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站長新書 - 專家教你用 Windows Server 2012 Hyper-V 3.0 實戰虛擬化技術

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Microsoft 新一代的雲端作業系統 Windows Server 2012 於 2012 年 9 月正式上市,新一代的雲端作業系統不僅僅只是將舊有功能改進並且還新增多達 300 多項全新功能,本書共有 19 章從一開始的 x86 虛擬化技術,到如何讓讀者可以籍由 Nested Virtualization 概念打造僅使用一台 PC 主機,便能實作書中所有進階實作的 Hyper-V in a Box 層層虛擬化環境,接著從基礎設定開始暖身慢慢進階到 Hyper-V 3.0 各項進階實作,由淺入深的章節編排希望您會喜歡。

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本書導讀及大綱

前言篇

第一章、雲端運算與 x86 虛擬化技術

從雲端運算近年來為何如此熱門開始,讓您了解應該所謂的雲端運算至少必須應具備 五項技術特徵、四個佈署模型、三種服務模式,這樣的服務才能稱得上是雲端運算讓您不在人雲亦雲。同時相信許多讀者已經被 全虛擬化技術、半虛擬化技術、硬體輔助虛擬化技術等技術名詞搞得混亂,在本章當中也有詳細的說明讓您徹底了解 x86 虛擬化技術。此外目前市場上充斥著多種虛擬化技術解決方案,在本書中也提出了由知名市調單位 Gartner 的調查結果,讓您不用害怕所學習的虛擬化技術跟不上市場趨勢。本章最後也列舉了打造高可用性環境如 機房、冷房能力、機櫃、結構化佈線…等的資料中心基礎建設注意事項供您參考。

前置作業篇

第二章、軟體硬環境準備

讀者只要準備一台支援第二代虛擬化主機(Intel EPT 或 AMD NPT/RVI),配合 VMware Player 所支援的 VHV(Virtual Hardware-Assisted Virtualization)功能,便可以建構出 Nested Virtualization 環境(或稱為 Nested VMs),也就是在實體主機上所安裝的 VM 虛擬主機當中又產生出 VM 虛擬主機並且可以正常運作,打造出 Hyper-V in a Box 層層虛擬化運作環境。

基礎篇

第三章、Windows Server 2012 重裝上陣

Windows Server 2012 雲端作業系統新增多達 300 多項功能,在本章中除了挑出筆者認為很重要的新功能來介紹之外,並且大量的介紹及引用 Microsoft TechEd 2012 相關議程內容,有興趣更深入每項技術議題的讀者,可以透過筆者為每項議程所記錄的縮短網址幫助讀者輕鬆連結到該技術議題的簡報頁面,或者線上收看該技術項目在 MSDN Channel 9 的線上議程影片。

第四章、Windows Server 2012 與 Hyper-V Server 2012

安裝具備 GUI 圖形介面的 Windows Server 2012,以及僅具備 Server Core 文字介面運作模式的 Hyper-V Server 2012,並且進行簡單的初始設定為後面的基礎及實作章節開始暖身。

第五章、Windows Server 2012 運作模式切換

核心伺服器(Server Core)在 Windows Server 2008 中首度亮相,因為 Server Core 並不具備 GUI 圖形介面,因此整體上來說具有 硬體資源耗費較少、安全性提升…等優點,但是主要的缺點就是所有操作都必須要下指令(命令提示字元或者 PowerShell),而且並非所有的服務都可以在 Server Core 中安裝執行。同時 Windows Server 2008 / 2008 R2 當您在安裝作業系統的時候,就必須要決定使用 GUI 圖形介面或者是 Server Core,並且一旦安裝之後便無法反悔除非重新安裝作業系統才行。

但是這個限制在 Windows Server 2012 當中完全被打破,您可以在安裝 Windows Server 2012作業系統之後進行運作模式的切換作業,舉例來說 您可以在 GUI 圖形介面中將相關服務進行安裝設定,待服務啟動並測試完成後便可以將運作模式切換為 Server Core 模式。

第六章、Hyper-V Server 2012 單機管理

在 Windows Server 2012 圖形介面運作模式下我們可以直接新增 Hyper-V 伺服器角色後,利用新增角色時會相依安裝的 Hyper-V 管理員伺服器功能直接管理 Hyper-V 虛擬化平台,但若是在 Hyper-V Server 2012 中並沒有圖形介面時該如何管理呢? 本章節便是針對若 Hyper-V Server 2012 處於「沒有」架設網域環境時,該如何透過 Windows 8 安裝遠端伺服器管理工具 RSAT(Remote Server Administration Tools),來管理遠端 Hyper-V Server 2012 虛擬化平台。

第七章、VM 虛擬主機整合服務

每一種虛擬化平台都會需要幫其上運作的 VM 虛擬主機安裝適當的 Tools,以使其上運作的 VM 虛擬主機能夠與虛擬化平台進行最緊密的結合(例如 虛擬裝置最佳化…等),舉例來說 VMware vSphere 虛擬化平台便需要幫 VM 虛擬主機安裝 VMware Tools,而Citrix XenServer 虛擬化平台便需要幫 VM 虛擬主機安裝 Xen Tools。Microsoft Hyper-V虛擬化平台則是需要幫其上運作的 VM 虛擬主機安裝「整合服務(Integration Services)」。

除了 Windows 作業系統之外,現在 Hyper-V 虛擬化平台對於 Unix-Like(Linux、FreeBSD)作業系統支援度也大幅提升,本章中也將詳細說明如何安裝整合服務以使 VM 虛擬主機跟 Microsoft Hyper-V虛擬化平台,不管是在效能運作上或是驅動程式最佳化方面都能進行完美的結合。

實戰篇 – 非建置容錯移轉叢集 (Non-Cluster)

第八章、實作環境及初始設定

在舊版的 Hyper-V 2.0 虛擬化環境當中如果需要達成「即時遷移(Live Migration)」進階功能,那麼便一定要建置「容錯移轉叢集(Failover Cluster)」環境才行,但是在 Hyper-V 3.0 中這樣的限制條件已經被打破了,本章節開始的各項進階實作便是在 不需要 建置容錯移轉叢集(Non Failover Cluster)環境中達成。

此外 Node 1、Node 2 節點主機我們採用了 Hyper-V Server 2012 免費虛擬化平台,目的是要讓讀者了解免費版本的 Hyper-V Server 2012,也同樣支援所有 Hyper-V 虛擬化進階功能,並且詳細說明如何在 DC 主機透過伺服器管理員達成遠端統一管理的目的。

第九章、計畫性停機解決方案

在不需要建置容錯移轉叢集架構環境中實作各項進階實作,如 VM 虛擬主機線上不中斷運算資源搬移的「即時遷移(Live Migration)」、儲存資源搬移的「儲存即時遷移(Live Storage Migration)」、不需要共享儲存設備的「無共用儲存即時遷移(Shared-Nothing Live Migration)」等機制。

第十章、異地備援解決方案

從如何啟動 Hyper-V 主機複本機制開始,到針對要進行保護的 VM 虛擬主機啟用複寫機制,完成資料複寫後進行 測試容錯移轉、計畫性容錯移轉、非計畫性容錯移轉 等各種機制的演練測試。您將會體驗到 Hyper-V 複本確實是「保持業務連續性以及異地備援(Business Continuity and Disaster Recovery,BCDR)」的解決方案。

第十一章、重複資料刪除

許多中高階等級的儲存設備都會具備「重複資料刪除(Data Deduplication)」的機制,以避免寶貴的儲存空間產生不必要的浪費,現在 Windows Server 2012 作業系統當中便已經「內建」並且表現如此亮眼,讀者還有什麼理由不使用此功能呢?

第十二章、備份還原 VM 虛擬主機

本章節將實作把 VM 虛擬主機關機後,使用「匯出(Export)」的離線備份(Offline Backup)方式並在發生災難時進行還原,以及 VM 虛擬主機在線上運作中透過「WSB(Windows Server Backup)」機制進行線上備份(Online Backup)並在發生災難時進行還原。

實戰篇 – 建置容錯移轉叢集 (Failover Cluster)

第十三章、實作環境及初始設定

未建置容錯移轉叢集的虛擬化環境並不支援「快速遷移(Quick Migration)」機制,也就是當 Hyper-V Host 實體主機發生災難時,在未建置容錯移轉叢集的虛擬化環境中並沒有相對應的機制將其上運作的 VM 虛擬主機自動遷移到其它存活的 Hyper-V Host 主機當中。因此若您希望所建置的 Hyper-V 虛擬化環境具備完整的高度可用性時,那麼您還是必須要建置「容錯移轉叢集(Failover Cluster)」環境才行。

第十四章、建置容錯移轉叢集前置作業

除了基礎的前置作業以及新增伺服器角色之外,本章將說明如何設定 Windows Server 2012 內建的 iSCSI Software Target,以擔任屆時在容錯移轉叢集當中共享儲存設備的角色,並且設定 Hyper-V 叢集節點的 iSCSI Initiator MPIO 多重路徑機制,以達成流量自動負載平衡及容錯移轉的機制。

第十五章、計畫性及非計畫性停機解決方案

將容錯移轉叢集建立完成後便著手測試計畫性停機解決方案 「即時遷移(Live Migration)」、「儲存即時遷移(Live Storage Migration)」,以及必須要容錯移轉叢集環境才支援的非計畫性停機解決方案「快速遷移(Quick Migration)」。

第十六章、異地備援解決方案

在先前「未」建置容錯移轉叢集環境當中 主要/次要 站台之間若硬體架構無誤便能運作順利,但倘若發生「次要」站台硬體損壞時其實複本抄寫作業便中斷了,而容錯移轉叢集環境當中的 Hyper-V 複本代理人(Hyper-V Replica Broker)便擔任了「自動協調」的角色,使複本抄寫作業不會發生任何中斷。

第十七章、VM 虛擬主機應用程式監控

前面章節中的進階實作都是針對 VM 虛擬主機等級(VM Level)或是 Hyper-V 主機等級(Host Level)計畫性移轉或發生災難時的因應機制,但是如果 Host 主機及 VM 虛擬主機都運作良好,但是 VM 虛擬主機當中所運作的應用程式不穩定或停止服務時該如何因應呢? 您可以透過本章所介紹的「VM 虛擬主機應用程式監控(VM Monitoring)」機制,來監控 VM 虛擬主機上運作的應用程式健康狀態。

第十八章、叢集感知更新 CAU

叢集感知更新(Cluster-Aware Updating,CAU)為新一代 Windows Server 2012 中容錯移轉叢集的新功能,它能夠讓您「自動化」的更新叢集節點的安全性更新且完全不需要人為介入,並且在安全性更新執行期間因為採用的是通透模式(Transparently)所以並不會影響到叢集節點的可用性。

第十九章、VM 虛擬主機反關聯性

當建置了 Guest Clustering 機制的二台 VM 虛擬主機,如果擺放在同一台 Hyper-V 主機上當發生災難時還是會有停機時間的產生,透過「VM 虛擬主機反關聯(Anti-Affinity)」機制便可以將 VM 虛擬主機自動「分開放置」在不同的叢集節點當中,以避免同樣角色的 VM 虛擬主機擺放在同一台 Hyper-V 主機上的困擾。

附錄

說明如何註冊微軟虛擬學院 MVA 讓您再家也能學習 Hyper-V 虛擬化技術,並且透過 Windows Virtual Labs 虛擬化實驗室讓您不用準備機器,也能夠體驗 Hyper-V 虛擬化技術的強大功能。此外免費的 Windows Server 2012 電子書讓您可以取得更多相關資訊,並且透過各種官方所繪製的元件及運作架構圖,能夠快速幫助您了解各種技術運作的原理。

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