Linux进阶之容器与虚拟化

Linux 提供强大的容器和虚拟化技术，用于高效地部署和管理应用。容器技术如 Docker 提供了轻量级虚拟化，而 KVM 和 Vagrant 则支持完整的虚拟机环境。
本章将详细讲解 Docker 容器基础、KVM 虚拟机管理，以及使用 Vagrant 进行自动化虚拟机创建。

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一、Docker 与容器基础

1、Docker 简介

Docker 是一种基于容器的虚拟化技术，它允许在一个主机上运行多个隔离的应用。
特点：

• 轻量级：与传统虚拟机相比，容器使用更少的资源。
• 快速启动：容器的启动速度通常在秒级。
• 可移植：通过容器镜像实现一致的运行环境。

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2、安装 Docker

在 Ubuntu 上安装

sudo apt update
sudo apt install -y docker.io
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

验证安装

docker --version

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3、创建与管理 Docker 容器

拉取镜像
从 Docker 官方镜像仓库拉取镜像：

docker pull ubuntu:latest

运行容器
使用镜像启动一个交互式容器：

docker run -it ubuntu:latest /bin/bash

列出容器
查看运行中的容器：

docker ps

查看所有容器（包括停止的）：

docker ps -a

停止容器

docker stop <container_id>

删除容器

docker rm <container_id>

示例
创建并运行一个简单的容器：

docker run -d -p 8080:80 nginx

说明：

• -d：后台运行容器。
• -p：映射主机端口到容器端口。

运行后，可通过访问 http://localhost:8080 测试 Nginx 服务。

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二、KVM 与虚拟机管理

1、KVM 简介

KVM（Kernel-based Virtual Machine）是 Linux 内核的一个模块，用于提供完整的虚拟化功能。

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2、安装 KVM 和管理工具

安装 KVM

sudo apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients
sudo systemctl enable libvirtd
sudo systemctl start libvirtd

验证安装
检查是否支持 KVM：

egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

安装管理工具

• 命令行管理工具：virsh
• 图形化管理工具：virt-manager

sudo apt install virt-manager

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3、管理虚拟机

创建虚拟机
使用 virt-manager 创建虚拟机，步骤包括：

1. 打开 virt-manager 图形界面。
2. 选择创建新虚拟机。
3. 指定 ISO 文件作为安装源。
4. 配置 CPU、内存、磁盘等资源。

命令行管理
创建虚拟机：

virt-install --name test-vm --ram 2048 --vcpus 2 \
--disk path=/var/lib/libvirt/images/test-vm.qcow2,size=20 \
--cdrom /path/to/iso

启动虚拟机：

virsh start test-vm

查看虚拟机状态：

virsh list --all

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三、使用 Vagrant 进行自动化虚拟机创建

1、Vagrant 简介

Vagrant 是一个虚拟机管理工具，专注于提供开发环境的一致性和易用性。
特点：

• 自动化：通过 Vagrantfile 定义虚拟机环境。
• 跨平台：支持 VirtualBox、KVM 等虚拟化技术。

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2、安装 Vagrant

在 Ubuntu 上安装

sudo apt install vagrant

验证安装

vagrant --version

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3、创建 Vagrant 环境

初始化项目

vagrant init ubuntu/bionic64

启动虚拟机

vagrant up

连接虚拟机

vagrant ssh

停止虚拟机

vagrant halt

销毁虚拟机

vagrant destroy

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4、示例 Vagrantfile

以下是一个简单的 Vagrantfile 配置示例：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.box = "ubuntu/bionic64"
  config.vm.network "forwarded_port", guest: 80, host: 8080
  config.vm.provider "virtualbox" do |vb|
    vb.memory = "1024"
  end
end

说明：

• config.vm.box：指定基础镜像。
• config.vm.network：配置端口转发。
• vb.memory：设置虚拟机内存大小。

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四、小结

通过本章学习，你掌握了以下内容：

1. Docker 容器基础：

   • 使用 Docker 拉取镜像、运行和管理容器。

2. KVM 虚拟机管理：

   • 使用 virsh 和 virt-manager 创建和管理虚拟机。

3. Vagrant 自动化虚拟机创建：

   • 定义虚拟机环境并自动化部署。

容器和虚拟化技术的结合，能满足不同场景下的资源隔离需求，为开发与运维工作提供灵活可靠的支持。