第1章  KVM概述   1
1.1  虛擬化技術簡介   1
1.1.1  虛擬化的定義   1
1.1.2  操作繫統虛擬化的發展歷史   2
1.1.3  虛擬化的分類   2
1.1.4  虛擬化的目的   3
1.2  KVM簡介   3
1.2.1  什麼是KVM   4
1.2.2  KVM的發展史   4
1.2.3  KVM歷史大事件   4
1.2.4  KVM的功能   4
1.2.5  KVM的優勢   5
1.3  習題   6
第2章  安裝KVM   7
2.1  KVM架構解析   7
2.1.1  KVM內核模塊   7
2.1.2  QEMU用戶態工具   8
2.2  安裝環境準備   8
2.2.1  Windows環境準備   8
2.2.2  下載與安裝VMware Workstation   10
2.2.3  下載CentOS Steam 9的ISO文件   13
2.2.4  創建新虛擬機   14
2.3  圖形化安裝KVM   20
2.3.1  克隆虛擬機   20
2.3.2  為虛擬機安裝操作繫統   23
2.3.3  圖形化下安裝KVM   29
2.4  繫統最小化安裝KVM   32
2.5  KVM管理工具   37
2.5.1  libvirt   37
2.5.2  virsh   37
2.5.3  virt-manager   38
2.5.4  virt-viewer   38
2.6  習題   39
第3章  創建KVM虛擬機   41
3.1  Virt-Manager圖形化創建KVM虛擬機   41
3.1.1  創建虛擬機   41
3.1.2  使用Virt-Manager查看當前配置   51
3.2  virt-install命令創建虛擬機   52
3.2.1  創建虛擬機並通過交互模式安裝   53
3.2.2  查看虛擬機與環境的配置   55
3.2.3  virt-install高級用法示例   55
3.3  VNC連接KVM虛擬機   57
3.3.1  什麼是VNC   57
3.3.2  VNC服務端   58
3.3.3  VNC客戶端   59
3.4  習題   61
第4章  虛擬機管理   63
4.1  libvirt架構描述   63
4.2  使用virsh管理虛擬機   64
4.2.1  獲得幫助   65
4.2.2  常用子命令   67
4.3  習題   74

第5章  管理KVM虛擬網絡   75
5.1  查看默認網絡環境   75
5.1.1  查看宿主機的網絡環境   75
5.1.2  查看libvirt的網絡環境   77
5.1.3  查看虛擬機的網絡配置   80
5.1.4  libvirt管理的虛擬網絡   81
5.2  創建和管理隔離網絡   81
5.2.1  通過virsh創建和管理隔離
網絡   82
5.2.2  使用隔離網絡   84
5.3  創建和管理NAT網絡   85
5.3.1  使用virsh創建NAT網絡   86
5.3.2  使用NAT網絡   89
5.4  創建和管理橋接網絡   90
5.4.1  在宿主機上創建網橋   91
5.4.2  使用網橋   93
5.5  習題   94
第6章  管理KVM虛擬存儲   95
6.1  常見的存儲資源   95
6.2  虛擬磁盤類型   96
6.3  qemu-img磁盤管理命令   97
6.3.1  創建和格式化磁盤文件   97
6.3.2  調整磁盤文件的大小   99
6.3.3  鏡像文件格式轉換   100
6.3.4  快照管理   101
6.4  存儲池   103
6.4.1  查看當前存儲池   104
6.4.2  存儲池分類   105
6.4.3  創建基於目錄的存儲池   106
6.4.4  創建基於LVM邏輯卷的
存儲池   109
6.4.5  創建基於網絡文件繫統的
存儲池   111
6.5  存儲卷   114
6.5.1  查看存儲卷信息   115
6.5.2  創建存儲卷   116
6.5.3  存儲卷管理   120
6.6  習題   122
第7章  容器技術簡介   123
7.1  容器的定義   123
7.2  實驗環境部署   124
7.3  容器與虛擬機   126
7.4  容器的發展史   129
7.5  容器的標準化   131
7.6  容器的應用場景   132
7.7  習題   134
第8章  Docker鏡像管理   135
8.1  鏡像的作用   135
8.2  獲取鏡像   136
8.3  鏡像的結構   138
8.4  Docker的存儲驅動程序   139
8.5  查看鏡像信息   144
8.5.1  使用images/image ls子命令
列出鏡像   145
8.5.2  使用tag子命令為鏡像添加
標簽   146
8.5.3  使用inspect子命令查看
詳細信息   148
8.5.4  使用history子命令查看
鏡像的構建歷史   148
8.6  在Docker官方倉庫中搜尋
鏡像   149
8.7  刪除和清理鏡像   150
8.7.1  鏡像的狀態   150
8.7.2  刪除鏡像   151
8.7.3  清理鏡像   152
8.8  創建新鏡像   153
8.8.1  基於已有容器創建新鏡像   153
8.8.2  使用Dockerfile創建
新鏡像   156
8.8.3  導入本地模板來創建
新鏡像   158
8.9  保存與加載鏡像   160
8.10  集中管理鏡像   163
8.10.1  上傳鏡像到公共倉庫   163
8.10.2  上傳鏡像到私有倉庫   165
8.11  習題   168
第9章  Docker容器管理   171
9.1  容器管理概述   171
9.2  創建容器   173
9.2.1  創建新容器   173
9.2.2  啟動容器   175
9.2.3  新建並啟動容器   176
9.2.4  在後臺運行容器   177
9.2.5  查看容器輸出   178
9.3  停止容器   178
9.3.1  暫停/恢復容器   178
9.3.2  停止容器   180
9.3.3  殺死容器   181
9.4  進入容器內部   182
9.4.1  attach子命令   182
9.4.2  exec子命令   183
9.5  刪除容器   184
9.5.1  rm子命令   184
9.5.2  prune子命令   185
9.6  遷移容器   186
9.7  查看容器   187
9.7.1  查看容器詳情   187
9.7.2  查看容器內進程   188
9.7.3  查看統計信息   188
9.8  其他容器命令   189
9.8.1  復制文件   189
9.8.2  查看變更   189
9.8.3  查看端口映射   190
9.8.4  更新配置   190
9.9  習題   191
第10章  Docker網絡管理   193
10.1  Docker網絡的啟動和配置   193
10.1.1  網絡啟動過程   193
10.1.2  網絡配置參數   195
10.2  容器的名稱解析   196
10.2.1  名稱解析器默認的配置   196
10.2.2  修改解析器的配置   197
10.3  容器的訪問控制   199
10.3.1  容器訪問外部網絡   199
10.3.2  容器之間相互訪問   203
10.4  容器的端口映射   206
10.5  容器的便捷互聯機制   208
10.6  容器的網絡管理命令   210
10.6.1  列出網絡   210
10.6.2  查看網絡信息   211
10.6.3  創建自定義網絡   213
10.6.4  接入網絡   218
10.6.5  斷開網絡   220
10.6.6  刪除和清理網絡   222
10.7  配置host網絡模式   223
10.8  配置none網絡模式   225
10.9  習題   225
第11章  Docker存儲管理   227
11.1  Docker存儲概述   227
11.2  Docker的卷   228
11.2.1  Docker卷的管理   228
11.2.2  Docker卷的使用   230
11.2.3  Docker卷的適用場景   231
11.3  Docker的綁定掛載   231
11.4  習題   234
第12章  使用Dockerfile創建鏡像   235
12.1  Dockerfile的基本結構   235
12.2  Dockerfile的配置指令   242
12.3  Dockerfile的操作指令   247
12.4  創建鏡像   250
12.4.1  命令選項   250
12.4.2  父鏡像的選擇   251
12.4.3  使用.dockerignore文件   252
12.4.4  多步驟創建   252
12.5  習題   253

第13章  Docker實戰案例   255
13.1  Linux操作繫統鏡像   255
13.1.1  BusyBox   256
13.1.2  Alpine   257
13.1.3  Debian/Ubuntu   258
13.1.4  CentOS/Fedora   259
13.2  為鏡像添加SSH服務   259
13.3  Web服務   262
13.3.1  Nginx   262
13.3.2  Apache HTTPD   263
13.4  數據庫服務   263
13.4.1  MySQL   264
13.4.2  MariaDB   266
13.4.3  MongoDB   266
13.5  習題   268
參考文獻   269

近年來，雲計算技術在全球範圍內迅猛發展，已經成為數字化時代的重要基礎設施，深入到人們的生活和工作中。數字化、網絡化、智能化、協同化已經成為世界經濟和科技發展的主要趨勢，我國正在逐步加強數字基礎設施建設，積極發展新型基礎設施，以進一步推進雲計算、大數據、人工智能等新一代信息技術產業的發展。可以說，在當前數字化轉型的背景下，雲計算已經成為推動各行各業創新發展的重要動力。
KVM虛擬化技術與Docker容器技術是雲計算的兩個重要“引擎”，它們分別在不同領域中具有獨特的優勢與適用場景。KVM虛擬化是一種基於內核的虛擬機技術，在繫統虛擬化方面有著廣泛的應用。Docker容器則是一個顛覆性的容器化技術，具有快速遷移、可移植性強等諸多優點。《虛擬化與容器技術》將圍繞KVM虛擬化與Docker容器展開，探究它們的基本原理、適用場景、實現與管理等方面的知識，幫助讀者更全面、更深入地了解這兩項技術的特點以及如何使用它們來助力業務發展。
《虛擬化與容器技術》內容
《虛擬化與容器技術》共分13章，分為兩部分：第一部分是KVM虛擬化技術(第1～第6章)，第二部分是Docker容器技術(第7～第13章)。
第1章介紹虛擬化的定義與歷史，KVM的原理、功能與優勢。
第2章講解KVM的架構，如何構建實驗環境，如何在Linux宿主機中安裝部署KVM。
第3章講解如何通過圖形化管理工具virt-manager和命令行管理工具virt-install創建虛擬機。
第4章講解如何通過virsh命令管理虛擬機，包括創建、暫停、恢復、停止及刪除等生命周期管理的操作。
第5章講解虛擬網絡的管理，包括NAT、橋接網絡的原理與配置。
第6章講解虛擬存儲的管理，包括存儲池、存儲卷的原理與日常管理。
第7章介紹容器的定義、部署、發展歷史及應用場景等。
第8章講解Docker的架構原理、常用子命令、鏡像及鏡像倉庫的使用。
第9章講解Docker容器的基本概念及常用操作命令。
第10章講解Docker網絡原理，容器與外部網絡的相互訪問原理，默認網絡類型分析，常用管理命令等。
第11章講解Docker存儲概述、存儲卷的管理及適用場景。
第12章講解Dockerfile的常用配置指令，如何使用Dockerfile創建鏡像。
第13章講解Docker實戰案例：Linux操作繫統鏡像、Nginx/Apache HTTPD服務、MySQL、MariaDB、MongoDB數據庫服務。
適用對像
《虛擬化與容器技術》既可作為希望了解虛擬化技術和容器技術的繫統管理員、DevOps 工程師的技術入門書籍，也可作為高等院校雲計算相關課程的教材或教學參考書。在學習《虛擬化與容器技術》之前，應先具備一定的Linux基礎知識。在學習過程中，既要充分理解相關的概念和原理，也要注重實踐和動手操作，以加深對知識的理解和掌握。掌握KVM虛擬化技術與Docker容器技術，能夠為後續學習OpenStack、K8S等雲平臺打下堅實基礎。《虛擬化與容器技術》所有的實驗及案例，均在CentOS Stream 9 Linux環境中經過驗證。《虛擬化與容器技術》作為教材使用時，建議課時安排64～72學時。
《虛擬化與容器技術》由陳濤任主編，孔繁玉、孫鵬軍、張爐焱任副主編，編寫團隊既有多年項目研發的歷練，又有一線教學經驗。《虛擬化與容器技術》編寫過程中參考了國內外一些相關書籍，謹向這些作者表示誠摯的感謝。由於時間倉促，加之編者水平有限，書中難免存在不足之處，敬請廣大讀者批評指正。
《虛擬化與容器技術》PPT教學課件和案例源文件可通過掃描下方二維碼下載。
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編者   
2023年3月