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第1章 虚拟化基础知识 1

1.1虚拟化的概念与优缺点 1

1.1.1虚拟化的含义 1

1.1.2虚拟化的优势和存在的问题 3

1.2虚拟化技术的发展与应用展望 5

1.2.1虚拟化发展历程 5

1.2.2虚拟化技术的应用 12

1.2.3虚拟化技术的发展趋势与展望 14

1.3虚拟化分类 17

1.3.1从实现层次分类 17

1.3.2按应用领域分类 19

1.3.3按可虚拟化的资源不同分类 21

1.3.4按系统虚拟机采用的技术不同分类 23

1.3.5按抽象对象的不同进行分类 28

1.4虚拟化的设计与实现 30

1.4.1虚拟化评估和设计流程 30

1.4.2虚拟化构建方法 35

1.4.3虚拟化技术的实现原理 37

1.4.4虚拟化实现模式 38

1.4.5创建虚拟化解决方案 42

1.4.6著名的虚拟化软件 48

1.5虚拟化体系架构 49

1.5.1虚拟化实现的抽象层次架构 49

1.5.2虚拟化群集的层次架构 52

1.5.3 Microsoft的Hyper-V虚拟化架构 54

1.5.4 IBM Power虚拟化体系架构 56

第2章 网络虚拟化技术基础 60

2.1网络虚拟化概况 60

2.1.1网络虚拟化的技术背景 60

2.1.2网络虚拟化的基本概念 61

2.1.3网络虚拟化的基本特征 63

2.1.4网络虚拟化的需求和应用前景 67

2.1.5国外在网络虚拟化方面的研究现状 69

2.1.6网络虚拟化研究面临的主要挑战 74

2.1.7网络虚拟化的关键研究问题 76

2.2网络虚拟化模型 78

2.2.1虚拟网络的运营主体模型 78

2.2.2网络虚拟化分层模型 79

2.2.3虚拟网络的结构模型 80

2.3网络虚拟化的设备逻辑组合技术 83

2.3.1 N：1虚拟化设备组合技术 84

2.3.2 1：N虚拟化设备组合技术 86

2.3.3 N：1：M虚拟化设备组合技术 89

2.4网络虚拟化的横向和纵向架构 90

2.4.1网络虚拟化智能弹性（横向）架构 90

2.4.2网络虚拟化纵向架构 97

第3章 虚拟机 105

3.1虚拟机的概念与原理 105

3.1.1虚拟机的概念 105

3.1.2虚拟机的主要特点和优势 107

3.1.3虚拟机技术的应用领域与场景 109

3.1.4虚拟机分类 112

3.1.5虚拟机的组件和构件 118

3.1.6虚拟机监控器 119

3.1.7虚拟机的模型和模式 120

3.1.8主流虚拟机软件产品介绍 124

3.2虚拟机的主要技术 128

3.2.1虚拟机的技术要求 128

3.2.2多核虚拟机监控技术 131

3.2.3虚拟机双机热备份技术 133

3.3虚拟机的迁移原理与方法 135

3.3.1虚拟机迁移简介 135

3.3.2虚拟机动态迁移的特点、策略、要求与应用 138

3.3.3虚拟机动态迁移的系统架构 140

3.3.4 Xen动态迁移的模块组成及流程 141

3.3.5共享存储的动态迁移 143

3.3.6本地存储的动态迁移 145

3.3.7虚拟机动态迁移方法 146

3.4虚拟机部署 152

3.4.1需求分析 152

3.4.2虚拟机的执行步骤和生命周期 153

3.4.3多虚拟机的原理与配置 156

3.4.4虚拟机部署体系结构和功能分析 162

3.4.5虚拟机部署的工作流程 165

3.4.6虚拟机部署策略 166

3.5 Java虚拟机 168

3.5.1 Java语言与Java虚拟机 168

3.5.2 Java虚拟机的数据类型 171

3.5.3 Java的系统结构 174

3.5.4 Java的实现过程 181

第4章 服务器虚拟化技术 187

4.1服务器虚拟化概述 187

4.1.1产生原因 187

4.1.2基本概念 188

4.1.3服务器虚拟化的分类 189

4.1.4服务器虚拟化的优势与不足 191

4.2服务器虚拟化的分区技术 194

4.2.1服务器虚拟化为何要分区 194

4.2.2硬件分区技术 195

4.2.3逻辑分区技术 198

4.2.4 IBM pSeries的逻辑分区 205

4.2.5资源分区技术 212

4.2.6动态分区迁移技术 213

4.2.7不同厂商的分区技术比较 220

4.3虚拟服务器整合技术 223

4.3.1服务器整合与刀片服务器 223

4.3.2服务器整合的有效途径 226

4.3.3虚拟服务器整合的基本流程 228

4.3.4虚拟化整合的体系架构 228

4.3.5虚拟服务器整合的典型案例 233

4.4 CPU虚拟化 238

4.4.1 CPU虚拟化简介 238

4.4.2基于软件和硬件的CPU虚拟化 240

4.4.3 CPU虚拟化要解决的主要问题 242

4.5内存虚拟化 242

4.5.1虚拟内存和内存虚拟化 242

4.5.2使用映射关系和页表 243

4.5.3 KVM（内核虚拟机）内存虚拟化 246

4.6 I/O虚拟化 251

4.6.1基本概念和研究的问题 251

4.6.2服务器I/O的虚拟共享和物理专用 254

4.6.3 I/O虚拟化的过程 256

4.6.4虚拟机中的I/O模型 258

4.6.5 I/O虚拟化的实现方式 259

4.6.6 单源I/O虚拟化 266

第5章 桌面虚拟化技术 273

5.1桌面虚拟化概况 273

5.1.1各种类型的桌面 273

5.1.2桌面虚拟化技术的前身 276

5.1.3虚拟桌面和桌面虚拟化 277

5.1.4桌面虚拟化与服务器虚拟化的区别 280

5.1.5虚拟化桌面的分类 281

5.1.6桌面虚拟化提供的功能特性和优势 283

5.2桌面虚拟化的技术与模式 286

5.2.1桌面虚拟化的相关技术 286

5.2.2桌面虚拟化的技术元素 289

5.2.3桌面虚拟化的模式 291

5.2.4一种典型的技术方案设计 294

5.3桌面虚拟化的主要协议 297

5.3.1 RDP 297

5.3.2 ICA协议 302

5.3.3 PCoIP协议 306

5.3.4 SPICE 309

5.3.5桌面传输和显示协议的比较 312

5.4虚拟桌面基础架构 314

5.4.1什么是虚拟桌面基础架构 314

5.4.2 VDI部署方式 314

5.4.3 VDI的组件架构 315

5.4.4 Citrix和VMware的VDI组件架构 317

5.4.5 VMware公司的桌面虚拟化产品VDI 318

5.4.6 VDI和SBC两大技术方案 322

5.5桌面虚拟化的体系结构 324

5.5.1桌面虚拟化的层次结构 324

5.5.2面向云计算的虚拟化桌面系统结构 328

5.6虚拟桌面管理平台技术与设计 330

5.6.1虚拟桌面管理平台的特点及关键问题 330

5.6.2虚拟桌面管理平台的拓扑结构 331

5.6.3虚拟平台开发框架和流程 332

5.6.4管理平台功能模块的构建 333

5.6.5桌面池管理 334

5.6.6用户管理 335

5.6.7用户组管理 336

5.6.8桌面分配 337

5.7桌面虚拟化的典型解决方案 338

5.7.1用于某企业的虚拟桌面解决方案 338

5.7.2 VMware View经典桌面虚拟化解决方案 342

第6章 存储虚拟化 350

6.1存储虚拟化基础 350

6.1.1存储虚拟化的概念 350

6.1.2存储虚拟化的优缺点 353

6.1.3存储资源和存储管理的虚拟化 355

6.1.4虚拟存储和存储虚拟化的应用 357

6.2存储虚拟化的主要技术 359

6.2.1虚拟磁盘技术 359

6.2.2一般性虚拟存储系统的模型 363

6.2.3存储虚拟化的存储空间划分 363

6.2.4虚拟存储抽象技术 364

6.2.5存储虚拟化网络的重要技术 365

6.3存储虚拟化的实现方法和方式 369

6.3.1存储虚拟化实现的对象 370

6.3.2存储虚拟化的实现方式 373

6.3.3存储虚拟化实现的机制 378

6.4远程虚拟磁盘设计 380

6.4.1远程虚拟磁盘的概念与拓扑 380

6.4.2系统总体架构与流程 380

6.4.3系统模块设计 382

第7章 链路虚拟化 388

7.1链路虚拟化技术介绍 388

7.1.1概念、分类与作用 388

7.1.2链路虚拟化的相关技术 390

7.1.3链路虚拟化中的硬件设备和虚拟机 392

7.1.4支持链路虚拟化的网络模型 393

7.1.5虚拟链路快速转发表及其处理流程 394

7.1.6链路虚拟化中转发表的映射方式 395

7.1.7链路虚拟化逻辑功能结构 396

7.2链路聚合技术 398

7.2.1基本概念 398

7.2.2聚合链路的主要功能 402

7.2.3链路聚合的模式 403

7.2.4链路聚合的整体结构 407

7.2.5链路聚合的拓扑结构 408

7.2.6链路聚合实现原理 411

7.2.7链路聚合标准 417

7.2.8链路聚合控制协议（LACP） 420

7.3虚拟接口切分技术 425

7.3.1虚拟接口的资源切分和报文调度 425

7.3.2链路接口切分的报文处理流程和模块结构 426

7.3.3采用PPP协议的链路接口切分的实现结构 428

7.3.4虚拟接口创建流程 430

7.3.5基于裁剪树的多跳虚拟链路转发模块实现 431

第8章 路由器虚拟化 433

8.1虚拟路由器 433

8.1.1基本概念 433

8.1.2基本功能和设计要求 434

8.1.3基本结构 436

8.1.4数据平面的整体结构 438

8.1.5控制平面模型 440

8.2可编程虚拟路由器的主要技术 443

8.2.1技术体系及面临的挑战 443

8.2.2路由器虚拟化技术 445

8.2.3虚拟路由器的可编程性 450

8.2.4转发性能 454

8.3虚拟路由器冗余协议 456

8.3.1概述 456

8.3.2相关概念 458

8.3.3功能需求和特点 459

8.3.4工作原理 462

8.3.5状态模型 464

8.3.6报文格式 469

第9章 虚拟交换机 473

9.1虚拟交换机简介 473

9.1.1概念 473

9.1.2特征和需要解决的问题 474

9.2虚拟交换机的工作原理与技术 478

9.2.1工作原理 478

9.2.2分割和隔离机制 481

9.2.3功能模拟 481

9.2.4虚拟交换集群技术 483

9.2.5基于流的虚拟交换技术 485

9.3虚拟交换机的系统架构 489

9.3.1概述 489

9.3.2相关概念 491

9.3.3虚拟交换机系统的形成 493

9.3.4 VSS数据转发 500

9.4虚拟交换机的典型结构 502

9.4.1 IP虚拟交换机的体系结构 502

9.4.2基于主从角色的虚拟交换机冗余结构 504

9.4.3 Xen虚拟交换机的典型架构 509

9.5虚拟交换机系统生成树协议 512

9.5.1虚拟交换机系统总体流程 512

9.5.2 STP和RSTP 513

9.5.3虚拟交换机信息管理 514

9.5.4端口信息管理 515

9.5.5 STP协议BPDU帧 517

9.5.6 STP协议选举生成树的过程 519

第10章 云计算与虚拟化技术 524

10.1云计算的概念与类型 524

10.1.1云计算概念的由来 524

10.1.2云计算的基本概念 526

10.1.3云计算的特点 527

10.1.4云计算的分类 530

10.1.5云组件模型 536

10.1.6云计算服务应用场景 537

10.1.7云管理 541

10.2基于虚拟网的云计算 543

10.2.1云计算与虚拟化技术之间的关系 543

10.2.2云计算中的虚拟集群 547

10.2.3虚拟化与云计算数据中心 552

10.2.4网络虚拟化在云计算中的应用 556

10.3虚拟化环境下的云计算体系结构 559

10.3.1云计算的技术体系结构 559

10.3.2虚拟化角度下的云计算架构 561

10.3.3云计算平台中的虚拟化运行环境的核心模块设计 564

第11章 云计算资源虚拟化技术 571

11.1信息资源与云资源虚拟化 571

11.1.1信息资源概述 571

11.1.2资源虚拟化的概念 574

11.1.3虚拟资源特征 576

11.1.4资源的性能指标 578

11.1.5云服务与虚拟化资源的关系 580

11.2虚拟化资源平台 583

11.2.1虚拟化资源平台的功能 583

11.2.2虚拟化资源平台 585

11.2.3信息资源云的虚拟逻辑架构 588

11.3资源虚拟化的实现原理与设计 593

11.3.1云计算如何实现资源的虚拟化 593

11.3.2虚拟资源的静态与动态分配算法 594

11.3.3资源虚拟化的一种实现方案 597

11.4虚拟资源管理 599

11.4.1虚拟资源管理的功能 599

11.4.2虚拟资源提供与自动部署 602

11.4.3虚拟资源调度模型、算法及其过程 607

11.4.4虚拟化资源管理目录的系统架构和引擎设计 611

11.4.5案例分析——一个典型的虚拟资源管理器框架 615

附录A 英文缩写语及其中英文对照 619

参考文献 634