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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 RDP297

5.3.2 ICA协议302

5.3.3 PCoIP协议306

5.3.4 SPICE309

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VDI318

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RSTP513

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