【学习目标】

1.知识目标

掌握虚拟化的基本概念。

掌握虚拟基础架构的优势。

理解虚拟化与云计算的关系。

了解主流的虚拟化技术。

2.技能目标

安装XenServer虚拟化管理程序。

配置XenServer网络。

安装XenCenter管理工具。

使用XenCenter管理XenServer。

配置XenServer共享存储。

创建XenServer虚拟机。

安装KVM虚拟化管理程序及程序。

配置KVM网络、工具和组件。

安装virt-manager管理工具。

配置KVM宿主机共享存储。

创建KVM虚拟机。

【认证考点】

掌握虚拟化的基本概念。

理解云计算与虚拟化的关系。

能够对XenServer进行安装、配置和管理。

能够对KVM宿主进行安装、配置和管理。

项目引导：企业服务器虚拟化整合方案实施

【项目描述】

某企业内部有十多个运行的业务系统，包括办公自动化（Office Automation，OA）系统、文件服务器、网站门户系统等。随着该企业信息化应用逐渐深入，现有的互联网技术（Internet Technology，IT）系统规模越发庞大，效率低、管理难、灵活性差、占用资源多等缺陷日益明显，这让其耗费了过多的人力、财力、物力、时间等资源，使得信息化发展变得障碍重重。服务器虚拟化技术能解决这一问题，服务器虚拟化使得操作系统不再直接安装在硬件上，业务服务运行于虚拟服务器上，形成了逻辑层和物理层分离的结构，不仅可以方便地复用硬件资源，管理效率也大大提高。同时虚拟化技术还能够根据不同业务模块的资源消耗，自动地分配硬件资源，从而最大限度满足企业级数据中心的高效率、高性价比和自动化管理等要求。

1.需求分析

该企业现有各种品牌的服务器15台，各种应用和业务系统分布在各服务器上。为了对服务器进行整合，并最大限度的利用现有的服务器资源，现有的各个服务器资源利用率很低，造成大量服务器资源、电力、维护人力的浪费。该企业的数据中心存在的问题如下。

（1）服务器老化情况严重。应用数据运行速度及系统承载客户量受到影响，安全性、稳定性得不到良好的保证。

（2）服务器资源利用率较低。单一应用部署在独立服务器上，浪费了大量硬件资源和空间资源，并且服务器不能进行集中化管理。

（3）系统兼容性差。日益上升的业务处理能力需求，对硬件资源的升级变得异常困难，经常遇到因升级及升级后的驱动兼容性等问题，造成大量的业务中断，业务的连续性得不到有效保障。

（4）运行成本高。一个应用对应一台服务器，需要大量空间来容纳这些设备，这些设备也会产生非常高的电力消耗。在硬件方面设备线缆多，物理连接复杂；在软件方面，业务系统多，逻辑关系也比较复杂。

（5）维护工作量大。复杂的系统让维护人员不得不花费更多的时间和精力，使维护成本和工作量居高不下。

通过上述的分析结论来看，该企业数据中心有必要利用虚拟化技术对服务器进行整合，达到硬件资源可充分利用和可再分配的目的，并同时解决传统物理服务器无法在低成本的前提下达到应用平台的高可用性困扰。从根本上降低信息系统的建设及后期的维护成本，在一定程度上节省硬件采购成本和减少硬件资源的浪费。

2.方案概述

根据传统的方案分析得出，新的服务器虚拟化整合方案可选择保留一台服务器，在其上进行虚拟化。另外需要采购两台服务器，接管其他所有剩余服务器上面的应用。在剩余出来的服务器中，用一台服务器安装管理平台，对物理服务器和虚拟机在一个控制台里面统一管理。另需采购一台存储、两台光纤交换机、做双光纤通道，提高可用性，保障业务的连续性。利用的虚拟化架构，该服务器数量从以前的15台减少为现在的4台服务器，大大降低了服务器数量，减小了服务器的电力、维护等各种开销。

利用虚拟化基础架构技术，可不断整合服务器的工作负载，从而充分利用服务器并降低运营成本。选择合适的虚拟化基础架构技术，不但使系统管理员能够管理更多的服务器，而且在置备新的软件服务和维护现有软件服务时，具有更高的灵活性、响应也更快速，还能实现了各种基于x86的环境下管理工作的标准化和简化。

知识储备

2.1 虚拟化概述

虚拟化是指使用软件的方法重新定义划分IT资源，可以实现IT资源的动态分配、灵活调度、跨域共享，提高IT资源利用率，使IT资源能够成为基础设施，服务于各行各业中灵活多变的应用需求。

2.1.1 虚拟基础架构

传统的IT基础平台采用分散建设的模式，这种基础架构普遍存在以下几个突出问题：硬件资源利用率低下、资源紧张；IT资源部署周期长，难以快速满足业务需求；机房空间、电力供应紧张。采用虚拟基础架构可以标准化硬件配置和资源部署流程、实现IT资源集中化管理、提高设备资源利用率、降低空间占用率和电力消耗、自动化的软硬件资源部署缩短系统交付时间、提高系统整体可用性、有效保证数据安全性。

虚拟基础架构就是以一台或者多台服务器作为物理机资源，借助虚拟化软件在物理机上构建多个虚拟机平台。借助虚拟机（Virtual Machine，VM），用户可以在多台虚拟机之间共享单台物理机的资源，资源在多个虚拟机和应用程序之间进行共享，从而实现资源的高效利用。VM是完全由软件组成的计算机，可以像物理计算机一样运行自己的操作系统和应用程序，其同样包含自己的虚拟CPU、RAM、硬盘和网络适配器。虚拟基础架构包括裸机管理程序，可使每台物理服务器实现全面虚拟化，虚拟基础架构服务（如资源管理和整合备份等）可在虚拟机之间使可用资源达到最优配置。若干自动化解决方案，通过提供特殊功能来优化特定IT流程，如资源自动部署或灾难恢复等。

2.1.2 虚拟化与云计算

虚拟化技术作为云计算的基础，作为云计算基础架构的关键技术之一，企业可以利用虚拟化技术创建私有云、公共云和混合云基础架构。虚拟化技术主要解决高性能的物理硬件产能过剩和老旧硬件产能过低的重构重用等问题，它能够使底层物理硬件透明化，提高物理硬件利用率。虚拟化技术目前主要应用在CPU、操作系统、服务器等多个方面，是提高云服务效率的最佳解决方案。

2.1.3 主流的虚拟化技术

在虚拟化技术中，被虚拟的实体是各种各样的IT资源。如果按照这些资源的类型分类，虚拟化可以分为计算虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化。

1.计算虚拟化

计算虚拟化技术可以将单个CPU模拟为多个虚拟CPU（即vCPU），允许在一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序可以在相互独立的空间内运行而不相互影响，也就是计算虚拟化技术实现了计算单元的模拟和这些被模拟出来的计算单元的隔离。运行在物理计算机系统上的虚拟化层也可以被称为虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM）或Hypervisor。计算虚拟化又分为服务器虚拟化、桌面虚拟化、应用虚拟化。

（1）服务器虚拟化

服务器虚拟化是将虚拟化技术应用于服务器，将一台服务器虚拟成若干虚拟服务器，在该服务器上可以支持多个操作系统同时运行。

（2）桌面虚拟化

桌面虚拟化是指将计算机的终端系统进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性。可以通过任何设备、在任何地点、任何时间通过网络访问属于个人的桌面系统。

（3）应用程序虚拟化

应用程序虚拟化是在应用程序和操作系统之间建立一个虚拟层，这个虚拟层使得应用程序与操作系统隔离，应用程序包会以流媒体形式部署到客户端，客户端无须安装应用程序便可以使用。

2.网络虚拟化

对于操作系统来说，其管理的资源仅仅是一台服务器的资源，而云操作系统管理的资源需要扩展到整个数据中心。为了实现彻底地与现有物理硬件网络的解耦的虚拟网络，需要通过软件定义网络（Software Defined Network，SDN）方式来对网络进行虚拟化，以构建一个与物理网络完全独立的逻辑网络。

3.存储虚拟化

存储虚拟化技术利用虚拟化层软件对存储数据读写操作指令进行“截获”，建立异构硬件资源的统一应用程序可编程接口，进行统一的信息建模，使上层应用可以采用规范的方式访问底层的存储资源。存储虚拟化能够将多个存储设备整合成一个容量可无限扩展的超大的共享存储资源池。

本项目方案的实施主要是利用服务器虚拟化技术的应用，利用主流的服务器虚拟化产品搭建一个虚拟化基础平台。下列是目前主流的服务器虚拟化产品。

（1）开源虚拟化软件Docker、KVM

KVM是一个独特的管理程序，通过将KVM作为一个内核模块实现，在虚拟环境下Linux内核集成管理程序将其作为一个可加载的模块用以简化管理和提升性能。在这种模式下，每个虚拟机都是一个常规的Linux进程，通过Linux调度程序进行调度。

Docker是PaaS提供商dotCloud开源的一个基于LXC的高级容器引擎，源代码托管在Github上，基于Go语言并遵从Apache2.0协议开源。Docker让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化。

（2）Citrix XenServer

Xen是由剑桥大学计算机实验室开发的一个开源项目，是一个可以直接运行在计算机硬件之上，用以替代操作系统的软件层，它能够在计算机硬件上并发运行多个Guest OS。Xen能够支持多种处理器，如X86、X86-64、PowerPC和ARM等，目前Xen支持Linux、NetBSD、FreeBSD、Solaris、Windows和其他常用的操作系统作为Guest OS在其管理程序上运行。这使得Xen无需特殊硬件支持，就能达到高性能的虚拟化。Citrix XenServer（以下简称XenServer）是基于开源XenHypervisor的免费虚拟化平台，这个平台引进的多服务器管理控制台XenCenter，具有关键的管理能力。通过XenCenter，可以管理虚拟服务器、虚拟机（VM）模版、快照、共享存储支持、资源池和XenMotion实时迁移。

（3）VMware vSphere

vSphere是VMware公司推出的一套服务器虚拟化解决方案，VMware作为业内虚拟化领先的厂商，其产品以易用性和管理性得到了广泛认同。由于其架构的影响限制，VMware还主要是在X86平台服务器上有较大优势，而非真正的IT信息虚拟化。

（4）Microsoft Hyper-V

Hyper-V是微软的一款虚拟化产品，必须在64位硬件平台运行，同时要求处理器必须支持IntelVT技术或AMD虚拟化(AMD-V)，即处理器必须具备硬件辅助虚拟化技术。

项目实施

项目实施设备清单如表2-1所示，已有或新购服务器可用做虚拟化服务器的有3台，每台服务器的内存大小为64GB、2个CPU（8核心）、2块普通硬盘（大小为250GB），每台服务器配置有光纤通道适配器，集成了磁盘阵列卡，另外1台已有服务器配置降低，作为管理服务器。

本项目所用4台服务器部署在同一个局域网网络内，网络连接图如图2-1-1所示，网段为10.255.14.0/27，网关为10.255.14.1。另外服务器与存储设备通过光纤交换机相连。存储网络的网段为192.168.1.0/27。

项目实施分别采用了两种服务器虚拟化产品。方案1使用XenServer服务器虚拟化产品构建虚拟化基础平台，方案2使用了KVM服务器虚拟化产品构建了虚拟化基础平台。

需要完成的任务：

• XenServer虚拟化基础平台构建。
• KVM虚拟化基础平台构建。

2.2 任务1：XenServer虚拟化基础平台构建

Citrix的服务器虚拟化平台主要包含两个组件，即XenServer和XenCenter。

（1）XenServer是可以直接安装在裸机上的组件，用户可以在其虚拟机里安装操作系统。XenServer的安装简单直接，利用CD或网络驱动安装程序，就可以将XenServer直接安装在主机系统上。系统配置信息将保存在XenServer控制域的内部数据存储中，然后复制到集中管理下的所有服务器，这些服务器形成了一个资源池，以确保关键管理服务的高可用性。这种架构的好处就是无需为关键的管理功能单独配置数据库服务器。

（2）XenCenter能对XenServer中运行的VM进行实时的监控，在XenCenter的主窗口右侧有多个选项卡，通过单击选项卡，就能方便地对当前XenServer中的VM进行实时的定量监测，可以很好地分析每台VM的使用效率，从而更好地进行资源调配，发挥资源的复用率。

2.2.1 XenServer服务器虚拟化方案概述

鉴于本项目的实际情况，选用3台服务器作为XenServer（XenServer01、XenServer02和XenServer03），1台旧服务器作为XenCenter，环境拓扑图如图2-2-1所示。新购存储设备创建一个逻辑单元设备（LogicalUnitNumberDevice，LUN），3台XenServer共享一个LUN。XenServer服务器、虚拟机网络均配置为10.255.14.0/27网段的IP地址，存储网络采用192.168.1.0/27网段的IP地址。

2.2.2 XenServer的安装和配置

从Citrix官网下载XenServer8.1的安装镜像文件CitrixHypervisor-8.1.0-install-cd.iso，并刻录成CD光盘，将光盘放入服务器光驱。重启服务器，进入服务器的BIOS配置，打开服务器的虚拟化功能，并设置服务器从CD/DVD启动。

1.XenServer的安装过程

（1）服务器启动后出现XenServer安装的欢迎界面，如图2-2-2所示，按F1进入标准安装。

（2）进入XenServer安装设置的选择键盘布局界面，如图2-2-3所示，选择键盘布局类型为US（美式键盘），使用TAB键切换到OK按钮并键入回车。

（3）进入欢迎使用Citrix Hypervisor安装程序界面，如图2-2-4所示，该界面告知用户在安装Xenserver时会重新格式化本地硬盘，所有原来的数据都会丢失，并且要求用户确认是否有重要数据，使用TAB键切换到OK按钮并回车。

（4）进入终端用户许可协议声明界面，如图2-2-5所示，阅读协议，使用TAB键切换到Accept EULA（同意用户许可协议）回车。

（5）进入安装存储位置界面，如图2-2-6所示，使用TAB键切换到存储设备sda，使用空格键选中，再使用TAB键切换并选中OK按钮回车。

（6）进入选择安装介质界面，如图2-2-7所示，选中Local media（本地介质）作为安装源后，使用TAB键切换选中OK按钮回车。

（7）进入介质检测界面，如图2-2-8所示，选中Skip Verification（跳过安装介质检测）后，使用TAB键切换选中OK按钮回车。

（8）进入设置密码界面，如图2-2-9所示，在Password（密码）一栏输入XenServer的访问密码，在Confirm（确认密码）一栏再次输入密码，使用TAB键切换选中OK按钮回车。

（9）进入到管理网络网卡选择界面，如图2-2-10所示，默认选择设备eth0，使用TAB键切换选中OK按钮回车。

（10）进入网络信息配置界面，如图2-2-11所示，使用TAB键切换到Static configuration（静态IP设置）选项，键入空格选中该项，并在IPAddress（IP地址）一栏输入前期规划好的XenServer的IP地址10.255.14.21，在Subnet Mask（子网掩码）一栏输入255.255.255.224，在Gateway（网关）一栏输入10.255.14.1，使用TAB键切换到OK按钮回车。

（11）进入主机名和DNS服务器配置界面，如图2-2-12所示，在Hostname（主机名）一栏输入主机名称XenServer01和DNS服务器地址，使用TAB键切换到OK按钮回车。

（12）进入时区选择界面，如图2-2-13所示，选择地理区域为Asia回车。

（13）在城市列表中选中Beijing，如图2-2-14所示，使用TAB键切换到OK按钮回车。

（14）进入时间配置界面，如图2-2-15所示，选中Using NTP（使用时间服务器），使用TAB键切换到OK按钮回车。实际的服务器虚拟化环境中，有多台XenServer，那么就必须要保证多台XenServer之间时间同步，指向同一NTP服务器，如果无同一NTP服务器，可以指向AD（Active Directory）服务器，也可以采用如国家授时中心服务器，IP为210.72.145.44。

（15）进入NTP配置界面，如图2-2-16所示，在NTP Server 1一栏输入NTP服务器地址，使用TAB键切换到OK按钮回车。

（16）进入安装界面，如图2-2-17所示，TAB键切换到Install Citrix Hypervisor回车。

（17）进入安装Citrix Hypervisor安装界面，如图2-2-18所示。

（18）安装完成后进入安装完成界面，如图2-2-19所示，Citrix Hypervisor安装成功需重启系统，使用TAB键切换到OK按钮回车。

2.XenServer主机的配置

（1）服务器重启完成之后，进入菜单驱动文本控制台界面，如图2-2-20所示。

（2）使用光标控制键切换到Network and Management Interface，键入回车进入网络和管理接口配置界面，如图2-2-21所示，使用光标控制键切换到Test Network子选项回车。

（3）弹出测试网络配置框，如图2-2-22所示，使用键盘光标切换到Ping gateway address(10.255.14.1)选项回车，测试XenServer主机与网关的连通性。

（4）弹框中显示测试成功（Ping successful），如图2-2-23所示，表示XenServer主机的管理网络配置成功。

菜单驱动文本控制台界面还提供以下配置选项。

①Status Display：此选项可显示Xen Server主机状态。

②Network and Management Interface：此选项可配置Xen Server主机的管理网络、NTP服务器、测试网络连通性。

③Authentication：此选项可登录和登出控制台、修改密码、设置自动登出时间。

④Virtual Machines：此选项可查看Xen Server主机中所有VM、运行中的VM和主机性能信息。

⑤Disk sand Storage Repositories：此选项可查看当前存储库的信息、创建存储库、挂载存储器。

⑥Resource Pool Configuration：此选项可配置加入资源池、强制加入资源池、从资源池中移除主机、创建一个新的资源池。

⑦Hardware and BIOS Information：此选项可查看系统描述、CPU和内存信息、磁盘控制器信息等。

⑧Keyboard and Timezone：此选项配置键盘语言和时区区域选项和城市。

⑨Remote Service Configuration：此选项配置远程系统日志收集服务器和开启/关闭SSH服务。

⑩Backup Restoreand Update：此选项执行备份或恢复系统数据库和VM元数据操作，可做计划任务。

⑪Technical Support：此选项上传或保存错误报告、查看服务器基本配置信息等。

⑫Rebootor Shutdown：此选项可对Xen Server主机进行重启或关闭操作，进入或退出维护。

⑬Local CommandShell：此选项可进入命令行模式；如果要退出命令行模式进入菜单驱动文本控制台，可输入xsconsole，并回车。

XenServer02和XenServer03主机的安装和配置过程同XenServer01基本操作相同。编者已为另外2台服务器安装了Citrix Hypervior管理程序，并配置好了网络，此过程在此处不再赘述。

2.2.3 Xen Center的安装和配置

Citrix Xen Center通过单一界面提供对Xen Server、虚拟机及其他设备的监控、管理功能，包括配置、补丁管理和虚拟机软件等。本项目计划在一台原有的Windows Server服务器中安装Xen Center，实现对Xen Server的集中管理。

1.XenCenter的安装过程

从Citrix官网上下载Xen Center安装程序包CitrixHypervisor-8.1.2-XenCenter.msi，鼠标双击该程序，启动安装程序窗口，进入Citrix Xen Center安装向导欢迎界面，如图2-2-24所示，单击Next（下一步）。

（1）进入Citrix Xen Center的安装设置界面，如图2-2-25所示，选择要Xen Center安装路径，勾选所有用户，单击Next（下一步）。

（2）进入Citrix Xen Center的准备安装界面，如图2-2-26所示，单击Install（安装）。

（3）安装过程会显示安装进度，如图2-2-27所示。

（4）单击完成后界面显示如图2-2-28所示，单击Finish（结束）Xen Center的安装。

（5）Xen Center安装完成后，打开计算机开始菜单→所有程序→Citrix→Citrix XenCenter图标，如图2-2-29所示，运行Xen Center程序。

（6）Xen Center控制台窗口由菜单栏、工具栏、资源窗格、状态栏、属性选项卡等组成，如图2-2-30所示。

①菜单栏：包含管理服务器、资源池、存储库、虚拟机和模板所需的所有命令。

②工具栏：用于快速访问常用菜单命令的子集。

③资源窗格：列出当前从Xen Center管理的所有服务器、资源池、虚拟机、模板和存储库。

④状态栏：显示关于当前任务的进度信息。

⑤属性选项卡：查看、设置选定资源的属性。

2.添加Xen Server主机

（1）选中资源格窗口的Xen Center，如图2-2-31所示，点击鼠标右键，后选择Add添加Xen Server。

（2）打开添加服务器向导，如图2-2-32所示，在Server一栏输入XenServer01的地址10.255.14.21，再分别输入该Xen Server的用户名和密码，单击Add。

（3）再重复该步骤依次添加XenServer02和XenServer03，查看已添加的Xen Server主机，如图2-2-33所示。

（4）高可用管理网络配置

每个Xen Server主机都有一个或多个网络，Xen Server网络是虚拟的以太网交换机，可以连接到外部接口，或者是单个服务器或池内部完全虚拟的网络。在物理服务器上安装Xen Server后，系统将为该服务器上的每个物理网络适配器创建一个网络。该网络在虚拟机上的虚拟网络接口（VIF）与和服务器上的网络接口卡（NIC）所关联的物理网络接口（PIF）之间起桥接作用。将Xen Server主机添加到资源池中时，这些默认网络将合并，设备名相同的所有NIC都将连接到同一个网络。

在Xen Server主机内创建新网络时，有四种不同的物理（服务器）网络类型可以选择，具体的选项和说明如下：

①单服务器专用网络。该网络类型属于内部网络，仅在指定的Xen Server主机上的虚拟机之间提供连接，不与外部连接。

②跨服务器专用网络。该网络类型属于资源池级别的网络，在一个资源池中的各VM之间提供专用连接，但不与外部连接。

③外部网络。该网络类型的网络与物理网络接口关联，在VM与外部网络之间起到桥接作用，从而使VM能够通过服务器的物理网络接口卡连接外部资源。

④绑定网络。该网络类型的构成方式是将两个NIC绑定到一起，以创建连接VM与外部网络的高性能单一通道。

通常情况，只有当用户希望创建内部网络、使用现有NIC设置新VLAN或创建NIC绑定时才需要添加一个新网络。Xen Server的管理网络需要做网卡绑定来达到管理网络的高可用性。使用Xen Center绑定两个单独NIC时，会创建一个新的NIC，新的NIC称为主NIC，被绑定的NIC称为从属NIC。之后该主NIC可以连接到Xen Server网络，以实现虚拟机通信和服务器管理功能。在Xen Center中，可以通过NIC选项卡或服务器的网络连接选项卡创建NIC绑定。

（5）在Xen Center控制台界面选中资源窗格中主机XenServer01，如图2-2-34所示，在属性选项卡中选中网络适配器（NICs）单击创建绑定（Create Bond）按钮。

（6）在弹出的创建绑定对话框NIC列表中，如图2-3-35所示，选择需要绑定的NIC网卡，单击Create（创建）按钮。

（7）在弹出的创建绑定警告对话框中，如图2-2-36所示，单击仍然创建（Create bond anyway）。

（8）重复步骤（5）-（7）为XenServer02和XenServer03主机配置高可用管理网络。

2.2.4 Xen Server共享存储的配置

Xen Server存储库（SR）是用来存储虚拟磁盘的存储容器。存储库和虚拟磁盘都是磁盘上独立于Xen Server而存在的持久对象。SR可以在资源池中的各服务器之间共享，可以存在于不同类型的内部和外部物理存储设备（包括本地磁盘设备和共享网络存储）上。使用新建存储库向导创建新的存储库时，可以使用许多不同的存储类型。根据所选择的存储类型，可以实现动态多路径和精简置备等功能。

配置服务器或池时，可以指定用来存放故障转储数据和已挂起VM映像的默认SR，该SR将用作新虚拟磁盘的默认SR。在池级别，默认SR必须是共享SR，在资源池中创建的任何虚拟磁盘、故障转储文件或已挂起VM映像都将存储在池的默认SR中，从而提供了一个物理服务器故障恢复机制。对于独立服务器，默认SR可以是本地SR也可以是共享SR。在独立服务器中添加共享存储时，共享存储将自动成为该服务器的默认SR。

1.新建存储资源池

（1）在Xen Center控制台界面，如图2-2-37所示，点击工具栏中的新建资源池（New Pool）。

（2）弹出新建资源池的对话框，如图2-2-38所示，在名称（Name）一栏输入新资源池的名称pool demo，点击添加新主机（Add New Server）按钮。

2.配置IP存储网络

（1）在资源窗格中选中要配置管理网络的资源池pool demo，切换到网络连接（Networking）选项卡，如图2-2-39所示，单击配置（Configure）按钮。

（2）在打开的管理接口对话框中可以修改现有管理网络的网络连接和网络设置信息，如图2-2-40所示。

（3）单击添加IP地址（Add IP address）按钮，在新建的网络中配置网络名称Storage 1，选择网络连接Network 1，如图2-2-41所示，配置对应的网络设置选项，单击确定（OK）按钮保存配置。

（4）弹出添加新主机设置对话框，如图2-2-42所示，在服务器（Server）下拉菜单中依次选中XenServer01、XenServer02和XenServer03的IP地址，并在用户名（Username）和密码（Password）输入其对应的用户名和密码，点击添加（Add）按钮。

3.发现和挂载网络存储

（1）在资源窗格中选中pool demo，如图2-2-43所示，单击工具栏上的新建存储（New Storage）。

（2）在新建存储库向导的类型界面，如图2-2-44所示，选择虚拟磁盘存储类型为块存储（Block based storage）中的iSCSI。

（3）在新建存储库的名称界面输入存储名称和说明信息，如图2-2-45所示，单击Next下一步，默认情况该向导会自动生成说明信息，其他设置默认。

（4）在iSCSI存储路径配置界面输入目标主机IP地址192.169.1.1，如图2-2-46所示，端口默认设施为3260，单击扫描目标主机（Scan Target Host）按钮以发现网络存储。如果iSCSI目标配置为使用CHAP身份验证方式，需要选中使用CHAP复选框并填写CHAP用户和CHAP密码。

（5）从目标iSCSI限定名（iSCSI Qualified Name，IQN）列表中选择存储目标的IQN，如图2-2-47所示，从目标LUN列表中指定要创建存储库的LUN，单击完成（Finish）。

（6）在弹出的位置（Location）对话框中，如图2-2-48所示，选择是否格式化磁盘，如果为新增加的LUN，单击Yes按钮。

（7）在资源窗格中选中pool demo，如图2-2-49所示，在属性选项卡中选择存储器（Storage），查看网络存储设备已挂载成功。

2.2.5 Xen Server虚拟机的创建

VM是在宿主物理计算机上运行的软件容器，其行为与物理计算机本身一样。VM由操作系统、CPU、内存、网络资源和软件应用程序组成。

（1）登录到Xen Center控制台，如图2-2-50所示，在资源窗格中选中XenServer01，右键选择新建虚拟机（New VM）。

（2）打开新建VM向导，在选择VM模板界面，如图2-2-51所示，选择需要安装的系统类型，选择CentOS 7，单击下一步（Next）。

（3）在虚拟机命名界面输入虚拟机名称CentOS 7（1）及说明信息，单击下一步（Next），如图2-2-52所示。

（4）在安装介质选择界面，如图2-2-53所示，选择VM的安装方式，可以选择从ISO库或DVD驱动器安装（Install from ISO library or DVD drive），或者选择从网络引导，此处选择从DVD驱动器安装，单击下一步。

（5）在服务器选择界面中选择服务器为池中的VM提供资源的服务器，如图2-2-54所示，默认不分配VM的主服务器，单击下一步（Next）。

（6）在CPU和内存设置界面，为VM分配的vCPU数量和内存大小，如图2-2-55所示，单击下一步（Next）。在安装完成VM之后可以根据实际需要对该值进行更改。

（7）在存储设置界面选择添加虚拟磁盘的个数和大小，如图2-2-56所示，默认该VM文件存储在共享存储上，单击下一步（Next）。如果单击添加（Add）按钮，可以新增虚拟磁盘；如果单击编辑（Edit）按钮，可以调整虚拟磁盘的大小。

（8）在网络连接设置界面设置需要添加的虚拟网络接口的数量，如图2-2-57所示，也可以通过添加（Add）或删除（Delete）按钮来添加或移除虚拟网络接口，单击下一步（Next）。

（9）在准备创建虚拟机界面，如图2-2-58所示，可以勾选自动启动VM复选框（Start the new VM automatically），可确保新VM在安装之后立即启动，单击立即创建（Create Now）。

启动虚拟机，加载CentOS系统安装光盘，开始安装系统。虚拟机操作系统的安装过程同物理服务器操作系统的安装过程并无差别。在本项目部署完成后，可将原来的15台物理服务器上的业务迁移到虚拟机上；也可以使用Citrix XenConvert工具实现物理到虚拟（P2V）迁移，XenConvert可将工作负载从运行Windows的服务器的桌面计算机转换到XenServer中的虚拟机、虚拟设备、虚拟磁盘或链接到虚拟磁盘。工作负载可以包含Windows操作系统、应用程序和数据。

2.3 任务2：KVM虚拟化基础平台构建

KVM的全称是Kernel Virtual Machine，是由一个以色列的创业公司Qumranet开发的。为了简化开发，KVM的开发人员并没有选择从底层开始新写一个Hypervisor，而是选择了基于Linux Kernel，通过加载新的模块从而使Linux Kernel本身变成一个Hypervisor。在KVM架构中，虚拟机实现为常规的Linux进程，由标准Linux调度程序进行调度。事实上，每个虚拟CPU显示为一个常规的Linux线程。这使KVM能够享受Linux内核的所有功能。KVM本身不执行任何模拟，需要用户空间程序通过/dev/kvm接口设置一个客户机虚拟服务器的地址空间，向它提供模拟的I/O，并将它的视频显示映射回宿主的显示屏，这个应用程序就是所谓的QEMU。

2.3.1 KVM服务器虚拟化方案概述

鉴于本项目的实际情况，选用3台服务器作为KVM宿主机，主机名分别为KVMServer01、KVMServer02、KVMServer03。KVM管理工安装在KVMSever01上，环境拓扑图如图2-3-1所示。新购存储设备创建一个LUN，3台XenServer共享一个LUN。KVM宿主机、虚拟机均配置为10.255.14.0/27网段的IP地址，存储网络采用192.168.1.0/27网段的IP地址。本小节主要描述3台KVM宿主机KVMServer01、KVMServer02、KVMServer03的安装和配置过程，包括操作系统的安装、网络的配置、服务器硬件配置、KVM相关组件和工具的安装。

2.3.2 KVM宿主机的安装与配置

从CentOS官网下载CentOS的安装镜像文件CentOS-7-x86_64-DVD-1908.iso，并刻录成CD光盘，将光盘放入服务器光驱。重启服务器，进入服务器的BIOS配置，打开服务器的虚拟化功能，并设置服务器从CD/DVD启动。

1.KVM宿主机操作系统的安装

（1）进入CentOS 7安装界面，如图2-3-2所示，选择安装宿主机操作系统（Install CentOS 7）。

（2）在语言环境设置界面，如图2-3-3所示，根据使用习惯，选择中文"简体中文，点击继续。

（3）在安装信息摘要界面，如图2-3-4所示，选择系统类别的安装位置。

（4）在弹出的安装目标位置界面，如图2-3-5所示，在设备选择处选中本地标准磁盘，点击完成。

（5）回到安装信息摘要界面后，如图2-3-6所示，点击开始安装。

（6）在配置界面如图2-3-7所示，选择用户设置下的ROOT密码对root账户的密码进行设置，如果需要创建其他用户，可以选择创建用户，本例选择不创建。

（7）在安装完成后的配置界面如图2-3-8所示，选择重启宿主机。

2.KVM宿主机的网络配置

CentOS 7系统可以将多个网络接口绑定在一起，来作为单一的接口去给上层应用使用。将多个网卡绑定到一起，让两个或多个接口作为一个接口，提供网络链路的冗余，当有其中一块网卡故障的时候，不会中断服务器的业务。KVM宿主机配置网络分别绑定网络适配器1和2、3和4，创建桥接网络br0和br1。KVMServer01的网络配置步骤如下。

（1）进入网络配置文件所在的目录，具体的命令如下。

[root@KVMServer01~]# cd /etc/network-scripts

（2）新增并编辑配置文件ifcfg-bond0，具体命令如下所示。

[root@KVMServer01 network-scripts]# vi ifcfg-bond0

（3）输入i进入编辑修改模式，添加以下配置。

TYPE=Bond	#该接口类型为Bond
BOOTPROTO=none	#不使用boot协议
DEVICE=bond0	#设备名bond0
ONBOOT=yes	#激活设备
USERCTL=no	#非root用户不允许控制该设备
BRIDGE=br0

（4）修改完成后，键入退出（Esc）键，并输入:wq!保存并退出。

（5）新增并编辑配置文件ifcfg-br0，具体命令如下所示。

[root@KVMServer01 network-scripts]# vi ifcfg-br0

（6）输入i进入编辑修改模式，添加以下配置。

TYPE=bridge		#该接口类型为bridge
BOOTPROTO=static	#使用static协议
DEVICE=br0		#该接口名称为br0
NAME=br0	#网络连接的名称为br0
ONBOOT=yes		#激活设备
USERCTL=no		#非root用户不允许控制该设备
IPADDR=10.255.14.21		#该接口IP地址
NETMASK=255.255.255.224		#子网掩码
GATEWAY=10.255.14.1		#网关设置
DNS1=8.8.8.8	#DNS服务器
DNS2=4.2.2.2	#DNS服务器

（7）修改完成后，键入退出（Esc）键，并输入:wq!保存并退出。

（8）查看网卡配置文件ifcfg-br0，编辑该文件，具体命令如下所示。

[root@KVMServer01 network-scripts]# ls ifcfg-ens33
ifcfg-en33
[root@KVMServer01 network-scripts]# vi ifcfg-ens33

（9）输入i进入编辑修改模式，添加或修改配置如下。

TYPE=Ethernet		#该设备类型为Ethernet
BOOTPROTO=none		#不使用DHCP等协议
DEVICE=ens33		#设备名称
ONBOOT=yes		#开机自动启用网络连接
USERCTL=no		#非root用户不允许控制该设备
MASTER=bond0	#指定绑定的主接口的名称
SLAVE=yes		#作为备用接口

（10）修改完成后，键入退出（Esc）键，并输入:wq!保存并退出。

（11）查看网卡配置文件ifcfg-br0，编辑该文件，具体命令如下所示。

[root@KVMServer01 network-scripts]# ls ifcfg-ens34
    ifcfg-en34
[root@KVMServer01 network-scripts]# vi ifcfg-ens34

（12）输入i进入编辑修改模式，添加或修改配置如下。

TYPE=Ethernet		#该设备类型为Ethernet
BOOTPROTO=none		#不使用DHCP等协议
DEVICE=ens34		#设备名称
ONBOOT=yes		#开机自动启用网络连接
USERCTL=no		#非root用户不允许控制该设备
MASTER=bond0	#指定绑定的主接口的名称
SLAVE=yes		#作为备用接口

（13）修改完成后，键入退出（Esc）键，并输入:wq!保存并退出。

（14）根据（1）～（13）的步骤，再创建一个bond1和br1，将en35和en36绑定在一起，设置br1的IP地址为192.168.1.24/27。

（15）重启网络，具体的命令如下。

[root@KVMServer01~]# systemctl restart network 

（16）取消防火墙Firewalld开机自启动，具体的命令如下。

[root@KVMServer01~]# systemctl disable firewalld 

（17）停止Firewalld服务，具体的命令如下。

[root@KVMServer01~]# systemctl stop firewalld 	              #关闭正在运行的防火墙

（18）打开Selinux配置文件，具体的命令如下。

[root@KVMServer01~]# vi /etc/sysconfig/selinux 

（19）修改Selinux配置文件中的配置项“SELINUX=disabled”，具体配置如下。

SELINUX=disabled

（20）修改完成后，键入退出（Esc）键，并输入:wq!保存并退出。

3.KVM宿主机硬件配置

宿主机系统安装完成后，需要打开CPU的硬件虚拟化特性，因为KVM的使用必须有硬件虚拟化的支持。进入BIOS，将Virtualization Technology配置为enabled。不同的厂商服务器，功能键的定义会有一些差别，读者可以根据设备提示来操作。

如果实验使用的是VMware Workstation或者VirtualBox等平台在PC上创建的服务器，则需要在虚拟机设置里设置该虚拟机的CPU支持虚拟化。例如打开VMware Workstations左边导航栏中找到该主机，如图2-3-9所示，右键点击该虚拟机，选择设置，在弹出的虚拟机设置窗口中勾选虚拟化IntelVT-x/EPT或AMD-V/RVI，点击确定。

在系统中可以执行命令查看宿主机的CPU硬件虚拟化特性是否打开。

[root@KVMServer01~]# grep -E 'vmx|svm' /proc/cpuinfo

此命令的意义在于搜索/proc/cpuinfo文件有关vmx或者svm文件内容，如果有输出显示，表示支持CPU虚拟化。其中，如果服务器的CPU是Intel系列，则有vmx相关输出显示，如果服务器的CPU是AMD系列，则有svm相关输出显示。

4.KVM宿主机的组件和工具安装

在KVM环境中，有一些管理工具是必须的，这些工具包括：

（1）Qemu-KVM用户态管理工具。KVM负责CPU虚拟化和内存虚拟化，但是并不能模拟其他设备。Qemu可以模拟IO设备（网卡、磁盘等），它运行在用户控件，实际模拟创建、管理虚拟硬件。Qemu-KVM工具对KVM和Qemu进行了整合。

（2）Qemu-img磁盘管理工具。在Qemu-KVM源代码编译后就会默认编译好Qemu-img这个二进制文件；该工具提供磁盘镜像文件格式的创建、查看、修改、快照管理等命令。

（3）Libvirt命令行管理工具。它提供了一个方便的方式来管理虚拟机和其他虚拟化功能的软件的集合，如存储和网络管理接口，这些软件包括了一个可调用的API库、一个守护进程（Libvirtd）和一个命令行使用程序（Virsh），使用Virsh等命令可以管理和控制虚拟机。

（4）Libvirt-python工具。Libvirt-python是一个支持Python调用Libvirt API的工具。

（5）Virt-install工具。它是一个能够为KVM或其他支持Libvirt API的Hypervisor创建虚拟机并完成Guest OS的安装等功能的命令行工具。

（6）Virt-manager工具。虚拟机的生成需要依赖于预定义的xml格式的配置文件，虚拟机文件的生成、修改等需要依赖这个工具。

（7）Bridge-utils桥接设备管理工具。使用这个工具可实现虚拟机网络和宿主机物理网卡的桥接。

（8）Libguestfs-tools虚拟机磁盘管理工具。这是一组用来访问虚拟机的磁盘映像文件的API。该工具可以在不启动KVM虚拟机的情况下，直接查看虚拟机内的文件内容，也可以直接向镜像中写入文件和复制文件到外面的物理机，也支持挂载操作。

（9）这些工具的安装可以使用下列命令安装。

[root@KVMServer01~]# yum -y install qemu-kvm qemu-img libvirt 
libvirt-python virt-manager libguestfs-tools bridge-utils virt-install

（10）查看是否安装成功，具体的命令如下，命令执行后输出显示中有以下工具表明安装成功。

[root@KVMServer01~]# rpm –qa | grep –E ‘qemu | libvirt | virt’
libvirt-client-4.5.0-23.el7_7.5.x86_64
ipxe-roms-qemu--20180825-2.git133f4c.el7.noarch
libvirt-python-4.5.0-1.el7.x86_64
qemu-kvm-1.5.3-167.el7_7.4.x86_64
virt-manager-1.5.0-7.el7.noarch
libvirt-4.5.0-23.el7_7.5.x86_64
virt-viewer-5.0-15.el7.x86_64
virt-top-1.0.8-24.el7.x86_64
virt-what-1.18-4.el7.x86_64
qemu-img-1.5.3-167.el7_7.4.x86_64

（11）KVM宿主机、虚拟机及相关设备的管理需要virt-manager图形化界面工具通过网络远程连接宿主机，为了能使用OpenSSH协议来加密远程控制和文件传输过程中的数据，宿主机还需要安装一个图形化界面下可验证密码的工具Openssh-askpass，具体的安装命令如下。

[root@KVMServer01~]# sudo yum -y install openssh-askpass

KVMServer02和KVMServer03宿主机的安装和配置过程同KVMServer01的一样，编者在这里不再赘述。

2.3.3 KVM管理工具的安装和配置

虚拟机相比于物理机，其中一个优势就是快速创建，所以一般都会使用ISO镜像文件安装第一台虚拟机，然后将这台虚拟机做成虚拟机模板，之后的虚拟机都是由这个模板生成，本节将介绍常用工具Virt-Manager来创建和管理虚拟机。

（1）Virt-Manager是一个图形化的虚拟机管理工具，它提供了一个简易的虚拟机操作界面，要使用它，需要先安装图形化界面，具体的命令如下：

[root@KVMServer01~]# yum groupinstall –y “GNOME Desktop” 
"Graphical Administration Tools"

（2）修改CentOS默认启动模式为图形化模式，具体命令如下：

[root@KVMServer01~]# systemctl set-default graphical.target

（3）重启CentOS系统，具体命令如下：

[root@KVMServer01~]# reboot

（4）系统重启完成后，进入图形化初始配置界面，如图2-3-11所示，选择汉语，点击前进。

（5）在键盘布局方式配置界面，如图2-3-12所示，选择汉语，点击前进。

（6）在位置服务设置界面，如图2-3-13所示，选择关闭，点击前进。

（7）在时区设置界面，如图2-3-14所示，搜索所在城市，点击前进。

（8）在连接在线账号设置界面，如图2-3-15所示，选择跳过。

（9）在完成设置界面，如图2-3-16所示，设置全名和用户名，选择前进。

（10）在完成设置界面，如图2-3-17所示，设置全名和用户名，选择前进。

（11）再次重启系统，具体命令如下。

[root@KVMServer01~]# reboot

（12）如图2-3-18所示在系统登录界面，选择以root账户身份登录。

（13）完成设置后进入桌面，如图2-3-19所示，设置全名和用户名，选择前进。输入Ctrl+Alt+F2进入命令终端，也可以右击鼠标左键，选择打开终端（Open Terminal）。

（14）安装虚拟机系统管理器工具Virt-manger，具体命令如下：

[root@KVMServer01~]# yum -y install virt-manager

（15）打开Virt-manager，具体命令如下：

[root@KVMServer01~]# virt-manager

（16）在Virt-Manager工具窗口，如图2-3-20所示，点击菜单栏中文件，选择添加连接。

（17）在添加连接窗口，如图2-3-21所示，勾选连接到远程主机，在用户名处键入KVM宿主机的用户名，在主机名键入KVMServer01的管理IP地址，勾选自动连接，点击连接。

（18）弹出OpenSSH认证窗口，如图2-3-22所示，勾选连接到远程主机，在用户名处键入KVM宿主机的用户名，在主机名键入KVMServer01的管理IP地址，勾选自动连接，点击连接。

（19）在OpenSSH密码输入框，如图2-3-23所示，勾选连接到远程主机，在用户名处键入KVM宿主机的用户名，在主机名键入KVMServer01的管理IP地址，勾选自动连接，点击连接。

（20）参照步骤（16）～（19），再将KVMServer02和KVMServer03添加到Virt-Manager资源窗格，如图2-2-24所示。

2.3.4 KVM宿主机共享存储的配置

（1）安装iSCSI启动器软件包iscsi-initiator-utils，具体命令如下：

[root@KVMServer01~]# yum -y install iscsi-initiator-utils

（2）发现存储设备192.168.1.1目标，具体的命令和命令执行显示如下，iqn.1991-05.com.microsoft:win-7r6lhi6rj3-1-target是目标器的IQN。

[root@KVMServer01~]#iscsiadm -m discovery -t sendtargets -p \
192.168.1.1:3260
192.168.1.1:3260 iqn.1991-05.com.microsoft:win-7r6lhi6rj3-1-target

（3）打开虚拟系统管理器Virt-Manager，如图2-3-25所示，右键点击KVMServer01，选择详情：

（4）在主机详情窗口，如图2-3-26所示，切换到存储选项卡，点击“+”号按钮。

（5）在添加新存储池窗口，如图2-2-27所示，设置存储池名称，选择存储池的类型为iscsi：iSCSI目标，点击前进。

（6）在存储池设置窗口，如图2-3-28所示，在主机名处填写存储设备的IP地址，在源IQN中填入第（2）步中发现的IQN，点击完成。

（7）存储目标添加完成后，能够在卷列表中查到，如图2-3-29所示。

2.3.5 KVM虚拟机的创建

（1）在新建虚拟机之前，需要先准备ISO镜像文件。如果实验中使用VMware Workstation创建的KVM Server（CentOS 7）虚拟机做实验，可以用以下的方法将镜像文件（如WinServer2008R2.iso）拷贝到CentOS 7路径（如（/root/））下，再执行虚拟机的创建命令。

（2）在VMware Workstation中选择设置KVM Server（CentOS 7），设置共享路径，例如共享G盘share文件夹，如图2-3-30所示。

（3）再将ISO镜像文件放入共享文件夹，如图2-3-31所示。

（4）在宿主机KVM Server（CentOS 7）中从共享文件中将ISO镜像文件拷贝的/root/路径下，拷贝命令如下。

[root@KVMServer01~]# cp /mnt/hgfs/share/WinServer2008R2.iso
 /root/

（5）打开Virt-manager虚拟机管理工具，具体命令如下。

[root@KVMServer01~]# virt-manager

（6）打开虚拟机管理工具后，如图2-3-32所示，点击文件，择“新建虚拟机”。

（7）在安装虚拟机操作系统的方式选择界面，如图2-3-33所示，同生产环境一样，有网络安装和PXE等安装方式，本例中选择本地安装介质（ISO映像或者光驱）。

（8）在安装介质和版本选择界面，如图2-3-34所示点击浏览，选择ISO进行文件的存放路径，本例之前已经将WindowsServer2008R2.iso文件拷贝至/tmp/路径下，现在只需要选择。

（9）在虚拟机内存和CPU配置界面，如图2-3-35所示，选择新建虚拟机的虚拟内存的大小（单位为MB）和虚拟CPU个数。

（10）在虚拟机存储配置界面，如图2-3-36所示，选中选择或创建自定义存储，单击管理。

（11）在存储卷选择界面，如图2-3-37所示，选中datastorage中的卷，即共享存储卷。

（12）存储选择完成后回到虚拟机存储配置界面，如图2-3-38所示，点击前进。

（13）在生成新虚拟机界面，如图2-3-39所示，键入虚拟机的名称，点击完成。

（14）成功设置完后，自动进入虚拟机系统安装界面，如图2-3-40所示，开始安装Windows Server的系统，安装步骤同物理服务器安装操作系统的步骤一致。

本章小结

本章以企业服务器虚拟化整合方案实施为引导，介绍了虚拟化基础架构、虚拟化与云计算、主流的虚拟化技术，重点介绍了如何利用Citrix XenServer和KVM虚拟化构建服务器虚拟化整合的基础平台。通过本章的学习，读者应能安装和配置XenServer、XenCenter，使用XenCenter管理XenServer主机、共享存储及虚拟机，能安装和配置KVM宿主机、管理工具Virt-Manager，使用Virt-Mananger工具管理KVM主机、共享存储及虚拟机。

本章习题

一、单项选择题

1.关于计算虚拟化的描述不正确的是（ ）。

A.Virt-manager是云管理平台

B.XenServer运行于Linux操作系统之上

C.运行在物理计算机系统上的虚拟化层也可以被称为虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM）或Hypervisor

D.利用的虚拟化架构整合传统IT系统会导致电力使用量增加

2.下列说法正确的是（ ）。

A.在KVM架构中，每个虚拟CPU显示为一个常规的Linux线程

B.在KVM架构中，VM使用桥接的方式保证网络高可用性

C.Qemu-KVM是一个磁盘管理工具

D.KVM虚拟机与物理计算机不一样，它不需要安装操作系统

二、多选题

1.在虚拟化技术中，按照被虚拟的IT资源类型分类，虚拟化可以分为（ ）。

A.计算虚拟化

B.网络虚拟化

C.存储虚拟化

D.设备虚拟化

2.下列说法正确的是（ ）。

A. VM是完全由软件组成的计算机

B. VM可以像物理计算机一样运行自己的操作系统和应用程序

C.VM包含自己的虚拟CPU、RAM、硬盘和网络适配器

D.VM必须安装特定的操作系统

3.虚拟化有哪些优势（ ）。

A. 资源利用率稿

B. 管理成本降低

C. 更具灵活性

D. 具有更高的可用性

三、判断题

1.桌面云用户对计算机桌面的访问不再被限定使用特定设备、特定的时间和空间。

2.XenServer可以直接安装在裸机上。

3.XenCenter可以管理XenServer主机、虚拟机及存储器等。