作者：邢利荣,何晓龙
出版社：电子工业出版社
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从虚拟化到云计算试读：
内容简介
本书将向读者展示目前流行的虚拟化技术，随着云计算的兴起和普遍应用，虚拟化技术也开始流行，越来越多的企业开始拥抱虚拟化技术，从而实现降低成本、提升效率的目标。虽然虚拟化不是万能的，但多数情况下，虚拟化技术的实施可以让企业现有资源做更多的事情，获得更高的效率。
由于虚拟化所涉及的内容十分丰富和庞杂，所以本书在选择虚拟化工具时主要依据其使用程度而不会面面俱到，通过展现各个层面的虚拟化应用将读者带入虚拟化的世界，并且根据初学者的学习曲线，先从日常生活中的应用开始讲起，逐步深入到其他平台以及企业应用，没有太多枯燥的理论，只有实实在在的应用，可以使读者在短时间内获得虚拟化的实用技术，快速入门，并学以致用。
本书适合所有的虚拟化技术的初学者、爱好者入门和学习，初、中级用户通过循序渐进地学习本书，可以迅速地进入精彩的虚拟化世界。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据从虚拟化到云计算/邢利荣，何晓龙编著. —北京：电子工业出版社，2013.8ISBN 978-7-121-20814-0Ⅰ.①从… Ⅱ.①邢… ②何… Ⅲ.①虚拟网络 Ⅳ.①TP393中国版本图书馆CIP数据核字（2013）第137494号策划编辑：李 冰责任编辑：葛 娜印 刷：北京天宇星印刷厂装 订：三河市鹏成印业有限公司出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路173信箱 邮编100036开 本：787×1092 1/16 印张：29.5 字数：773千字印 次：2013年8月第1次印刷定 价：59.00元
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平常心认识和学习虚拟化
虚拟化简史当下，虚拟化技术十分流行，但其实虚拟化并非最新技术，这种技术早在20世纪60年代就已经出现，并且在当时的IBM大型机（mainframe）上得以实现——在IBM CP-40上成功地运行了14部定制的IBM System/360。随后IBM推出的IBM S360/M67更是拥有一个转换层，提供了完整的虚拟化功能，该主机可以运行虚拟化的S360/M67，这可以说是虚拟化技术的第一次成功应用。
至于虚拟化的广泛应用，这就不得不提到一家公司，这家公司的名字叫VMware，当时该公司成功地实现了X86架构的虚拟化，并推出了比较成熟的产品——VMware Workstation。为什么要这么说呢？是因为要在X86架构上实现虚拟化要比其他平台复杂得多。为什么这么说呢？
由于X86架构最初主要用于个人计算机之上，所以当时Intel在设计X86 CPU时，为这种平台架构定义好了4个特权级别（privilege level），分别是ring 0、ring 1、ring 2、ring 3，并且规定操作系统的内核运行在ring 0这个级别，操作系统的应用程序运行在ring 3级别之上，所以ring 0 和ring 3也就成为X86 CPU最常用的运行级别。至于ring 1和ring 2则比较少用到，驱动程序会用到这两个级别，并且每个运行级别的程序只能在自己的运行级别运行，所以这4个特权运行级别其实就是X86架构实现虚拟化的最大障碍。
试想作为一个虚拟化应用程序，按照运行级别，它应该运行在ring 3，而这个程序之上却要安装操作系统，操作系统则需要ring 0运行级别，在ring 3之上无法运作，这一直是困扰X86虚拟化技术实现的重大难题。
幸运的是，VMware在1998年使用BT（Binary Translate）技术解决了这一难题，随后推出了著名的VMware Workstation系列产品，并迅速占领市场。经过多年的创新和发展，VMware已经成为虚拟化主导厂商，占有虚拟化市场60%以上的份额，产品线也扩展到企业虚拟化、虚拟数据中心以及云计算等多个领域。
在虚拟化技术崛起这一段时间，X86的主导厂商Intel和AMD也推出了VT/AMD-V和EPT/NPT等多项硬件辅助虚拟化方面的新技术。前者扩展了X86架构，将传统的ring 0到ring 3特权级别定位为非Root模式，增加了Root Mode，该特权级别可以理解为ring -1，虚拟化程序可以直接运行在该级别，而不需要任何辅助技术就可以轻松实现虚拟化；而后者则优化了虚拟机系统内存管理单元（MMU），从而优化了虚拟机内存使用，从而提升了虚拟机的效率。虚拟化技术的类别及主流的虚拟化产品
虚拟化技术经过了这么多年的发展，已经比较成熟了，同时也产生了一个体系庞大、门类复杂的虚拟化产品家族。下面就来详细介绍一下虚拟化的最基本专业名词、分类以及主流产品。
1．Host/Host OS和Guest/Guest OS
Host指的是物理主机，Guest 指的是虚拟主机，而Host OS指的是物理主机的操作系统，Guest OS则是指虚拟主机的操作系统。例如，在物理主机上安装了Windows 7系统，Windows 7中安装了VMware Workstation，在Workstation中创建了一部Ubuntu虚拟机，然后在虚拟机中运行了Ubuntu操作系统，这时我们就称物理主机为Host，Windows 7为Host OS，Workstation中创建的虚拟主机为Guest，Ubuntu就是Guest OS。
2．寄居架构（Hosted）和裸金属架构（Bara metal）
寄居架构的虚拟化产品需要运行在某一操作系统之上，如常用的VMware Player、VirtualBox、VMWare Workstation以及停止更新的VMware Server等虚拟化产品都需要一个操作系统环境，或者是Windows，或者是Linux，抑或是Mac OS，没有操作系统这些虚拟化产品无法运作。
裸金属架构则要比寄居架构潇洒得多，无须任何操作系统就可以直接在裸机上运行，典型产品如VMware ESXi，可以在裸机上直接运行，而无须其他任何操作系统。
3．Nested Host
Nest在英文中是鸟巢、筑巢的意思。在虚拟化领域，Nested指的是一种虚拟机，即虚拟机中的虚拟机（OSes in OS），具体点说，就是Windows 7是Host OS，Ubuntu是Guest OS，而在Ubuntu中又使用VirtualBox创建了一部Windows XP虚拟机，那么这部Windows XP虚拟机就称为Nested Host。还有VMware推出的虚拟机方案vSphere in a box，也是基于Nested Host的。
4．P2V
P2V是Physical-to-Virtual 的缩写，就是将物理计算机的操作系统转换为虚拟机操作系统的操作，这个操作可以通过VMware提供的vCenter Converter工具实现，也可以通过第三方工具实现。云计算
随着虚拟化技术的成熟，云计算技术也变得越来越流行了，比较著名的云计算厂商有Amazon、Google以及Salesforce，Amazon是IaaS技术的代表厂商，Google的Google App Engine 是PaaS的代表厂商，而Salesforce则是SaaS的代表厂商。那IaaS、PaaS、SaaS是什么意思呢？下面就逐一进行详细介绍。
1．IaaS
IaaS是Infrastructure as a Service的英文缩写，翻译过来就是“基础架构作为服务”的意思。那计算机的基础架构是什么呢？无外乎CPU、内存、硬盘等，其实质就是一部虚拟机，你可以从Amazon或其他IaaS提供商那里买到合乎需求（硬件、流量、价格等）的虚拟机作为你的服务器，并且可以通过浏览器快速部署操作系统和服务，令你的Web Service快速上线并提供服务。本书会介绍Amazon的云服务。
2．PaaS
PaaS是Platform as a Service的英文缩写，翻译过来就是“平台即服务”的意思。该平台主要是为广大程序员以及厂商提供一个在线的开发、测试和托管的服务，尤其适合网络应用程序的开发和维护。Google App Engine就是一个成功的典范，开发者可以轻而易举地在Google App Engine上注册账号进行开发和测试，至于开发环境和数据库，这些不用开发者操心，Google App Engine已经为大家准备好了，直接使用即可，从而大大提高了开发效率。
3．SaaS
SaaS是Software as a Service的英文缩写，这个大家可能比较熟悉，就是常说的“软件即服务”，软件作为一种服务提供给客户使用，著名的Salesforce就是该领域的佼佼者，为客户提供多种专业服务，如CRM、Marking、Chatter等。关于本书
本书是一本虚拟化的入门图书，从日常虚拟化应用开始，进而介绍企业虚拟化应用。由于虚拟化技术是一个很大的概念，所以本书不会面面俱到，所有的虚拟化应用都是从个人或企业日常操作中精选出来的，以主流的VMware个人版/企业版和VirtualBox为例来介绍，最适合边学习边应用。本书特色
本书最大的特色就是突出最为常用的虚拟化工具，如VMware以及VirtualBox丰富的应用，图文并茂，内容翔实，多数知识点都联系实际应用，并可以帮助读者解决应用中的实际问题和学习中的难题，提高应用效率。本书主要有以下三大特色：
● 突出最为常用的虚拟化应用，通过虚拟化应用实例来介绍虚拟化工具的使用。
● 虚拟化应用的选择全面且重点突出，从日常的虚拟化应用到企业的虚拟化应用全面涉及，但又重点讲解具有实用价值的应用。
● 循序渐进地学习，从日常的虚拟化应用，逐步过渡到企业级虚拟化应用。本书配套虚拟机
为便于读者学习，本书配有创建好的虚拟机，下载地址如下。
Ubuntu 12.04：https://skydrive.live.com/redir?resid=E78559025012C3C8!6174&authkey=!AFgXCHVSCp2ivS0
OpenSUSE 12.2：https://skydrive.live.com/redir?resid=E78559025012C3C8!6158&authkey=!AKn64mx6Gfo-gUk
虚拟机版本需求：VMware Player 5.0/VMware Workstation 9及以上版本
用户名：linux
密码：1234567关于图书的建议、批评
请发邮件到：hxl2000@gmail.com。感谢
特别感谢电子工业出版社的李冰和黄爱萍这两位编辑的支持和鼓励，使得本书能够如此之快和读者见面。
本书由何晓龙策划和编写，参与本书创作和编写的有何晓龙、上海电力学院的邢利荣。由于虚拟化应用范围十分广泛，再加上水平有限，书中疏漏和错误之处在所难免，敬请广大读者批评指正。何晓龙2013年4月01 与虚拟机的第一次亲密接触“虚拟化”这个名词听起来太抽象和专业了，所以本章将从大家日常可以接触到的虚拟化产品开始讲起，通过实实在在的虚拟化应用来了解虚拟化技术。本章会详细介绍虚拟化最新产品VMware Player 5、VMware Workstation 9以及VirtualBox的安装和使用，并通过具体实例轻松跨入虚拟化技术的大门。1.1 VMware Player 5的基本使用
VMware Player是VMware最基础也最为实用的VMware桌面产品，其不仅可以播放制作好的VMware格式虚拟机文件，还可以创建虚拟机，完全免费。最为重要的是，其核心都是采用相应的VMware Workstation的核心，如VMware Player 4.0采用的是VMware Workstation 8.0的核心，VMware Player 5.0采用最新的VMware Workstation 9.0的核心，依此类推，也就是说，可以通过VMware Player体验最新的VMware Workstation，大家可以将其视为具有常用功能的简化版VMware Workstation。
VMware Player，顾名思义，最开始的功能是播放VMware Workstation制作的虚拟机镜像，从2010年发布的VMware Player 3.0开始，VMware Player也具有创建虚拟机的功能了，并作为VMware公司抢占桌面市场的王牌。
1．安装和使用VMware Player
如何使用VMware Player呢？第一步是到VMware的网站去下载VMware Player。首先在VMware网站注册一个账号，然后用此账号登录VMware网站，进入VMware Player下载网页http://www.vmware.com/products/player，单击该页面上的“Download”按钮，保存即可。下面就以最新的VMware Player 5.0为例来详细介绍其使用方法。
双击VMware Player 5的安装文件，这时会弹出VMware Player的安装界面，具体效果如图1-1所示。
如果Windows系统已经安装了先前版本的VMware Player，安装程序会提示你卸载该版本，具体操作如图1-2所示。图1-1 VMware Player 5的安装界面图1-2 卸载较旧版本的VMware Player
单击“Uninstall”按钮后，就会出现重启界面，如图1-3所示。图1-3 重启Windows系统
重启系统后，VMware Player 5的安装程序会自动运行，没有安装过VMware Player的朋友，可以直接从这里开始看VMware Player 5如何安装。
首先会弹出欢迎界面，如图1-4所示。图1-4 开始安装VMware Player 5
单击“Next”按钮，接下来选择“目标文件夹”，也就是说，要将VMware Player 5安装到哪里，这里采用默认位置，大家可以根据实际情况自行定义，如需自定义安装位置，只需单击“Change”按钮即可选择，具体操作如图1-5所示。图1-5 决定安装位置
确定了安装位置后，单击“Next”按钮，这时会出现快捷方式对话框，在这里可以设定将VMware Player 5的图标放置在哪里。在默认情况下，桌面和开始菜单都是选中的，一般不用修改，直接单击“Next”按钮继续，具体操作如图1-6所示。
设置完图标位置后，就会出现正式安装界面，直接单击“Continue”按钮开始安装，具体操作如图1-7所示。
开始安装后，就会出现安装进度条，安装期间，屏幕可能会闪动，不必理会，很快就会安装好，具体过程如图1-8所示。图1-6 设置VMware Player 5启动图标位置图1-7 开始安装图1-8 安装过程
最后安装成功会出现如图1-9所示的画面。图1-9 VMware Player 5安装成功
安装成功后，双击桌面上的VMware Player 5图标，即可启动，第一次运行会出现如图1-10所示的接受协议界面，直接选择“Yes”后，单击“Next”按钮继续。图1-10 接受VMware用户协议
单击“Ok”按钮后，就会出现VMware Player 5的简洁界面，如图1-11所示。
VMware Player安装完成以后，即可创建虚拟机或运行虚拟机文件。单击VMware Player默认主界面中Home右侧的“Create a new Virtual Machine”按钮，即可开始创建虚拟机。首先会出现“New Virtual Machine Wizard”窗口，如图1-12所示。
默认选中的是“I will install the operating system later”选项，一般采用默认选项即可，至于光盘镜像，可以创建好虚拟机之后再设置，这样会省事很多，直接单击“Next”按钮继续。图1-11 VMware Player 5的简洁界面图1-12 创建虚拟机
接下来出现的是选择操作系统对话框，由于VMware以支持的平台全面而著称于世，所以一般不用担心要安装的系统不在支持之列，这里选择开源的Linux系统。大家可以根据自己的实际需要来选择相应的操作系统，比如要体验最新的Windows 8，就可以选择Microsoft Windows，然后从下拉列表框中选择Windows 8系统。需要注意的是，VMware Player默认支持的系统都是32位系统，如果要安装64位系统，可以从列表中选择，比如要安装64位的Windows 8，则可以选择Windows 8 X64。这里选择OpenSUSE选项，具体操作如图1-13所示。图1-13 确定虚拟机所安装系统
选择了操作系统类型后，直接单击“Next”按钮，接下来就需要设置虚拟机的安装路径，这里采用默认路径安装，如需改变虚拟机安装位置，直接单击“Browse”按钮选择即可，具体操作如图1-14所示。图1-14 设置虚拟机位置
接下来需要设置虚拟磁盘，默认设置是20GB，如果感觉不够用可以自行添加。此外还有两个选项，即保存虚拟机到一个文件还是保存虚拟机到多个文件，默认为保存到多个文件，除非必要，否则采用默认设置即可，具体操作如图1-15所示。图1-15 设置虚拟磁盘容量和保存方式
设置好磁盘容量后，直接单击“Next”按钮，即可完成创建虚拟机的必要设置，出现确认设置界面，具体结果如图1-16所示。图1-16 确认创建虚拟机界面
单击“Finish”按钮即可完成虚拟机的创建，至于其他设置，都是可以通过编辑虚拟机配置来改变的，如内存、网卡工作方式、系统光盘镜像等设置，具体操作如图1-17和图1-18所示。图1-17 设置内存容量图1-18 设置光盘引导镜像
2．创建OpenSUSE虚拟机
下面就以最新的OpenSUSE 12.2为例来介绍如何使用VMware Player 5创建一个OpenSUSE虚拟机。
启动刚刚创建好的虚拟机，只要设置好光盘镜像，并且是第一次启动虚拟机，VMware Player 5就会自动进行光盘引导，如果配置正确，就可以看到如图1-19所示的安装界面。图1-19 OpenSUSE安装界面
顺利启动后，如果还没有校验过安装介质是否正确，就需要选择OpenSUSE安装程序启动菜单中的“Check Installation Media”选项来检测安装介质有没有错误，如果已经检测过了，则可以跳过此步骤，直接选择“Installation”选项开始安装。检测安装介质的操作如图1-20和图1-21所示。图1-20 选择“Check Installation Media”选项进行安装介质的检测图1-21 检测安装介质是否正确
如果安装介质没有问题，就会出现如图1-22所示的界面。图1-22 安装介质没有错误
这时，OpenSUSE的安装程序会自动启动系统安装程序，安装程序的默认语言是英文，所以首先需要选择语言，这里选择“简体中文”，很快界面就变成简体中文的了，然后单击“下一步”按钮继续，具体结果如图1-23所示。
选择语言后，即可选择安装模式，这里采用全新安装模式进行安装，具体操作如图1-24所示。图1-23 选择语言图1-24 选择安装模式
选择好安装模式后，就可以选择时区了，这里选择“上海”，如果处于其他时区，则可以根据实际情况进行选择，设置正确，直接单击“下一步”按钮继续，具体操作如图1-25所示。
到了选择桌面环境的时候了，系统默认是KDE桌面，这里选择“GNOME桌面”，如果要选择XFCE或LXDE桌面，则可以打开其他选项进行选择，选择好后即可单击“下一步”按钮继续，具体操作如图1-26所示。图1-25 选择时区图1-26 选择桌面环境
选择了桌面环境后就到了系统安装的关键一步——系统分区，这一直是Linux初学者的鬼门关，稍不小心，就会毁掉硬盘上的数据，不过由于是虚拟机，这里就没有什么风险了，搞坏了大不了重新创建一部虚拟机，并且操作也大大简化了，直接采用默认分区方案即可。单击“下一步”按钮继续，具体操作如图1-27所示。图1-27 系统分区
分区完成后，开始创建一个普通用户，这个比较简单，直接创建即可。创建好用户后，单击“下一步”按钮继续，具体操作如图1-28所示。图1-28 创建用户
创建好用户后就可以开始安装了，这时安装程序会将前面的设置全部汇总，并让你确认，如果没有问题，直接单击“安装”按钮即可开始OpenSUSE的安装，具体操作如图1-29和图1-30所示。图1-29 安装设置汇总图1-30 确认开始安装系统
再次确认安装系统后，安装程序就开始根据先前的设置安装系统了，这个过程大约需要半小时，并且取决于物理主机和虚拟主机的配置，具体操作如图1-31所示。图1-31 安装OpenSUSE
安装结束后，安装程序还会自动进行配置，具体过程如图1-32所示。图1-32 自动配置系统
系统配置完成后，即可自动登录到OpenSUSE的桌面环境，由于先前选择了GNOME桌面，所以就进入了最新的GNOME 3.4桌面环境，具体操作如图1-33所示。图1-33 OpenSUSE 12.2最新的GNOME 3.4桌面环境
为了便于大家的学习，这里提供两个制作好的Ubuntu和OpenSUSE虚拟机文件，大家可以直接下载使用，下载地址如下。
Ubuntu 12.04：https://skydrive.live.com/redir?resid=E78559025012C3C8!6174&authkey=!AFgXCHVSCp2ivS0
OpenSUSE 12.2：https://skydrive.live.com/redir?resid=E78559025012C3C8!6158&authkey=!AKn64mx6Gfo-gUk
虚拟机版本需求：VMware Player 5.0/VMware Workstation 9及以上版本
用户名：linux
密码：1234567
如果要打开制作好的虚拟机文件，可以单击VMware Player 5主界面右侧的“Open a Virtual Machine”按钮，选择欲打开的虚拟机文件，即可打开虚拟机。
由于这些虚拟机文件并不是在原始安装它的虚拟机上运行的，打开以后会询问是配置文件移动还是复制，选择“Move”（移动）即可。单击“OK”按钮后虚拟机就开始启动了，启动完成以后可以看到Ubuntu 12.04或OpenSUSE 12.2的登录界面，如图1-34和图1-35所示。
使用虚拟机说明文件提供的口令登录以后就可以使用VMware Player了。VMware Player的使用方法是，单击虚拟机窗口进入虚拟机，鼠标和键盘动作就会被虚拟机窗口俘获，而要脱离虚拟机的俘获模式则要使用快捷键 “Alt+Ctrl”（键盘左侧）。图1-34 VMware Player 5运行Ubuntu虚拟机图1-35 VMware Player 5运行OpenSUSE虚拟机
登录虚拟机后，就可以自由体验Ubuntu和OpenSUSE Linux了。如果要关闭虚拟机，则可以从虚拟机中选择关机或重启，或者直接选择VMware Player 5主菜单“Player”→“Power”→“Power Off（关机）/Reset（重启）”选项，具体操作如图1-36所示。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]