《UNIX/Linux系统管理技术手册-读书笔记-第二十四章

虚拟化

1. 虚拟化概述

1.1 什么是虚拟化

1.2 Hypervisor类型

1型与2型界线已模糊（如KVM是内核模块，既像1型又集成在OS中），现代实践更关注功能而非分类。

1.3 虚拟化模式演进

现代hypervisor自动为guest选择最优模式，管理员通常无需手动干预。保持软件更新即可自动受益。

1.4 虚拟机 vs 容器（表24.1）

典型组合：虚拟机提供硬件隔离边界 → 其上运行容器实现高密度应用部署（“bin packing”）。

2. Linux虚拟化

2.1 Xen

Xen dom0工具与配置：

guest配置文件示例（/etc/xen/chef.cfg）：

builder = "hvm"          # 硬件辅助虚拟化
name = "chef"
memory = 512
vcpus = 1
disk = ['file:/home/ben/chef.img,xvda,w']
vif = ['bridge=virbr0']
boot = "dc"

2.2 KVM（Kernel-based Virtual Machine）

KVM管理命令：

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# 创建guest
sudo virt-install --connect qemu:///system \
  -n UbuntuGuest -r 512 \
  -f ~/ubuntu.img -s 12 \
  -c /dev/dvd \
  --os-type linux --accelerate --hvm --vnc

# virsh交互式管理
sudo virsh --connect qemu:///system
virsh # list --all          # 列出所有VM（含关机）
virsh # start VMname        # 启动
virsh # shutdown VMname     # 优雅关机
virsh # destroy VMname      # 强制停止
virsh # quit

💡 KVM与Linux内核的无缝集成是其最大优势——VM即进程，可用标准Linux工具管理。

2.3 Xen vs KVM 选型

3. FreeBSD bhyve

4. VMware ESXi

VMware是企业虚拟化的“默认选择”，但成本较高。纯Linux环境可用KVM替代。

5. Oracle VirtualBox

6. Packer（镜像构建工具）

Packer工作流程：

1. 从源镜像启动临时实例
2. 运行脚本或配置管理（Ansible/Chef）定制
3. 保存状态为新镜像

模板示例（custom_ami.json，AWS）：

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{
  "builders": [
    {
      "type": "amazon-ebs",
      "access_key": "AKIAIOSFODNN7EXAMPLE",
      "secret_key": "wJalrXUtnFEMI/K7MDENG/bPxRfiCYEXAMPLEKEY",
      "region": "us-west-2",
      "source_ami": "ami-d440a6e7",
      "instance_type": "t2.medium",
      "ssh_username": "ubuntu",
      "ami_name": "ULSAH5E",
      "tags": { "Name": "ULSAH5E Demo AMI" }
    }
  ],
  "provisioners": [
    {
      "type": "shell",
      "inline": ["sudo apt-get update", "sudo apt-get install -y nginx"]
    }
  ]
}

💡 Packer与配置管理（Ansible/Salt/Chef）配合使用效果最佳：Packer构建基础镜像，CM在运行时做最后调优。

7. 本章核心命令速查表

DBA视角补充：

• 虚拟化是数据库部署的主流形式：绝大多数生产数据库运行在VMware ESXi或KVM之上。虚拟机提供了资源隔离（CPU/内存/IO）和可移植性（vMotion/热迁移），便于数据库维护和灾难恢复。
• 数据库VM性能考量：
  • CPU：硬件辅助虚拟化（Intel VT/AMD-V）性能损失极小（<5%）
  • 内存：避免内存超额分配（overcommit），确保数据库guest有足够预留内存
  • 存储：使用半虚拟化磁盘驱动（virtio）可大幅提升I/O性能；避免使用模拟IDE/SATA驱动
  • 网络：使用半虚拟化网卡（virtio-net）降低网络延迟
• VM vs 容器选型：
  • OLTP数据库（MySQL/PostgreSQL/Oracle）：建议虚拟机（强隔离，资源保障）
  • 开发/测试数据库：容器可快速拉起/销毁，节省资源
  • 云数据库（AWS RDS等）：底层本质是虚拟化+托管服务
• Packer在DBA场景的价值：用Packer构建包含数据库软件、监控工具、安全补丁的标准镜像，新数据库服务器可在数分钟内上线，且配置完全一致，消除“手工安装数据库”导致的配置漂移。
• VM备份：虚拟机快照是数据库备份的有效补充，但必须与数据库内的一致性点协调（如先执行FLUSH TABLES WITH READ LOCK或使用支持崩溃一致的存储）。不建议仅依赖VM快照，仍需结合逻辑备份。