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《 跟老男孩学Linux运维:核心基础篇(上)(第2版)》 —1.7 搭建学习Linux的运维环境

华章计算机 发表于 2019-11-15 13:21:19 2019-11-15
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【摘要】 本节书摘来自华章计算机《跟老男孩学Linux运维:核心基础篇(上)(第2版)》一书中第1章,第1.7节,作者是老男孩 。

1.7 搭建学习Linux的运维环境

1.7.1 虚拟机软件介绍

简单地说,虚拟机(Virtual Machine)软件就是一套特殊的软件,它可以作为操作系***立运行,也可以运行于操作系统之上。若是运行于系统之上的虚拟机软件,在一台电脑(PC或笔记本等)上安装完虚拟机软件之后,就可以模拟出来若干台相对独立的虚拟PC设备,并且可以在每台虚拟的PC设备上安装运行操作系统,运行网络服务,其与真实的计算机设备几乎无任何使用差别。

使用时,需要先在电脑上安装好虚拟机软件(例如,VMware Workstation),然后通过安装的虚拟机软件创建一个或多个虚拟机系统(即虚拟的电脑设备),最后在这些虚拟的电脑设备上安装操作系统并进行启动配置。最终实现在一台电脑上“同时”运行多个虚拟机设备系统。

另外,还可以将这些虚拟的系统连成局域网,用来部署网站集群架构等更深层次的运维技术,这样的虚拟环境,在后文会有讲解。图1-9为安装WMware Workstation虚拟机软件后打开的软件界面。

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图1-9 Windows7系统安装WMware Workstation12虚拟软件窗口

如图1-9所展示的是在Windows 7桌面操作系统上安装的虚拟机软件VMware,这里通过配置VMware虚拟出了6台PC设备,且分别在这6台PC上安装了Linux系统和XP系统。这6个虚拟机同时在一台电脑上独立运行,几乎互不干扰,并且可以同在一个局域网内,还可以互相通信。

经过前面对虚拟机软件的介绍,相信读者应该知道了虚拟机软件到底是什么了吧。下面,笔者介绍一些网友常用的虚拟机软件,如表1-2所示。

表1-2 常用的虚拟机软件及选择建议

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1.7.2 通过虚拟机软件学习

通过虚拟机软件学习是初学者学习Linux运维的最佳方式。

在与部分网友和学生的交流中,“老男孩教育”的老师发现,很多初学者都认为,学习Linux就必须将自己的电脑装成Linux系统或者必须要有真正的服务器设备。而实际上这些是一些机构、书籍或网络文章给人传导的错误思想和思维。其实,学习Linux最简单、最实用的环境就是虚拟机环境(例如,通过VMware Workstation等软件学习)。笔者这样说的原因有如下几点。

1)利用虚拟机软件搭建Linux学习环境简单,容易上手,最重要的是利用虚拟机模拟出来的Linux与真实的Linux几乎没有任何区别。如果购买服务器动则就要一两万元人民币,不是一般的网友所能承受的,而且声音很大,很费电。如果用PC和笔记本搭建Linux(包括双系统共存方式),那就完全是Linux环境了,这样做不但加大了你的学习难度(例如,没法用Word等记笔记,以及正常浏览网页),也与实际的工作环境相差很远,即南辕北辙了,企业里运维人员的工作环境绝大多数都是在Windows桌面系统下通过SSH工具(SecureCRT/Xshell)远程连接千百里之外的Linux服务器进行管理和维护的。因此,用虚拟机软件来搭建环境是最接近企业工作环境的。

2)搭建Linux集群等大规模环境有时需要同时开启几台虚拟机(每台虚拟机仅需256~512MB内存(CentOS7以上最好是1GB以上)、6~8GB的硬盘空间即可(CentOS7以上最好12GB以上)),此时如果是用服务器或者自己的电脑安装Linux,则很难满足学习要求,购买多台服务器就更不现实了。事实上,仅仅利用价值四五千元人民币的个人笔记本电脑就可以轻松实现搭建中小规模Linux集群架构的学习需求。

3)用虚拟机学习,如果电脑配置高一点,那么可以同时开启多个Linux虚拟机学习,上班、回家的路上,带着笔记本电脑即可随时学习,如果是多台真实电脑和服务器设备,就没法移动了。当然有读者会说可以放机房里,但这个代价也太大了。大多数学习者很难有这样的资源。

4)使用虚拟机系统环境,我们可以对虚拟系统随意进行任何的设置和更改操作,甚至可以格式化虚拟机系统硬盘,进行重新分区等操作,而且完全不用担心会丢掉有用的数据,因为虚拟机是系统上运行的一个虚拟软件,对虚拟机系统的任何操作都相当于是在操作虚拟机的虚拟机设备和系统,不会影响电脑上的真实数据。

综上所述,笔者给大家的建议就是,踏实地用虚拟机学习就足够了,学习Linux运维,几乎99.9%的知识都与硬件设备无关,我们不要为自己设置太多的限制和门槛,那样会影响学习Linux的进度,从而可能丧失学习Linux的兴趣。

当然了,如果在学习的过程中有条件的话可以去接触一下真正的服务器设备。在实际教学中,我们会让学生接触到服务器,不仅可以进行RAID制作,还可以为真实的物理服务器装系统。总之一句话,如果没有设备,则用电脑上安装的虚拟机一样可以搭建逼近工作环境的学习环境;如果有了设备配合虚拟机学习,那么能利用好设备学习则更佳。在实际工作中,绝大多数人员都会使用云环境提供的虚拟机,运维人员接触到真实硬件的机会越来越少了。

企业真正服务器硬件手把手介绍 http://v.qq.com/page/g/x/y/g016789xvxy.html

1.7.3 选择适合自己的虚拟机软件

1.选择适合的虚拟机软件

如果你使用的是Windows系统,那么,老男孩推荐你使用VMware WorkStation,如果是MacOS平台则可以选择Virtual PC,如果你用的是Ubuntu系统,则可以选择Xen、KVM、VMware(Linux版本)。本书将以在Windows 7系统上安装VMware WorkStation 12(这里读者也可以选择更高版本即14 PRO版)为例,为大家讲解Linux运维技术,同时还会在DELL R710真实服务器环境上进行测试,其他环境的搭建大同小异,进入到Linux里面几乎没有差别。

2.虚拟机软件对硬件的要求

虚拟机软件的原理是利用宿主机物理硬件资源虚拟PC设备,因此对物理机硬件的要求比较高,其中最主要的是内存、硬盘和CPU资源。首先,宿主机物理内存要足够大,最低要在8GB以上(CentOS7最好是16GB以上),因为在创建虚拟设备时,要为每个虚拟机分配一定的内存资源(CentOS7一般最小为1024MB,内存设置太小会出现特殊问题)和硬盘空间(默认为10GB以上,实际最好是20GB以上),SSD(固态硬盘)最好,同样也要分配CPU资源,CPU最好是I5以上,例如,为每个虚拟机分配一核CPU。当然了,多个虚拟机系统也可以同时占用一核CPU,在日常学习Linux时,如果不进行大量并行安装软件等消耗CPU资源的操作,使用虚拟机环境还是非常舒服的。

1.7.4 安装与使用VMware虚拟机软件

1.对VMware Workstation版本的建议

表1-3中给出的是选择VMware Workstation版本的建议,仅为建议,非必须。

表1-3 VMware Workstation版本选择建议

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提示:如果找不到合适的软件,则可以进QQ群784850820(口令:核心基础),进群获取相关软件。

2.虚拟机软件的安装

在Windows系统下安装了适合Windows版本的VMware Workstation之后,就可以在VMware Workstation上创建虚拟机了,之后运行创建的虚拟机,在虚拟机上安装CentOS Linux操作系统,这个安装过程与在实际生产环境下的安装是一样的。

VMware Workstation虚拟机软件的安装很简单,只需要按照Windows常规方法持续按“下一步”即可完成,这里不再讲述,如果你遇到了问题可以去前言中寻找笔者为本书建立的问题反馈交流群。

1.7.5 创建一个虚拟机实践

1.创建一个新的虚拟机

1)虚拟机软件安装完毕后,双击桌面上的VMware Workstation图标或者在开始程序菜单里找到VMware Workstation图标以启动VM应用程序,如图1-10所示。

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图1-10 VMware Workstation虚拟机软件主界面

2)接下来按Ctrl+N快捷键(或者选择菜单栏“文件”→“新建虚拟机”)创建一个新的虚拟机,此时会出现新建虚拟机向导窗口,如图1-11所示。

3)在如图1-11所示的虚拟机创建向导界面中,选择“自定义(高级)”,即自定义安装,然后点击“下一步”按钮继续,弹出如图1-12所示的界面。

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4)图1-12描述了虚拟机硬件兼容和虚拟设备大小限制,在图1-12右侧的“限制”下面,可以发现软件对要创建的虚拟机的硬件大小会有限制,例如,内存最大为64GB,CPU“16个处理器”,磁盘“8TB磁盘大小”等,不过,这些并不会影响我们的学习,保留默认选择即可。然后点击“下一步”按钮继续,此时会出现如图1-13所示的窗口。

5)在如图1-13所示的界面中,“为虚拟机选择如何安装系统”这一步骤很关键,请选择界面最下面标示的“稍后安装操作系统”,表示创建虚拟机后不再默认安装系统了,即创建虚拟机后,我们可以手动选择镜像或光盘放入虚拟光驱自行安装,如果选择了“安装程序光盘映像文件”则在创建完虚拟机后就会自动安装系统,这样做虽然很方便,但是会增加太多的安装包,并且会自动分区,这样就不是企业环境安装的标准了。选择完毕,然后点击“下一步”按钮继续,这时会出现如图1-14所示的界面。

6)“为虚拟机选择系统类型及内核版本”也很关键,其作用是选择什么系统类型以及内核版本进行系统安装,如果选错了,则可能无法正确安装系统。

这里选择的是“Linux”系统类型,为“CentOS 64位”系统,因此也可以在系统类型中直接选择,选择完毕,然后点击“下一步”按钮继续,这时会出现如图1-15所示的界面。

7)在如图1-15所示的界面中,要为虚拟机命名并选择安装程序的路径,路径要选择大一点的宿主机磁盘分区,剩余空间至少要大于20GB,配置完毕后点击“下一步”按钮继续,这时出现的界面如图1-16所示。

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8)在如图1-16所示的界面中,要选择虚拟机对应的CPU的颗数,以及每个CPU的核数,默认都是1,保持默认选择即可,我们仅仅是用虚拟机进行学习和实验,不要求虚拟机设备资源有多好。点击“下一步”按钮继续,这时出现的界面如图1-17所示。

注意:CentOS系列x86_64在虚拟机上设置CPU时可能会出现故障,这是因为笔记本或台式机硬件CPU需要支持虚拟化技术,但有些系统硬件默认是不支持的,可以通过调整BIOS使其支持,不过,某些老机器可能只能安装32位的Linux系统。详见本节结尾处说明。

9)“为虚拟机选择内存资源大小”也很关键,默认选择的虚拟机内存大小为1024MB,对于CentOS7来说正好合适。之后,点击“下一步”按钮继续,这时出现的界面如图1-18所示。

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内存大小设置分析

创建虚拟机时,内存至少要大于512MB,最好是1GB以上,否则安装系统可能报错,因为从CentOS6开始多数都使用图形界面来来安装系统了,特别是CentOS7占用内存会比较大。

安装Linux之后,启动虚拟机时,内存最好在1024MB以上,最低是512MB,否则也可能报错。

如果是CentOS5系列,那么安装时内存为256MB,启动时100MB左右即可。CentOS6和CentOS7系列安装和启动都会占用更多的内存,特别是CentOS7,推荐使用1024MB以上的内存。

10)“为虚拟机选择网络类型”极其关键,VMware虚拟机常见的网络类型有bridged(桥接)、NAT(地址转换)、host-only(仅主机)3种,在分析如何选择之前,先向大家简单介绍下这三种网络类型。

NAT(地址转换)

NAT(Network Address Translation),网络地址转换,NAT模式是比较简单的实现虚拟机上网的方式,简单的理解就是,NAT模式虚拟机就是通过宿主机(物理电脑)进行上网和交换数据的。

在NAT模式下,虚拟机的网卡连接到宿主机的VMnet8上。此时系统的VMware NAT Service 服务就充当了路由器,负责将虚拟机发到VMnet8的包进行地址转换之后再发到实际的网络上,再将实际网络上返回的包进行地址转换后通过VMnet8发送给虚拟机。VMware DHCP Service负责为虚拟机分配IP地址。NAT网络类型的原理逻辑图如图1-19所示。

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图1-19 VMware NAT网络模式原理逻辑图

NAT网络特别适合于家庭里电脑直接连接网线的情况,当然办公室的局域网环境也是适合的,优势就是不会与其他物理主机IP发生冲突,且在没有路由器的环境下也可以通过SSH NAT连接虚拟机学习,换了网络环境虚拟机IP等不影响,这是笔者推荐的选择。

Bridged(桥接模式)

桥接模式可以简单地理解为通过物理主机网卡架设了一座桥,从而连入到实际的网络中。因此,虚拟机可以被分配与物理主机相同网段的独立IP,所有网络功能与网络中的真实机器几乎完全一样。桥接模式下的虚拟机和网内真实计算机所处的位置是一样的。

在Bridged模式下,电脑设备创建的虚拟机就像一台真正的计算机一样,它会直接连接到实际的网络上,逻辑上上网与宿主机(电脑设备)没有联系。Bridged网络类型的原理逻辑图如图1-20所示。

Bridged网络类型适合的场景:特别适合于局域网环境,优势是虚拟机像一台真正的主机一样,缺点是可能会与其他物理主机IP发生冲突,并且在与宿主机交换数据时,都会经过实际的路由器,在不考虑NAT模式的时候,就选这个桥接模式,桥接模式下更换了网络环境之后,所有虚拟机的IP都会受影响。

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图1-20 VMware Bridged网络模式原理逻辑图

Host-only(仅主机)

在Host-only模式下,虚拟机的网卡会连接到宿主的VMnet1 上,但宿主系统并不会为虚拟机提供任何路由服务,因此虚拟机只能与宿主机进行通信,不能连接到实际的网络上,即无法上网。Host-only网络类型的原理逻辑图如图1-21所示。

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图1-21 VMware Host-only网络模式原理逻辑图

笔者的写书环境是办公室环境,有物理路由器,不经常更换网络环境,因此,这里选择以桥接模式为例为大家讲解(如图1-22所示)。在选择了网络类型之后,点击“下一步”按钮继续,此时出现的界面如图1-23所示。

11)在如图1-23所示的界面中选择虚拟机的I/O控制器类型,采用默认类型即可,选择完毕,点击“下一步”按钮继续,此时出现的界面如图1-24所示。

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12)在选择虚拟机磁盘类型时,采用默认的SCSI即可(VM高版本会有SAS选项,不过建议不要选该选项),选择完毕后,点击“下一步”按钮继续,会出现如图1-25所示的界面。

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13)在选择虚拟机使用的磁盘时,采用默认的“创建新虚拟磁盘”即可创建一个虚拟磁盘,选择完毕后,点击“下一步”按钮继续,会弹出如图1-26所示的界面。

14)在选择虚拟机使用的磁盘容量时,仍然是采用默认的20GB的配置,选择完毕后,点击“下一步”按钮继续,此时出现的界面如图1-27所示。

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15)如图1-28所示的界面显示的是配置的虚拟机的所有选项信息,如果与前面选择一致的话,则点击“下一步”按钮继续,出现的界面如图1-28所示。

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图1-28 显示配置的虚拟机的所有选项信息

16)图1-28为显示配置的虚拟机的所有选项信息,可以通过滚动条下拉查看,点击左下的“自定义硬件”按钮可以自定义添加其他硬件,例如磁盘、网卡等,这里保留默认。选择完毕后,点击“下一步”按钮继续,会出现如图1-29所示的界面。

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图1-29 创建虚拟机后的主界面

17)图1-29所示的界面中展示的是创建虚拟机后的界面信息,左边是虚拟机的名称,右边是虚拟机的实际配置。在这个窗口中,可以为创建好的虚拟机配置光驱,将CentOS镜像文件(CentOS-7-x86_64-DVD-1810,需要单独下载,如果阿里云提供的地址没有CentOS7.6了,那么下载更高的7系列版本也可以,只要是7系列都可以)放到光驱里,就可以启动虚拟机安装Linux系统了。选择窗口右边的光驱选项,会出现如图1-30所示的界面。

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图1-30 配置CentOS7.6ISO镜像文件载入光驱

18)将CentOS7.6 ISO镜像文件载入光驱,接下来就只剩下启动虚拟机安装系统了。点击“开启虚拟机”即可,如图1-31所示。

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图1-31 准备启动虚拟机安装CentOS7.6界面

启动虚拟机后可能遇到的问题及应对方法

1)在实际教学过程中,笔者发现有些同学的笔记本电脑默认情况下使用VMware软件创建虚拟机之后,在虚拟机中不支持64位CentOS系统的安装,如图1-32所示。

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图1-32 虚拟机开机提示不支持CentOS 64位系统

解决方法如下。

进入笔记本或台式机的BIOS(具体型号设置方法,读者可以自行搜索),然后找到类似如下选项进行调整,不同的电脑会略有不同,这里以ThinkPad电脑为例说明,具体情况如图1-33和图1-34所示。

在图1-34中,2个选项都改成Enabled,然后保存,如果没有意外,就可以安装64位操作系统了。如果重启电脑依然不行,那就是电脑的硬件问题了,只能装32位系统或者换支持64位系统的硬件。

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图1-33 调整宿主机(电脑)BIOS支持64位系统安装

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图1-34 调整宿主机(电脑)BIOS支持64位系统安装

2)选择Windows10系统,可能会导致各种权限问题,如图1-35所示。

解决方法如下。

关闭VMware虚拟机,然后单击右键打开菜单,选择如图1-36所示的内容。

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更多问题,请大家加入本书开篇为读者提供的QQ交流群或微信交流群,进***流。

到此为止,VMware虚拟机的准备工作就全部做完了,第2章将为大家讲解安装Linux系统的知识。


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