运行XEN：虚拟化艺术的手册

内容概要

作者:(美)Jeanna Matthews 译者:张炯、吕孟轩、刘铭、杨漾

Jeanna Matthews是克拉克森大学（波茨坦，纽约）计算机科学系的副教授，她管理着几个计算机实验室的实践，包括克拉克森开源研究所和克拉克森网络教学实验室。在这些实验室和修习她课程的学生已经在一些著名的计算机比赛获得荣誉，包括2001年、2002年和2004年的IBM Linux的挑战赛，2005年的IBM北美网格学者挑战赛，2005年Unisys Tuxmaster竞赛，2006年VMware的终极虚拟设备挑战赛。她的研究兴趣包括虚拟化、操作系统、计算机网络和计算机安全。她积极参与美国计算机协会，是操作系统特殊兴趣小组的财务主任，“操作系统回顾”的编辑，并且是ACMs U.S.公共政策委员会执行委员会US-ACM委员。她也是一本计算机网络教材《Computer Networking：Internet Protocols in Action》的作者，已被翻译成多种语言。Jeanna于1999年从加州大学伯克利分校获得了计算机科学博士学位。

书籍目录

第1章Xen背景和虚拟化基本原理1

1.1虚拟化的特征和优势1

1.2虚拟化技术的类型3

1.2.1仿真4

1.2.2完全虚拟化技术4

1.2.3半虚拟化技术5

1.2.4操作系统级虚拟化技术6

1.2.5其他虚拟化技术8

1.2.6虚拟化技术类型概括8

1.3虚拟化技术的历史9

1.3.1IBM大型机9

1.3.2商业硬件的虚拟化10

1.3.3对x86体系结构虚拟化的扩充10

1.3.4Xen的起源和时间表10

1.4其他的虚拟化系统12

1.4.1仿真（Emulation）12

1.4.2完全虚拟化13

1.4.3半虚拟化14

1.4.4操作系统级虚拟化15

1.4.5流行的虚拟化产品16

小结17

参考文献和扩展阅读18

第2章使用Xen LiveCD进行快速漫游19

2.1运行LiveCD19

2.2第1步：下载LiveCD镜像，并创建光盘20

2.3第2步:从GRUB菜单中选择Domain0镜像21

2.4第3步：登录和桌面22

2.5第4步：创建客户机24

2.6第5步：删除一个客户机28

2.7第6步：与你的客户机交互28

2.8第7步：测试网络31

2.9太多客户机了33

小结34

参考文献和扩展阅读34

第3章The Xen Hypervisor35

3.1Xen Hypervisor35

3.2特权管理36

3.3 Domain038

3.4 Xen的启动选项39

3.5为Domain0选择合适的操作系统45

3.6 xend45

3.6.1xend的管理45

3.6.2xend的日志46

3.6.3xend的配置48

3.7XenStore51

小结56

参考文献和扩展阅读57

第4章安装Xen Domain0的方法和硬件要求58

4.1Xen Domain0的处理器要求58

4.1.1.Intel VT59

4.1.2AMD-V59

4.1.3HVM60

4.2 推荐的硬件设备支持60

4.2.1磁盘和控制器60

4.2.2网络设备61

4.2.3显卡设备61

4.2.4电源管理62

4.2.5对不支持的硬件的帮助62

4.3 内存要求62

4.4选择并获取Xen的一个版本64

4.4.1开源的发行版64

4.4.2商业支持的选择65

4.5安装Domain0宿主机的方法66

4.6Linux发行版67

4.6.1OpenSUSE68

4.6.2CentOS70

4.6.3Ubuntu76

4.6.4二进制包的Xen79

4.6.5Gentoo83

4.7

XenExpress88

4.8非Linux Domain0的安装90

4.9从源码编译安装91

小结93

参考文献和扩展阅读93

第5章使用Prebuilt Guest镜像95

5.1 介绍DomU Guest95

5.1.1Guest镜像95

5.1.2操作系统内核96

5.1.3配置文件96

5.2使用Prebuilt Guest镜像100

5.2.1Guest镜像的类型100

5.2.2下载Prebuilt Guest镜像102

5.2.3挂载和引导Prebuilt镜像102

5.2.4下载压缩文件(Compressed File )Guest镜像114

5.3转换其他虚拟化平台的镜像127

小结127

参考文献和扩展阅读128

第6章管理非特权级Domain130

6.1xm命令的介绍130

6.1.1运行xm命令的先决条件130

6.1.2 xm命令的普通格式131

6.2 xm list子命令132

6.2.1基本的List信息132

6.2.2列出关于一个特定的Guest的信息134

6.2.3long选项135

6.2.4Label选项136

6.2 xm create子命令136

6.3.1运行xm create命令的先决条件136

6.3.2xm create的简单例子137

6.4Guest配置文件139

6.4.1Python格式140

6.4.2常用的配置选项140

6.4.3SExpression（SXP）格式142

6.4.4配置文件的路径142

6.5诊断Guest创建的问题143

6.5.1Dry Run143

6.5.2控制台输出144

6.5.3问题实例145

6.6 自动启动DomU151

6.7关闭Guest Domain152

6.7.1xm shutdown152

6.7.2xm reboot155

6.7.3xm destroy156

6.8中止Domain158

6.8.1xm pause158

6.8.2xm unpause159

6.9 以非图形化方式同Guest交互159

6.9.1xm console160

6.9.2SSH161

6.10 以图形化的方式同Guest交互162

6.10.1使用SSH的X Forwarding 162

6.10.2SSH服务器和客户端的配置163

6.10.3VNC164

6.10.4虚拟帧缓冲和集成的VNC/SDL库166

6.10.5Freenx169

6.10.6远程桌面169

小结171

参考文献和扩展阅读171

第7章制作Guest镜像172

7.1 硬件虚拟机（HVM）Guest的制作172

7.1.1用一个光盘或光盘镜像（以WindowsXP为例） 制作一个Guest镜像173

7.1.2用virtinstall自动制作Guest镜像178

7.2半虚拟化（PV）Guest的制作181

7.2.1OpenSUSE：YaST虚拟机管理工具182

7.2.2CentOS/Fedora：virtmanager184

7.2.3Debian/Ubuntu：debootstrap192

7.2.4Gentoo：quickpkg和domi脚本194

7.2.5Xen Express203

7.3 Guest镜像的定制210

7.3.1定制主机名210

7.3.2定制用户210

7.3.3定制软件包和服务211

7.3.4定制文件系统表（/etc/fstab）211

7.4 转换已经安装的OS212

小结216

参考文献和扩展阅读216

第8章客户映像的存储219

8.1 逻辑卷219

8.1.1基本的LVM使用220

8.1.2重新设置映像大小222

8.1.3使用写时复制的映像快照技术225

8.2

网络镜像存储的选择226

8.2.1iSCSI227

8.2.2 ATA over Ethernet (AoE)231

8.2.3 NFS234

8.2.4比较网络存储选择237

8.2映像文件237

8.3.1准备压缩存档映像文件237

8.3.2准备磁盘映像文件238

8.3.3准备客户分区映像文件246

8.3.4挂载磁盘和分区映像247

小结249

参考文献和扩展阅读249

第9章设备虚拟化及其管理252

9.1设备虚拟化252

9.1.1半虚拟化设备252

9.1.2全虚拟化设备253

9.1.3不虚拟化的设备253

9.2 前端和后端253

9.2.1Xenstore中的后端信息255

9.2.2Xenstore中的前端信息256

9.3 PCI设备的授权控制257

9.3.1标识PCI设备257

9.3.2在启动时对Domain 0隐藏PCI设备258

9.3.3在运行时手动绑定/解除PCI设备259

9.3.4授权PCI设备给其他domain259

9.4可信domain的专用设备访问260

9.4.1专用的设备访问261

9.4.2可信的driver domain261

9.4.3使用可信driver domain的问题262

9.5Qemudm的设备仿真263

9.6 将来的方向264

9.6.1更多的设备264

9.6.2智能设备264

小结264

参考文献和扩展阅读265

第10章网络配置266

10.1网络虚拟化回顾266

10.2设计虚拟网络的拓扑结构267

10.3桥接，路由和网络地址转换268

10.4前后端网卡驱动和命名271

10.5 Xen网络配置概述272

10.5.1大体步骤272

10.5.2Xend配置文件273

10.5.3客户domain的配置文件274

10.6

桥模式细节275

10.6.3桥连接配置实例276

10.6.2测试结果281

10.7 路由模式细节283

10.7.1路由模式配置实例284

10.7.2测试结果289

10.8关于网络地址转换模型的细节291

10.8.1NAT配置的一些例子292

10.8.2测试结果296

10.9配置纯虚拟化的网段298

10.9.1配置dummy0299

10.9.2测试dummy0300

10.9.3配置dummy网桥301

10.9.4测试Dummy网桥302

10.10将MAC地址分配到虚拟网络接口中303

10.10.1MAC地址304

10.10.2通过指定或自动生成guest domain的MAC地址304

10.11分配IP地址305

10.11.1Guest domain通过外部动态分配服务器获得IP地址306

10.11.2手动设置guest domain的IP地址306

10.11.3Guest Domain通过内部动态分配服务器获取IP地址307

10.12在一个Domain中处理多个网络接口308

10.12.1在driver domain中处理多个网络接口308

10.12.2在guest domain中处理多个网络接口309

10.13 VnetDomain虚拟网络312

10.13.1安装vnet313

10.13.2运行vnet313

小结315

参考文献和扩展阅读315

第11章安全的Xen系统317

11.1安全系统的结构317

11.1.1特殊目的的虚拟机317

11.1.2创建虚拟网段318

11.2特权Domain的安全性318

11.2.1移除软件和服务318

11.2.2限制远程访问319

11.2.3限制本地用户322

11.2.4将设备驱动移入driver domain322

11.3防火墙和网络监视器322

11.3.1运行iptable防火墙322

11.3.2iptable的回顾323

11.3.3iptables的配置323

11.3.4一个iptable的例子324

11.3.5Snort327

11.4通过SHype的代理访问控制和Xen的安全模块330

11.4.1SHype330

11.4.2把SHype加入Xen331

11.4.3配置SHype策略332

11.4.4Xen的安全模块XSM338

11.5Dom U的安全339

11.5.1只在需要的时候运行VM339

11.5.2VM映像的备份339

11.5.3VM备份和restore的威胁340

小结340

参考文献和扩展阅读340

第12章管理客户机资源342

12.1获取客户机与Hypervisor信息342

12.1.1xm info342

12.1.2xm dmesg346

12.1.3xm log347

12.1.4xm top348

12.1.5xm uptime351

12.2分配客户机内存351

12.2.1影子页表352

12.2.2气球驱动程序353

12.2.3改进交换空间的稳定性355

12.2.4管理客户机内存的分配355

12.3管理客户机虚拟CPU358

12.3.1比较虚拟、逻辑和物理处理器358

12.3.2HVM VCPU管理360

12.3.3VCPU子命令360

12.3.4何时手工管理VCPU362

12.4协调Hypervisor调度器362

12.4.1Weight和Cap363

12.4.2保护客户机不受异常客户机的影响364

12.4.3应用信用调度器命令364

12.5选择客户机I/O调度器365

12.5.1Noop调度器365

12.5.2Deadline调度器365

12.5.3Anticipatory调度器（as）366

12.5.4Complete Fair Queuing调度器（cfq）366

12.5.5应用I/O调度器366

小结368

参考文献和扩展阅读368

第13章客户机的保存、恢复和动态迁移370

13.1描绘虚拟机状态370

13.2基本客户机域的保存和恢复371

13.2.1 xm save372

13.2.2 xm restore374

13.2.3可能的保存错误和恢复错误375

13.3客户机迁移类型376

13.3.1静态冷迁移377

13.3.2静态暖（规则）迁移378

13.3.3动态迁移379

13.4为xm migrate做准备380

13.4.1配置xend381

13.4.2网络上源与目的的接近度384

13.4.3网络可访问的存储384

13.4.4客户机域的配置385

13.4.5对版本和物理资源的要求386

13.5了解xm migrate386

13.5.1xm migrate386

13.5.2对静态暖迁移应用xm migrate387

13.5.3对动态迁移应用xm migrate388

13.5.4可能的迁移错误390

小结391

参考文献和扩展阅读391

第14章Xen企业管理工具概述392

14.1针对Xen hypervisor的可编程接口392

14.1.1Libvirt392

14.1.2XenCIM393

14.1.3Xen API393

14.1.4Xend的传统接口393

14.2Citrix XenServer Enterprise、Standard和XenExpress版本394

14.3Virtual Iron396

14.4IBM的Virtualization Manager397

14.5Enomalism398

14.6virtmanager400

14.7XenMan403

14.8管理多系统406

小结407

参考文献和扩展阅读407

附录A 资源409

Xen 社区409

Xen维基百科410

Xen 邮件清单和错误报告411

Xen峰会412

Xen源码413

学术论文和会议415

专用资源分配416

附录B xm命令418

附录C Xen配置参数422

附录D 客户机配置参数424

附录E Xen的性能评价427

Xen的性能测量427

Xen团队的结果的可重复性428

Xen和虚拟网主机429

在早期PC硬件上比较XenoLinux和native Linux431

在x86上运行Xen与在IBM zServer上运行Xen432

Xen的隔离性能434

Xen虚拟网络和实体网络的性能436

小结438

作者简介

使用免费开放资源的Xen虚拟化软件。用户可以节省资金。获得新的灵活性，提高利用率。并简化了从灾难恢复到软件测试程序。Jeanna Matthews编著的《运行Xen——虚拟化艺术指南》汇集了用户需要在任何环境中创建和管理高性能的Xen虚拟机的所有知识。借鉴了世界级的Xen团队的无与伦比的经验，本书涵盖了从安装到管理共享场测试的见解。最佳实践和案例研究。这些是你在别处找不到的。

《运行Xen——虚拟化艺术指南》首先从虚拟化的启蒙知识讲起：Xen的概念、用途和优点。接下来。会讲解Xen的性能。探索Xen的LiveCD，Xen虚拟机管理程序，并指导用户配置自己的以硬盘为基础的Xen的安装步骤。在运行Xen后。本书引导用户用先进的方式创建“客户机”，并迁移现有系统作为Xen客户机去运行。然后，提供全面的讲解，涵盖了管理和保护Xen客户机、设备、网络和分布式资源等内容。无论用户是一个管理员、数据中心经理、开发人员、系统集成商。或者ISP，本书将帮助用户实现目标，因为Xen可靠，有效，性能优异，并且成本低廉。

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