網路虛擬化技術完全指南

《網路虛擬化技術完全指南》是2015年8月電子工業出版社出版的圖書，作者是敖志剛。

基本介紹

• 書名：網路虛擬化技術完全指南
• 作者：敖志剛  編著  
• ISBN： 978-7-121-26561-7
• 頁數：644頁
• 定價：99.00元
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2015年8月出版
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

網路虛擬化的大全寶典——主要包括：虛擬化基礎知識、網路虛擬化基礎、虛擬機、伺服器虛擬化技術、桌面虛擬化技術、存儲虛擬化、鏈路虛擬化、路由器虛擬化、虛擬交換機、雲計算與虛擬化技術，以及雲計算資源虛擬化技術。

權威解讀網路虛擬化——系統和全面地反映了網路虛擬化的精髓、核心內容、基礎知識、技術原理、系統構建、體系架構、設計思路、實現方法、部署策略、模式模型、典型案例、主要協定、管理平台、研究現狀和最新發展方向。

內容提要

《網路虛擬化技術完全指南》系統和全面地反映了網路虛擬化的精髓、核心內容、基礎知識、技術原理、系統構建、體系架構、設計思路、實現方法、部署策略、模式模型、典型案例、主要協定、管理平台、研究現狀和最新發展方向，詳細論述了虛擬機的監控、熱備份、動態遷移和自動部署；存儲器件的動態分區和整合；資源的提供、發現、監控、選擇、調度和部署；對鏈路聚合、虛擬接口切分、硬體分割和隔離、設備邏輯組合、虛擬集群及虛擬映射等關鍵技術。主要涉及網路虛擬化基礎、虛擬機、伺服器虛擬化、桌面虛擬化、存儲虛擬化、鏈路虛擬化、路由器虛擬化，以及虛擬交換機、雲計算及資源虛擬化等內容。

《網路虛擬化技術完全指南》可作為高校學生選修課和專業培訓的教材或教學參考書並適用於業餘愛好者自學，也可作為在信息領域學習的本科生和研究生的必修課教材或教學參考書；此外可供從事網路規劃、設計、安裝和管理的工程技術人員，以及從事網路研究、開發和教學的科研人員和教師研讀。

目錄

第1章 虛擬化基礎知識 1

1．1 虛擬化的概念與優缺點 1

1．1．1 虛擬化的含義 1

1．1．2 虛擬化的優勢和存在的問題 3

1．2 虛擬化技術的發展與套用展望 5

1．2．1 虛擬化發展歷程 5

1．2．2 虛擬化技術的套用 12

1．2．3 虛擬化技術的發展趨勢與展望 14

1．3 虛擬化分類 17

1．3．1 從實現層次分類 17

1．3．2 按套用領域分類 19

1．3．3 按照可虛擬化的資源不同分類 22

1．3．4 按系統虛擬機採用的技術不同分類 24

1．3．5 按抽象對象的不同進行分類 28

1．4 虛擬化的設計與實現 30

1．4．1 虛擬化評估和設計流程 30

1．4．2 虛擬化構建方法 35

1．4．3 虛擬化技術的實現原理 37

1．4．4 虛擬化實現模式 38

1．4．5 創建虛擬化解決方案 42

1．4．6 著名的虛擬化軟體 48

1．5 虛擬化體系架構 49

1．5．1 虛擬化實現的抽象層次架構 49

1．5．2 虛擬化群集的層次架構 52

1．5．3 Microsoft的Hyper-V虛擬化架構 54

1．5．4 IBM Power虛擬化體系架構 56

第2章 網路虛擬化技術基礎 60

2．1 網路虛擬化概況 60

2．1．1 網路虛擬化的技術背景 60

2．1．2 網路虛擬化的基本概念 61

2．1．3 網路虛擬化的基本特徵 63

2．1．4 網路虛擬化的需求和套用前景 67

2．1．5 國外在網路虛擬化方面的研究現狀 69

2．1．6 網路虛擬化研究面臨的主要挑戰 74

2．1．7 網路虛擬化的關鍵研究問題 76

2．2 網路虛擬化模型 78

2．2．1 虛擬網路的運營主體模型 78

2．2．2 網路虛擬化分層模型 79

2．2．3 虛擬網路的結構模型 802．3 網路虛擬化的設備邏輯組合技術 83

2．3．1 N：1虛擬化設備組合技術 84

2．3．2 1：N虛擬化設備組合技術 86

2．3．3 N：1：M虛擬化設備組合技術 89

2．4 網路虛擬化的橫向和縱向架構 90

2．4．1 網路虛擬化智慧型彈性（橫向）架構 90

2．4．2 網路虛擬化縱向架構 97

第3章 虛擬機 105

3．1 虛擬機的概念與原理 105

3．1．1 虛擬機的概念 105

3．1．2 虛擬機的主要特點和優勢 107

3．1．3 虛擬機技術的套用領域與場景 109

3．1．4 虛擬機分類 112

3．1．5 虛擬機的組件和構件 118

3．1．6 虛擬機監控器 119

3．1．7 虛擬機的模型和模式 120

3．1．8 主流虛擬機軟體產品介紹 124

3．2 虛擬機的主要技術 128

3．2．1 虛擬機的技術要求 128

3．2．2 多核虛擬機監控技術 131

3．2．3 虛擬機雙機熱備份技術 133

3．3 虛擬機的遷移原理與方法 135

3．3．1 虛擬機遷移簡介 135

3．3．2 虛擬機動態遷移的特點、

策略、要求與套用 138

3．3．3 虛擬機動態遷移的系統架構 140

3．3．4 Xen動態遷移的模組組成及流程 141

3．3．5 共享存儲的動態遷移 143

3．3．6 本地存儲的動態遷移 145

3．3．7 虛擬機動態遷移方法 146

3．4 虛擬機部署 152

3．4．1 需求分析 152

3．4．2 虛擬機的執行步驟和生命周期 153

3．4．3 多虛擬機的原理與配置 156

3．4．4 虛擬機部署體系結構和功能分析 162

3．4．5 虛擬機部署的工作流程 165

3．4．6 虛擬機部署策略 166

3．5 Java虛擬機 168

3．5．1 Java語言與Java虛擬機 168

3．5．2 Java虛擬機的數據類型 171

3．5．3 Java虛擬機的系統結構 174

3．5．4 Java虛擬機的實現過程 181

第4章 伺服器虛擬化技術 187

4．1 伺服器虛擬化概述 187

4．1．1 產生原因 187

4．1．2 基本概念 188

4．1．3 伺服器虛擬化的分類 189

4．1．4 伺服器虛擬化的優勢與不足 191

4．2 伺服器虛擬化的分區技術 194

4．2．1 伺服器虛擬化為何要分區 194

4．2．2 硬體分區技術 195

4．2．3 邏輯分區技術 198

4．2．4 IBM pSeries的邏輯分區 205

4．2．5 資源分區技術 212

4．2．6 動態分區遷移技術 213

4．2．7 不同廠商的分區技術比較 220

4．3 虛擬伺服器整合技術 223

4．3．1 伺服器整合與刀片伺服器 223

4．3．2 伺服器整合的有效途徑 226

4．3．3 伺服器整合的基本流程 228

4．3．4 虛擬化整合的體系架構 228

4．3．5 虛擬伺服器整合的典型案例 233

4．4 CPU 虛擬化 2384．4．1 CPU 虛擬化簡介 238

4．4．2 基於軟體和硬體的CPU虛擬化 240

4．4．3 CPU虛擬化要解決的主要問題 242

4．5 記憶體虛擬化 242

4．5．1 虛擬記憶體和記憶體虛擬化 242

4．5．2 使用映射關係和頁表 243

4．5．3 核心虛擬機（KVM）記憶體虛擬化 246

4．6 I/O虛擬化 251

4．6．1 基本概念和研究的問題 251

4．6．2 伺服器I/O的虛擬共享和物理專用 254

4．6．3 I/O虛擬化的過程 256

4．6．4 虛擬機中的I/O模型 258

4．6．5 I/O虛擬化的實現方式 259

4．6．6 單－源I/O虛擬化 266

第5章 桌面虛擬化技術 273

5．1 桌面虛擬化概況 273

5．1．1 各種類型的桌面 273

5．1．2 桌面虛擬化技術的前身 276

5．1．3 虛擬桌面和桌面虛擬化 277

5．1．4 桌面虛擬化與伺服器虛擬化的區別 280

5．1．5 虛擬化桌面的分類 281

5．1．6 桌面虛擬化提供的功能特性和優勢 283

5．2 桌面虛擬化的技術與模式 286

5．2．1 桌面虛擬化的相關技術 286

5．2．2 桌面虛擬化的技術元素 289

5．2．3 桌面虛擬化的模式 291

5．2．4 一種典型的技術方案設計 294

5．3 桌面虛擬化的主要協定 297

5．3．1 遠程顯示協定――RDP 297

5．3．2 獨立計算架構――ICA協定 302

5．3．3 基於IP的PC――PCoIP協定 306

5．3．4 獨立計算環境簡單協定――SPICE 309

5．3．5 桌面傳輸和顯示協定的比較 312

5．4 虛擬桌面基礎架構 314

5．4．1 什麼是VDI虛擬桌面基礎架構 314

5．4．2 VDI 部署方式 314

5．4．3 VDI的組件架構 315

5．4．4 Citrix和VMware的VDI組件架構 317

5．4．5 VMware公司的桌面虛擬化產品VDI 318

5．4．6 VDI和SBC兩大技術方案 322

5．5 桌面虛擬化的體系結構 324

5．5．1 桌面虛擬化的層次結構 324

5．5．2 面向雲計算的虛擬化桌面系統結構 328

5．6 虛擬桌面管理平台技術與設計 330

5．6．1 虛擬桌面管理平台的特點及關鍵問題 330

5．6．2 虛擬桌面管理平台的拓撲結構 331

5．6．3 虛擬平台開發框架和流程 332

5．6．4 管理平台功能模組的構建 333

5．6．5 桌面池管理 333

5．6．6 用戶管理 335

5．6．7 用戶組管理 336

5．6．8 桌面分配 337

5．7 桌面虛擬化的典型解決方案 338

5．7．1 用於某企業的虛擬桌面解決方案 3385．7．2 VMware View經典桌面虛擬化解決方案 342

第6章 存儲虛擬化 350

6．1 存儲虛擬化基礎 350

6．1．1 存儲虛擬化的概念 350

6．1．2 存儲虛擬化的優缺點 353

6．1．3 存儲資源和存儲管理的虛擬化 355

6．1．4 虛擬存儲和存儲虛擬化的套用 357

6．2 存儲虛擬化的主要技術 359

6．2．1 虛擬磁碟技術 359

6．2．2 一般性虛擬存儲系統的模型 363

6．2．3 存儲虛擬化的存儲空間劃分 363

6．2．4 虛擬存儲抽象技術 364

6．2．5 存儲虛擬化網路的重要技術 365

6．3 存儲虛擬化的實現方法和方式 369

6．3．1 存儲虛擬化實現的對象 370

6．3．2 存儲虛擬化的實現方式 373

6．3．3 存儲虛擬化實現的機制 378

6．4 遠程虛擬磁碟設計 380

6．4．1 遠程虛擬磁碟的概念與拓撲 380

6．4．2 系統總體架構與流程 380

6．4．3 系統模組設計 382

第7章 鏈路虛擬化 388

7．1 鏈路虛擬化技術介紹 388

7．1．1 概念、分類與作用 388

7．1．2 鏈路虛擬化的相關技術 390

7．1．3 鏈路虛擬化中的硬體設備和虛擬機 392

7．1．4 支持鏈路虛擬化的網路模型 393

7．1．5 虛擬鏈路快速轉發表及其處理流程 394

7．1．6 鏈路虛擬化中轉發表的映射方式 395

7．1．7 鏈路虛擬化邏輯功能結構 396

7．2 鏈路聚合技術 398

7．2．1 基本概念 398

7．2．2 聚合鏈路的主要功能 402

7．2．3 鏈路聚合的模式 403

7．2．4 鏈路聚合的整體結構 407

7．2．5 鏈路聚合的拓撲結構 408

7．2．6 鏈路聚合實現原理 411

7．2．7 鏈路聚合標準 417

7．2．8 鏈路聚合控制協定LACP 420

7．3 虛擬接口切分技術 425

7．3．1 虛擬接口的資源切分和報文調度 425

7．3．2 鏈路接口切分的報文處理流程和模組結構 426

7．3．3 採用PPP協定的鏈路接口切分的實現結構 428

7．3．4 虛擬接口創建流程 430

7．3．5 基於裁剪樹的多跳虛擬鏈路轉發模組實現 431

第8章 路由器虛擬化 433

8．1 虛擬路由器 433

8．1．1 虛擬路由器的基本概念 433

8．1．2 虛擬路由器的基本功能和設計要求 434

8．1．3 虛擬路由器的基本結構 436

8．1．4 虛擬路由器數據平面的整體結構 438

8．1．5 虛擬化路由器控制平面模型 440

8．2 可程式虛擬路由器的主要技術 443

8．2．1 可程式虛擬路由器的技術體系及面臨的挑戰 4438．2．2 路由器虛擬化技術 445

8．2．3 虛擬路由器的可程式性 450

8．2．4 轉發性能 454

8．3 虛擬路由器冗餘協定 456

8．3．1 VRRP概述 456

8．3．2 VRRP的相關概念 458

8．3．3 VRRP的功能需求和特點 459

8．3．4 VRRP的工作原理 462

8．3．5 VRRP的狀態模型 464

8．3．6 VRRP報文格式 469

第9章 虛擬交換機 473

9．1 虛擬交換機簡介 473

9．1．1 虛擬交換機的概念 473

9．1．2 虛擬交換機的特徵和要解決

的問題 474

9．2 虛擬交換機的原理與技術 478

9．2．1 虛擬交換機工作原理 478

9．2．2 虛擬交換機的分割和隔離機制 481

9．2．3 虛擬交換機功能的模擬 481

9．2．4 虛擬交換集群技術 483

9．2．5 基於流的虛擬交換技術 485

9．3 虛擬交換機的系統架構 489

9．3．1 概述 489

9．3．2 相關概念 491

9．3．3 虛擬交換機系統的形成 493

9．3．4 VSS數據轉發 500

9．4 虛擬交換機的典型結構 502

9．4．1 IP虛擬交換機的體系結構 502

9．4．2 基於主從角色的虛擬交換機冗餘結構 504

9．4．3 Xen虛擬交換機的典型架構 509

9．5 虛擬交換機系統生成樹協定 512

9．5．1 虛擬交換機系統總體流程 512

9．5．2 生成樹協定和快速生成樹協定 513

9．5．3 虛擬交換機信息管理 514

9．5．4 連線埠信息管理 515

9．5．5 STP協定BPDU幀 517

9．5．6 STP協定選舉生成樹的過程 519

第10章 雲計算與虛擬化技術 524

10．1 雲計算的概念與類型 524

10．1．1 雲計算概念的由來 524

10．1．2 雲計算的基本概念 526

10．1．3 雲計算的特點 527

10．1．4 雲計算的分類 530

10．1．5 雲組件模型 536

10．1．6 雲計算服務套用場景 537

10．1．7　雲管理 541

10．2 基於虛擬網的雲計算 543

10．2．1 雲計算與虛擬化技術之間的關係 543

10．2．2 雲計算中的虛擬集群 547

10．2．3 虛擬化與雲計算數據中心 552

10．2．4 網路虛擬化在雲計算中的套用 556

10．3 虛擬化環境下的雲計算體系結構 559

10．3．1 雲計算的技術體系結構 559

10．3．2 虛擬化角度下的雲計算架構 561

10．3．3 雲計算平台中的虛擬化運行環境核心模組設計 564

第11章 雲計算資源虛擬化技術 571

11．1 信息資源與雲資源虛擬化 571

11．1．1 信息資源概述 571

11．1．2 資源虛擬化的概念 57411．1．3 虛擬資源特徵 576

11．1．4 資源的性能指標 578

11．1．5 雲服務與虛擬化資源的關係 580

11．2 虛擬化資源平台 583

11．2．1 虛擬化資源平台的功能 583

11．2．2 虛擬化資源平台 585

11．2．3 信息資源雲的虛擬邏輯架構 588

11．3 資源虛擬化的實現原理與設計 593

11．3．1 雲計算如何實現資源的虛擬化 593

11．3．2 虛擬資源的靜態與動態分配算法 594

11．3．3 資源虛擬化的一種實現方案 597

11．4 虛擬資源管理 599

11．4．1 虛擬資源管理的功能 599

11．4．2 虛擬資源提供與自動部署 602

11．4．3 虛擬資源調度模型、算法及其過程 607

11．4．4 虛擬化資源管理目錄的系統架構和引擎設計 611

11．4．5 案例分析――一個典型的虛擬資源管理器框架 615

附錄A 參考文獻 619

附錄B 英文縮寫語及其中英文對照 621