本书是在云计算及其产业快速发展背景下，结合应用型本科院校教育的实际情况编写的云计算技术与应用项目教材。本书首先介绍云计算技术的概念、类型、关键技术，其次介绍虚拟化技术、KVM、VMware、CNware等主流虚拟化技术的架构、原理、特征及其部署安装，再次介绍OpenStack、超融合技术及容器技术，最后介绍云服务应用实例。本书在内容安排上，力求适应应用型本科院校学生的学习特征，由浅入深，既注重基础理论，又突出实践应用，每章均安排有相应的项目实验，强化实践操作能力。本书同时配有丰富的教学资源。 本书既可作为应用型本科院校计算机类专业的教材和参考书，又可作为云计算类的工程师培训和考试的指导书。

前 言 21世纪以来，云计算技术得到了快速发展，受到众多企业的青睐，并且在国内外许多知名IT公司得到了推广和应用，包括国际知名公司谷歌、IBM、亚马逊等，国内知名公司阿里巴巴、腾讯、华为、云宏等。云计算具有资源虚拟化、批量计算、分布式存储、按需服务、价格低等特点，为企业管理和运行带来了效率提高、成本降低、质量提升、管理科学等好处。可以预见，云计算在未来将会得到更大的发展和更广泛的应用。 广东白云学院于2017年成立了大数据与计算机学院，并与云宏信息科技股份有限公司（以下简称云宏公司）开展了深入校企合作，成立了白云宏产业学院。白云宏产业学院依托云宏公司的科技力量和广东白云学院的教育资源，为社会培养云计算技术方面的应用型技术人才。目前，国内应用型本科院校急需一批产学结合、通俗易懂、突出实践、易学易教的教材，本书则是在广东白云学院大数据与计算机学院教师和云宏公司工程师共同参与下编写的白云宏产业学院系列教材之一。 本书旨在通过对云计算基础、云操作系统、云服务等应用与实践的介绍，引导读者理解云计算的基本概念、原理、服务，进而掌握云操作系统的部署和搭建，为云计算服务生产环境的部署、安装、运行及应用维护打下良好的基础。本书理论和实践并重，重点突出实践应用，每章均安排有相应的项目实验，强化实践操作能力。全书共分为以下9章。 第?1?章，云计算技术基础。主要介绍云计算的概念、类型及关键技术。 第?2?章，虚拟化技术。从资源的角度理解虚拟化技术作为云计算的基础，主要介绍存储资源虚拟化和网络资源虚拟化。 第?3?章，KVM虚拟化技术。KVM是一种用于Linux内核中的虚拟化基础设施，目前是一种广泛应用的虚拟化技术，主要介绍了KVM虚拟化技术原理、管理工具、迁移克隆、优化等相关知识。 第?4?章，VMware虚拟化技术。VMware vSphere作为目前业界领先且最可靠的虚拟化平台，在企业中有着极为广泛的应用，主要介绍虚拟化平台VMware vSphere和VMware ESXi的相关知识。 第?5?章，CNware虚拟化技术。CNware是国内虚拟化软件的代表，由云宏公司开发。主要介绍国内虚拟化技术软件概况、CNware技术原理、安装与配置、管理工具等。 第?6?章，OpenStack虚拟化技术。OpenStack是一种开源的云操作系统，主要介绍OpenStack的概念、架构及应用案例。 第?7?章，超融合技术。本章以云宏提供的云计算技术为模板，介绍超融合概念、技术架构、系统安装及扩展功能。 第?8?章，容器技术，主要介绍了 Docker、Kubernetes的概念、架构、原理及其安装部署。 第?9?章，云服务应用实例。主要介绍公有云和私有云服务、虚拟机资源调度、虚拟机迁移、虚拟机高可用等应用案例。 本书由李春平、杨建清、刘建平担任主编，叶裴雷、邹理贤、孙雪岩、朱婷婷、李妍担任副主编。第?1?章由叶裴雷、刘洋负责编写，第?2?章由杜庆锋、张文豪负责编写，第3、6、8章由杨建清、李春平负责编写，第4章由朱婷婷、陈再负责编写，第5章由李妍负责编写，第7章由许碧雅负责编写，第9章由孙雪岩负责编写。黄跃敏、陈耿升、谢锦龙等人参与了本书编写。全书由李春平负责统稿。 在编写本书的过程中，得到云宏信息科技股份有限公司的大力支持，白云宏产业学院院长张大斌、王燕凌亲自指导并支持，在此表示诚挚的感谢。本书编写参考了参考文献中列出的专著、教材和网站内容，在此对作者一并表示感谢，部分引用内容不知原始出处，对相关作者表示感谢！ 为了方便教师教学，本书配有电子教学课件，请有此需要的教师登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）注册后免费下载，如有问题可在网站留言板留言或与电子工业出版社联系（E-mail：mengyu@phei.com.cn）。 虽然我们精心组织，认真编写，但错误和疏漏之处在所难免；同时，由于编者水平有限，书中也存在诸多不足之处，恳请广大读者给予批评和指正，以便在今后的修订中不断改进。

目 录 第1章 云计算技术基础 1 1.1 云计算的概念 1 1.1.1 云计算的概念与起源 1 1.1.2 云计算应用与发展现状 2 1.2 云计算的类型 3 1.2.1 云计算的服务模式 3 1.2.2 云计算的部署模型 4 1.2.3 云服务提供商 6 1.3 云计算关键技术 7 1.3.1 虚拟化技术 7 1.3.2 资源管理与调度 9 1.3.3 云存储 11 1.3.4 云安全 12 1.4 项目实验 13 项目实验1 GitHub项目托管 13 习题1 18 第2章 虚拟化技术 20 2.1 存储资源虚拟化 20 2.1.1 数据存储技术简介 20 2.1.2 存储方式 21 2.1.3 软件定义存储 23 2.1.4 分布式存储 25 2.1.5 Ceph 28 2.1.6 MinIO 30 2.2 网络资源虚拟化 33 2.2.1 网络功能虚拟化 33 2.2.2 网络功能虚拟化的实例及应用 33 2.2.3 软件定义网络 34 2.2.4 主流软件定义网络技术 36 2.2.5 Open vSwitch 37 2.2.6 OpenFlow协议 38 2.2.7 DevOps 38 2.3 项目实验 39 项目实验2 Mininet应用实践 39 习题2 42 第3章 KVM虚拟化技术 43 3.1 KVM简介 43 3.2 KVM虚拟化技术原理 44 3.2.1 定义 44 3.2.2 KVM架构 45 3.2.3 KVM CPU虚拟化 46 3.2.4 内存虚拟化 46 3.2.5 KVM的I/O虚拟化 47 3.3 KVM管理工具 48 3.4 KVM迁移和克隆 49 3.5 KVM网络和存储 49 3.6 KVM优化 50 3.7 项目实验 50 3.7.1 项目实验3 安装和配置KVM 50 3.7.2 项目实验4 利用KVM管理工具管理实例 55 习题3 60 第4章 VMware虚拟化技术 62 4.1 VMware vSphere 62 4.1.1 VMware vSphere虚拟化架构 62 4.1.2 VMware vSphere平台系统架构 63 4.1.3 VMware vSphere数据中心的物理拓扑 63 4.1.4 VMware vSphere的主要功能 65 4.2 VMware ESXi 65 4.2.1 VMware ESXi简介 65 4.2.2 VMware ESXi的七大重要功能 65 4.2.3 VMware ESXi的安装方式 66 4.3 ESXi虚拟机管理 67 4.3.1 在ESXi上创建第一台虚拟机 67 4.3.2 在ESXi上安装操作系统 70 4.4 VMware vSphere存储管理 72 4.4.1 通过iSCSI挂载共享存储 72 4.4.2 通过NFS挂载共享存储 72 4.5 VMware vSphere网络管理 73 4.6 项目实验 75 项目实验5 配置ESXi的管理网络 75 习题4 79 第5章 CNware虚拟化技术 82 5.1 国产虚拟化的发展介绍 82 5.1.1 现状 82 5.1.2 趋势 83 5.2 CNware简介 83 5.3 CNware技术原理 84 5.4 CNware安装与配置 85 5.4.1 安装节点 85 5.4.2 CNware安装介质准备 85 5.4.3 安装步骤 86 5.4.4 选择安装项 87 5.4.5 参数设置 89 5.4.6 开始安装 98 5.4.7 安装CNware管理节点 101 5.4.8 在虚拟机上安装 101 5.4.9 安装TOOLS（可选） 104 5.5 CNware管理工具 104 5.5.1 登录验证 104 5.5.2 添加资源 105 5.5.3 上传虚拟机ISO 108 5.5.4 添加虚拟机 109 5.5.5 安装WinServer Tools 111 5.6 项目实验 113 项目实验6 部署镜像存储 113 习题5 117 第6章 OpenStack虚拟化技术 118 6.1 OpenStack简介 118 6.1.1 OpenStack的概念 118 6.1.2 OpenStack的优势 118 6.2 OpenStack架构 119 6.3 OpenStack应用案例 120 6.4 项目实验 121 6.4.1 项目实验7 部署OpenStack云平台 121 6.4.2 项目实验8 利用OpenStack云平台创建和测试实例 140 习题6 145 第7章 超融合技术 147 7.1 超融合概述 147 7.1.1 超融合的概念与发展 147 7.1.2 主流超融合技术及区别 149 7.2 超融合的技术架构 151 7.2.1 虚拟化操作系统 152 7.2.2 软件定义存储 152 7.2.3 虚拟化管理平台 153 7.2.4 云服务中心 153 7.3 超融合系统安装 154 7.3.1 系统简介 154 7.3.2 服务器要求 154 7.3.3 超融合自动化部署拓扑图 154 7.3.4 WIM虚拟机安装配置 155 7.3.5 安装超融合系统 158 7.4 超融合扩展功能 161 7.4.1 一键检测 161 7.4.2 一键备份 162 7.4.3 一键上云 166 7.5 项目实验 170 项目实验9 安装和部署超融合云平台 170 习题7 176 第8章 容器技术 177 8.1 DOCKER简介 177 8.1.1 Docker的概念 177 8.1.2 Docker与虚拟机的区别 177 8.1.3 Docker的优势 178 8.1.4 Docker镜像分层结构 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的关键概念 180 8.2.3 Kubernetes架构 180 8.2.4 Kubernetes的网络架构 180 8.3 项目实验 181 8.3.1 项目实验10 利用容器运行Web服务 181 8.3.2 项目实验11 部署和测试Kubernetes集群 187 习题8 194 第9章 云服务应用实例 196 9.1 云服务器搭建 196 9.1.1 云服务 196 9.1.2 公有云搭建服务器 197 9.1.3 私有云搭建服务器 203 9.2 虚拟机动态资源调度 211 9.2.1 DRS基础 211 9.2.2 DRS集群要求 211 9.2.3 配置并启动DRS 212 9.2.4 关闭DRS 214 9.3 虚拟机迁移 216 9.3.1 虚拟机迁移概述 216 9.3.2 在线迁移 217 9.3.3 离线迁移 218 9.4 虚拟机高可用 220 9.4.1 虚拟机高可用概述 220 9.4.2 工作原理 221 9.4.3 虚拟机高可用集群配置 221 9.4.4 验证虚拟机高可用 226 9.4.5 关闭虚拟机高可用集群 229 9.5 项目实验 230 项目实验12 LNMP服务器部署及测试 230 习题9 236 参考文献 238

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