi主機　83

任務3.3　在vCenter Server環境中部署與管理虛擬機　84

任務說明　84

知識引入　85

3.3.1　OVF和OVA格式　85

3.3.2　vApp與資源池　85

3.3.3　內容庫　86

任務實現　86

任務3.3.1　使用vSphere Client部署虛擬機　86

任務3.3.2　部署OVF模板　89

任務3.3.3　使用vApp管理多層應用程序　91

任務3.3.4　使用vSphere Client配置管理虛擬機　92

任務3.3.5　通過vSphere Client使用虛擬機控制臺　94

項目小結　95

課後練習　95

項目4　配置vSphere網絡與存儲　96

學習目標　96

項目描述　96

任務4.1　配置和管理vSphere標準交換機　96

任務說明　96

知識引入　97

4.1.1　vSphere網絡類型　97

4.1.2　vSphere虛擬交換機及其組成　97

4.1.3　vSphere標準交換機　98

4.1.4　vSphere交換機使用VLAN隔離網絡流量　99

任務實現　100

任務4.1.1　考察默認的標準交換機　100

任務4.1.2　創建用於虛擬機流量的標準交換機　101

任務4.1.3　配置和管理虛擬機端口組　104

任務4.1.4　創建用於VMkernel流量的標準

交換機　106

任務4.1.5　設置VMkernel網絡　108

任務4.2　配置和管理vSphere分布式交換機　110

任務說明　110

知識引入　110

4.2.1　vSphere分布式交換機架構　110

4.2.2　vSphere分布式交換機數據流　111

任務實現　112

任務4.2.1　創建分布式交換機　112

任務4.2.2　將ESXi主機添加到vSphere分布式交換機　114

任務4.2.3　將虛擬機連接到分布式交換機　116

任務4.3　配置和管理vSphere本地存儲　117

任務說明　117

知識引入　117

4.3.1　傳統存儲虛擬化技術　117

4.3.2　軟件定義的存儲模型　121

4.3.3　數據存儲類型　122

任務實現　123

任務4.3.1　創建本地存儲　123

任務4.3.2　數據存儲的管理操作　125

任務4.4　配置和管理iSCSI存儲　127

任務說明　127

知識引入　127

4.4.1　什麼是iSCSI　127

4.4.2　iSCSI系統組成　128

4.4.3　iSCSI尋址　128

任務實現　129

任務4.4.1　部署iSCSI目標服務器　129

任務4.4.2　配置用於iSCSI存儲訪問的專用虛擬網絡　133

任務4.4.3　為ESXi主機配置iSCSI適配器　134

任務4.4.4　為ESXi主機添加iSCSI存儲　136

任務4.4.5　連接多個LUN的iSCSI目標　138

任務4.4.6　將未使用的iSCSI設備添加到現有iSCSI存儲　139

任務4.4.7　擴充iSCSI設備容量以增加現有iSCSI存儲容量　141

項目小結　142

課後練習　142

項目5　遷移vSphere虛擬機　143

學習目標　143

項目描述　143

任務5.1　搭建vSphere高級功能實驗環境　143

任務說明　143

知識引入　143

任務實現　144

任務5.1.1　添加一臺ESXi主機並將其加入數據中心　144

任務5.1.2　為新增的ESXi主機配置虛擬網絡　145

任務5.1.3　配置iSCSI共享存儲　145

任務5.2　冷遷移虛擬機　146

任務說明　146

知識引入　147

5.2.1　冷遷移的執行過程　147

5.2.2　冷遷移類型　147

5.2.3　冷遷移的網絡流量　147

任務實現　147

任務5.3　實時遷移虛擬機　149

任務說明　149

知識引入　149

5.3.1　vMotion的基本原理　149

5.3.2　共享存儲環境的vMotion　150

5.3.3　Storage vMotion　151

5.3.4　無共享存儲環境的vMotion　152

任務實現　153

任務5.3.1　使用vMotion遷移基於共享存儲的虛擬機　153

任務5.3.2　使用Storage vMotion遷移虛擬機存儲　155

任務5.3.3　使用vMotion同時遷移虛擬機及其存儲　155

項目小結　157

課後練習　157

項目6　實現分布式資源調度　158

學習目標　158

項目描述　158

任務6.1　創建和配置DRS集群　158

任務說明　158

知識引入　159

6.1.1　什麼是集群　159

6.1.2　vSphere資源管理基礎　159

6.1.3　DRS主要功能　160

6.1.4　DRS自動化級別　161

6.1.5　DRS集群中的虛擬機遷移　162

6.1.6　EVC模式　162

6.1.7　DRS集群的要求　163

6.1.8　DRS集群中的虛擬機管理　164

任務實現　164

任務6.1.1　創建DRS集群　164

任務6.1.2　將主機納入DRS集群管理　167

任務6.1.3　編輯DRS集群設置　168

任務6.2　使用DRS實現資源自動化管理　170

任務說明　170

知識引入　170

6.2.1　虛擬機-虛擬機關聯性規則　170

6.2.2　虛擬機-主機關聯性規則　171

任務實現　171

任務6.2.1　測試DRS負載平衡功能　171

任務6.2.2　配置使用DRS虛擬機-虛擬機關聯性規則　173

任務6.2.3　配置使用DRS虛擬機-主機關聯性規則　175

任務6.3　使用Storage DRS平衡存儲資源分配　177

任務說明　177

知識引入　177

6.3.1　Storage DRS的主要功能　177

6.3.2　Storage DRS規則　178

6.3.3　Storage DRS的要求　178

任務實現　179

任務6.3.1　創建和配置數據存儲集群　179

任務6.3.2　測試Storage DRS基本功能　182

項目小結　184

課後練習　184

項目7　實現vSphere高可用性和容錯　185

學習目標　185

項目描述　185

任務7.1　創建vSphere HA集群實現虛擬機高可用性　185

任務說明　185

知識引入　186

7.1.1　vSphere防止非計劃停機的解決方案　186

7.1.2　vSphere HA提供快速恢復來實現高可用性　186

7.1.3　vSphere HA的工作原理　187

7.1.4　將vSphere HA與DRS一起使用　190

7.1.5　vSphere HA集群的要求　190

任務實現　190

任務7.1.1　做好創建vSphere HA集群的準備工作　190

任務7.1.2　創建vSphere HA集群　191

任務7.1.3　測試vSphere HA的虛擬機故障切換功能　193

任務7.2　進一步配置vSphere HA集群　197

任務說明　197

知識引入　197

7.2.1　什麼是準入控制　197

7.2.2　集群資源百分比準入控制　197

7.2.3　插槽策略準入控制　198

7.2.4　專用故障切換主機準入控制　199

7.2.5　選擇準入控制策略　199

任務實現　200

任務7.2.1　配置vSphere HA故障響應　200

任務7.2.2　配置準入控制　202

任務7.2.3　配置檢測信號數據存儲　207

任務7.2.4　通過設置替代項來自定義個別虛擬機的vSphere HA設置　207

任務7.3　使用vSphere FT實現虛擬機容錯　208

任務說明　208

知識引入　209

7.3.1　vSphere FT的工作原理　209

7.3.2　vSphere FT故障切換的特點　209

7.3.3　vSphere FT的應用場景　210

7.3.4　vSphere FT互操作性　210

7.3.5　vSphere FT的要求　211

任務實現　211

任務7.3.1　為虛擬機容錯準備主機和集群　211

任務7.3.2　為虛擬機啟用容錯功能　212

任務7.3.3　模擬測試虛擬機的容錯功能　215

任務7.3.4　實際測試虛擬機的容錯功能　217

任務7.3.5　虛擬機的容錯管理　220

項目小結　220

課後練習　221

項目8　基於Hyper-V實現服務器虛擬化　222

學習目標　222

項目描述　222

任務8.1　部署Hyper-V虛擬化基礎架構　222

任務說明　222

知識引入　223

8.1.1　Hyper-V體系結構　223

8.1.2　基於微內核的管理程序架構　223

8.1.3　Hyper-V版本　224

8.1.4　Hyper-V的硬件要求　224

任務實現　225

任務8.1.1　安裝Hyper-V角色　225

任務8.1.2　熟悉Hyper-V管理器　227

任務8.2　配置Hyper-V虛擬網絡和存儲　228

任務說明　228

知識引入　228

8.2.1　Hyper-V虛擬交換機　228

8.2.2　Hyper-V虛擬磁盤　230

任務實現　231

任務8.2.1　創建和配置Hyper-V虛擬交換機　231

任務8.2.2　創建和配置Hyper-V虛擬磁盤　232

任務8.3　創建與管理Hyper-V虛擬機　233

任務說明　233

知識引入　233

8.3.1　第 一代和第二代虛擬機　233

8.3.2　Hyper-V支持的客戶操作系統　234

8.3.3　Hyper-V集成服務　234

8.3.4　檢查點　235

8.3.5　Hyper-V虛擬化集群　235

任務實現　235

任務8.3.1　創建Hyper-V虛擬機　235

任務8.3.2　設置Hyper-V虛擬機　238

任務8.3.3　在虛擬機上安裝Windows操作系統　239

任務8.3.4　使用虛擬機連接控制臺　240

任務8.3.5　設置Hyper-V集成服務　241

任務8.3.6　為虛擬機添加虛擬磁盤　242

任務8.3.7　配置和使用檢查點　243

任務8.3.8　在Hyper-V主機上部署Linux虛擬機　243

項目小結　245

課後練習　245

項目9　基於KVM實現服務器虛擬化　246

學習目標　246

項目描述　246

任務9.1　部署KVM虛擬系統　246

任務說明　246

知識引入　246

9.1.1　KVM虛擬化架構　246

9.1.2　KVM管理工具　247

任務實現　248

任務9.1.1　安裝KVM虛擬系統　248

任務9.1.2　熟悉KVM虛擬系統管理器　250

任務9.2　創建和管理KVM虛擬機　251

任務說明　251

知識引入　251

任務實現　251

任務9.2.1　創建KVM虛擬機並安裝Linux操作

系統　251

任務9.2.2　使用和管理KVM虛擬機　253

任務9.2.3　創建KVM虛擬機並安裝Windows操作系統　254

任務9.3　配置KVM虛擬網絡和存儲　256

任務說明　256

知識引入　256

9.3.1　KVM虛擬網絡　256

9.3.2　KVM虛擬存儲　257

任務實現　258

任務9.3.1　配置NAT模式虛擬網絡　258

任務9.3.2　配置隔離模式虛擬網絡　260

任務9.3.3　配置橋接模式虛擬網絡　261

任務9.3.4　設置虛擬機網卡　262

任務9.3.5　創建和管理存儲池　263

任務9.3.6　創建和管理存儲卷　264

任務9.3.7　為KVM虛擬機分配存儲卷　265

任務9.4　KVM虛擬機高級管理　265

任務說明　265

知識引入　265

9.4.1　KVM虛擬機遷移　265

9.4.2　KVM高可用集群　266

任務實現　266

任務9.4.1　訪問虛擬機桌面　266

任務9.4.2　抓取虛擬機快照　268

任務9.4.3　克隆虛擬機　268

任務9.4.4　動態遷移虛擬機　269

項目小結　272

課後練習　272