《Linux虚拟化原理、方法和实战（KVM Docker OpenStack）》从实用的角度出发，详细介绍了Linux虚拟化相关的理论与应用知识，包括企业级KVM虚拟化实战、企业级Docker虚拟化实战、Docker企业命令实战、Docker网络原理实战、Dockerfile企业镜像实战、Docker仓库案例实战、Docker Compose容器编排实战、Docker Swarm集群案例实战、OpenStack KVM构建企业级私有云。 《Linux虚拟化原理、方法和实战（KVM Docker OpenStack）》免费提供与书中内容相关的视频课程讲解，以指导读者深入地进行学习，详见前言中的说明。 《Linux虚拟化原理、方法和实战（KVM Docker OpenStack）》既可作为高等学校计算机相关专业的教材，也可作为系统管理员、网络管理员、Linux运维工程师及网站开发、测试、设计等人员的参考用书。

本丛书融入作者十多年Linux运维经验，尽是干货。通过对Linux技术领域重要知识点的剖析及简单明了的实例介绍，帮助读者在较短的时间内掌握Linux云计算相关运维技能，成为专业的Linux高级技术人才。书中结构清晰，内容全面，由浅入深，讲解很详细，是难得的将理论 概念 实战结合于一体的书籍，十分适合作为手边的实战参考书，相信能给读者带来新的想法和收获。

Linux 是当今三大操作系统（Windows、macOS、Linux）之一，其创始人是林纳斯·托瓦兹①。
林纳斯·托瓦兹 21 岁时用 4 个月的时间首次创建了 Linux 内核，于 1991 年 10 月 5 日正式对
外发布。Linux 系统继承了 UNIX 系统以网络为核心的思想，是一个性能稳定的多用户网络操
作系统。
20 世纪 90 年代至今，互联网飞速发展，IT 引领时代潮流，而 Linux 系统是一切 IT 的基石，
其应用场景涉及方方面面，小到个人计算机、智能手环、智能手表、智能手机等设备，大到服
务器、云计算、大数据、人工智能、数字货币、区块链等领域。
为什么写《Linux 虚拟化原理、方法和实战（KVM Docker OpenStack）》这本书？这要
从我的经历说起。我出生在贵州省一个贫困的小山村，从小经历了砍柴、放牛、挑水、做饭，
日出而作、日落而归的朴素生活，看到父母一辈子都生活在小山村里，没有见过大城市，所以
从小立志要走出大山，要让父母过上幸福的生活。正是这样的信念让我不断地努力。大学毕业
至今，我在北漂的 IT 运维路上已走过了十多年：从初创小公司到国有企业、机关单位，再
到图吧、研修网、京东商城等 IT 企业，分别担任过 Linux 运维工程师、Linux 运维架构师、运维
经理，直到现在创办的京峰教育培训机构。
一路走来，很感谢生命中遇到的每一个人，是大家的帮助，让我不断地进步和成长，也让
我明白了一个人活着不应该只为自己和自己的家人，还要考虑到整个社会，哪怕只能为社会贡
献一点点价值，人生就是精彩的。
为了帮助更多的人通过技术改变自己的命运，我决定和团队同事一起编写这本书。虽然市
面上关于 Linux 的书籍有很多，但是很难找到一本关于企业级 KVM 虚拟化实战、企业级 Docker
虚拟化实战、Docker 企业命令实战、Docker 网络原理实战篇、Dockerfile企业镜像实战、Docker
仓库案例实战、Docker Compose 容器编排实战、Docker Swarm 集群案例实战、OpenStack KVM
构建企业级私有云等内容的详细、全面的主流技术书籍，这就是编写本书的初衷。

① 创始人全称是 Linus Benedict Torvalds（林纳斯·本纳第克特·托瓦兹）。

II Linux 虚拟化原理、方法和实战（KVM Docker OpenStack）

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作者精心录制了与 Linux 开发相关的视频课程（3000 分钟，144 集），便于读者自学。扫
描封底文泉课堂刮刮卡中的二维码进行绑定后即可观看（注：视频内容仅供学习参
考，与书中内容并非一一对应）。
虽然已花费大量的时间和精力核对书中的代码和内容，但难免存在纰漏，恳请读者批评
指正。

吴光科
2023 年 3 月

前 言
致谢

ACKNOWLEDGEMENT





感谢 Linux 之父林纳斯·托瓦兹，他不仅创造了 Linux 系统，还影响了整个开源世界，也影
响了我的一生。
感谢我亲爱的父母，含辛茹苦地抚养我们兄弟三人，是他们对我无微不至的照顾，让我有
更多的精力和动力去工作，去帮助更多的人。
感谢何红敏、周孝坤、杨政平、洛远、谭庆松、李涛、张强、刘峰、郭大德、田文杰、柴
宗虎、张馨、佘仕星、李燊、岳晓勇及其他挚友多年来对我的信任和鼓励。
感谢腾讯课堂所有的课程经理及平台老师，感谢 51CTO 副总裁一休及全体工作人员对我及
京峰教育培训机构的大力支持。
感谢京峰教育培训机构的每位学员对我的支持和鼓励，希望他们都学有所成，最终成为社
会的中流砥柱。感谢京峰教育首席运营官蔡正雄，感谢京峰教育培训机构的辛老师、朱老师、
张老师、关老师、兮兮老师、小江老师、可馨老师等全体老师和助教、班长、副班长，是他们
的大力支持，让京峰教育能够帮助更多的学员。
最后要感谢我的爱人黄小红，是她一直在背后默默地支持我、鼓励我，让我有更多的精力
和时间去完成这本书。

吴光科
2023 年 3 月

第 1 章 企业级 KVM 虚拟化实战.1
1.1 虚拟化技术概述及简介.1
1.2 互联网虚拟化技术种类.2
1.3 KVM 虚拟化概念 .2
1.4 KVM 虚拟化安装 .3
1.5 KVM 网桥配置实战 .3
1.6 KVM 虚拟化硬盘扩容 .7
1.7 KVM 虚拟机批量克隆实战 .8
1.8 ESXI 虚拟化技术概念 .10
1.9 XEN 虚拟化技术概念11
第 2 章 企业级 Docker 虚拟化实战 12
2.1 虚拟化技术实现方式.14
2.2 Docker LXC 及 Cgroup 原理剖析.14
2.3 AUFS 简介 17
2.4 Device Mapper 文件系统简介18
2.5 OverlayFS 简介19
2.6 为什么使用 Docker.21
2.7 Docker 镜像、容器、仓库 22
2.8 Docker 镜像原理剖析 22
2.9 CentOS 7.x（7.0 ）Linux Docker 平台实战 .25
2.10 CentOS 8.x（8.0 ）Linux Docker 平台实战 .27
2.11 Ubuntu（16.04 ）Linux Docker 平台实战 .29
2.12 Docker 仓库源更新实战 31
第 3 章 Docker 企业命令实战. 33
3.1 Docker search 命令实战 .33
3.2 Docker pull 命令实战 .33
3.3 Docker images 命令实战.34
3.4 Docker run 命令实战 34
3.5 Docker ps 命令实战34
3.6 Docker inspect 命令实战 34

VI Linux 虚拟化原理、方法和实战（KVM Docker OpenStack）

3.7 Docker exec 命令实战 35
3.8 Docker stop|start 命令实战 .35
3.9 Docker rm 命令实战 .35
3.10 Docker rmi 命令实战 36
3.11 Docker 虚拟化 30 多个命令实战剖析 36
第 4 章 Docker 网络原理实战. 38
4.1 Host 模式剖析.38
4.2 Container 模式剖析.39
4.3 None 模式剖析39
4.4 Bridge 模式剖析 .39
4.5 Bridge 模式原理剖析 .40
4.6 Bridge 模式实战一 .41
4.7 Bridge 模式实战二 .41
4.8 Bridge 模式实战三 .42
4.9 Bridge 模式实战四 .43
4.10 Docker 持久化固定容器 IP44
4.11 EFK 应用背景剖析 46
4.12 EFK 架构原理深入剖析 47
4.13 Docker 部署 EFK 日志平台 .48
4.14 基于 Docker Web 管理 Docker 容器50
第 5 章 Dockerfile 企业镜像实战 55
5.1 Dockerfile 语法命令详解一 .55
5.2 Dockerfile 语法命令详解二 .56
5.3 Dockerfile 制作规范及技巧 .61
5.4 Dockerfile 企业案例一 .61
5.5 Dockerfile 企业案例二 .62
5.6 Dockerfile 企业案例三 .63
5.7 Dockerfile 企业案例四 .64
第 6 章 Docker 仓库案例实战. 65
6.1 Docker 国内源实战.65
6.2 Docker Registry 仓库源实战 66
6.3 Docker Harbor 仓库源实战 68
6.4 Docker 磁盘、内存、CPU 资源实战一73
6.5 Docker 磁盘、内存、CPU 资源实战二76
6.6 Docker 资源监控方案和监控实战 81
6.7 Docker stats 监控工具 81

目录 VII

6.8 CAdvisor 监控工具 .83
6.9 CAdvisor 部署配置 .83
6.10 构建 CAdvisor InfluxDB Grafana 平台.85
第 7 章 Docker Compose 容器编排实战. 89
7.1 Docker Compose 概念剖析 .89
7.2 Docker Compose 部署安装 .90
7.3 Docker Compose 命令实战 .90
7.4 Docker Compose 常见概念 .91
7.5 Docker Compose 语法详解 .91
7.6 Docker Compose Nginx 案例一.99
7.7 Docker Compose Redis 案例二 .101
7.8 Docker Compose Tomcat 案例三.102
7.9 Docker Compose RocketMQ 案例四 .105
第 8 章 Docker Swarm 集群案例实战 . 110
8.1 Swarm 概念剖析 .110
8.2 Docker Swarm 的优点 .111
8.3 Swarm 负载均衡 .112
8.4 Swarm 架构图113
8.5 Swarm 节点及防火墙设置 .114
8.6 Docker 虚拟化案例实战 115
8.7 Swarm 集群部署 .116
8.8 Swarm 部署 Nginx 服务 117
8.9 Swarm 服务扩容和升级 .118
8.10 Manager 和 Node 角色切换120
8.11 Swarm 数据管理之 volume.121
8.12 Swarm 数据管理之 Bind.121
8.13 Swarm 数据管理之 NFS .123
8.14 Docker Swarm 新增节点 .124
8.15 Docker Swarm 删除节点 .127
8.16 Docker 自动化部署一 128
8.17 Docker 自动化部署二 132
第 9 章 OpenStack KVM 构建企业级私有云. 138
9.1 OpenStack 入门简介.138
9.2 OpenStack 核心组件.139
9.3 OpenStack 准备环境.141
9.4 Hosts 及防火墙设置.141

VIII Linux 虚拟化原理、方法和实战（KVM Docker OpenStack）

9.5 OpenStack 服务安装.142
9.6 MQ（消息队列）简介.143
9.7 MQ 应用场景 144
9.8 安装配置 RabbitMQ .146
9.9 RabbitMQ 消息测试 .148
9.10 配置 Keystone 验证服务 149
9.11 配置 Glance 镜像服务155
9.12 Nova 控制节点配置158
9.13 Nova 计算节点配置161
9.14 OpenStack 节点测试.165
9.15 Neutron 控制节点配置 .166
9.16 Neutron 计算节点配置 .171
9.17 OpenStack 控制节点网桥.173
9.18 控制节点配置 Dashboard.175
9.19 OpenStack GUI 配置 .191
9.20 OpenStack 核心流程.199