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《虛擬機(jī)技術(shù)和操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、虛擬機(jī)技術(shù)和操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù) 1虛擬機(jī)技術(shù)分析 虛擬機(jī)技術(shù)的起源 當(dāng)今時(shí)代是智能化、數(shù)字化時(shí)代,虛擬化技術(shù)得到迅猛發(fā)展、推廣,特別是在x86服務(wù)器上的應(yīng)用引發(fā)了該技術(shù)的熱潮,但是僅限于在大型主機(jī)上使用。從根源而言,可追溯至上世紀(jì)60-70年代,IBM公司研發(fā)了一種操作系統(tǒng)虛擬分區(qū)技術(shù),允許用戶在特定的主機(jī)上進(jìn)行多系統(tǒng)操作,以便實(shí)現(xiàn)大型機(jī)資源的充分利用,同時(shí)也能降低使用成本。隨后與虛擬機(jī)技術(shù)相關(guān)的新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),均具有虛擬機(jī)功能,可通過(guò)使用虛擬機(jī)監(jiān)控器技術(shù)生成多種可獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)操作軟件,實(shí)現(xiàn)虛
2、擬功能的延伸使用?! ?.虛擬機(jī)技術(shù)的發(fā)展 新世紀(jì)以來(lái),IBM公司對(duì)虛擬機(jī)技術(shù)的研究步入了更深的層次,在不斷的實(shí)踐中,AIX5L問(wèn)世,首先包括了IBM實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)邏輯分區(qū)。在動(dòng)態(tài)邏輯分區(qū)中,能夠允許機(jī)器在無(wú)需重啟系統(tǒng)的情況下實(shí)現(xiàn)處理器、內(nèi)存等各種組件在內(nèi)的系統(tǒng)資源實(shí)時(shí)同步分配,在一定程度上提高了智能化,降低了系統(tǒng)管理難度,同時(shí)也因?yàn)橘Y源使用效率不斷提高而促使管理成本下降。然而這種虛擬化技術(shù)只能應(yīng)用在大型機(jī)和小型機(jī)中,但是由于大型機(jī)和小型機(jī)普及程度較低,再加之不同型號(hào)產(chǎn)品與技術(shù)之間存在明顯的兼容問(wèn)題,導(dǎo)
3、致該技術(shù)仍然得不到大眾關(guān)注重視?,F(xiàn)如今,虛擬化技術(shù)在x86服務(wù)器架構(gòu)中得到推廣應(yīng)用,可以為技術(shù)的普及提供更為便宜、高性能以及穩(wěn)定性高的服務(wù)器,首次向人聯(lián)盟們展示了該技術(shù)的廣闊前景。此外一些用戶已經(jīng)將該技術(shù)投入使用于生產(chǎn)領(lǐng)域,通過(guò)虛擬化技術(shù)配置虛擬化的生產(chǎn)環(huán)境,這個(gè)過(guò)程中需要進(jìn)行管理工具更新,因此為虛擬化技術(shù)的發(fā)展改進(jìn)提供了必要的外部環(huán)境?! ?.虛擬機(jī)技術(shù)的概念 虛擬機(jī)技術(shù)是虛擬化技術(shù)的一種,所謂虛擬化技術(shù)就是將事物從一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式,具體而言即是在一個(gè)宿主計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)上進(jìn)行客戶機(jī)各種操作
4、系統(tǒng)模擬運(yùn)行,對(duì)宿主計(jì)算機(jī)、客戶機(jī)體系結(jié)構(gòu)無(wú)明確要求,例如可以在一個(gè)x86計(jì)算機(jī)上運(yùn)行基于ARM體系結(jié)構(gòu)的不需要做任何修改的系統(tǒng)。從這個(gè)角度來(lái)為虛擬機(jī)下定義,可知虛擬機(jī)主要是指虛擬技術(shù)運(yùn)行的媒介,即通過(guò)軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、在一個(gè)完全隔離環(huán)境中運(yùn)行的一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 1.虛擬機(jī)技術(shù)的原理 虛擬化技術(shù)可應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛,但是在不同的領(lǐng)域中應(yīng)用原理存在著明顯差異。具體而言,虛擬化技術(shù)主要是通過(guò)拆分、整合、遷移這三項(xiàng)內(nèi)容得以實(shí)現(xiàn)。虛擬機(jī)技術(shù)的應(yīng)用多采用拆分原理,當(dāng)某臺(tái)計(jì)算機(jī)性能較高但
5、是工作負(fù)荷與其不相匹配時(shí),容易造成資源的浪費(fèi),使用拆分虛擬技術(shù)即可將該計(jì)算機(jī)拆分為邏輯上的多臺(tái),實(shí)現(xiàn)了多名用戶共同使用,在此情況下該計(jì)算機(jī)硬件資源利用程度將會(huì)明顯提高。如圖1所示?! ?.虛擬機(jī)技術(shù)分類 虛擬硬件模式 該技術(shù)模式最為傳統(tǒng)、常見(jiàn),具有明顯的特征:不同類型、型號(hào)的產(chǎn)品只要使用虛擬硬件模式,都能采用系統(tǒng)處理器獲取執(zhí)行CPU命令,無(wú)需涉及虛擬層;其次該技術(shù)能夠真正將分區(qū)隔離落到實(shí)處,保證各部分系統(tǒng)資源能夠各自運(yùn)轉(zhuǎn),不互相干擾,保證了系統(tǒng)運(yùn)行的整體性、安全性;再者如果使用高端的虛擬服務(wù)器產(chǎn)品
6、無(wú)需使用宿主計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),用戶可直接在硬件上進(jìn)行虛擬機(jī),方便可行;另外通過(guò)管理軟件,可減少對(duì)系統(tǒng)資源的管理成本,對(duì)于虛擬機(jī)小號(hào)的物理資源也能實(shí)現(xiàn)精確控制?! √摂M操作系統(tǒng)模式 虛擬操作系統(tǒng)模式即是在主機(jī)操作系統(tǒng)創(chuàng)設(shè)了虛擬層,在這個(gè)層面中可根據(jù)自身的需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)差異化的虛擬專用服務(wù)器,能夠促使硬件、軟件以及管理資源最大程度得以享用。另外該模式能夠適應(yīng)多種產(chǎn)品的使用需求,不同服務(wù)期之間均實(shí)現(xiàn)了安全隔離,相互不受干擾,可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的靈活控制、硬件抽象操作、強(qiáng)化管理功能等?! en是一種虛擬硬件
7、虛擬機(jī),相對(duì)其它技術(shù)模式而言,該技術(shù)模式特殊性強(qiáng),是當(dāng)前最受關(guān)注的虛擬化技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)管理程序的調(diào)整,可根據(jù)實(shí)際操控的需要選擇性進(jìn)行修改,且不會(huì)干擾系統(tǒng)中運(yùn)行的應(yīng)用程序。另外Xen具有虛擬硬件虛擬機(jī)的多數(shù)特性,但是也有明顯的差異,即使用過(guò)程中需要修改操作系統(tǒng)內(nèi)核?! ?.虛擬機(jī)技術(shù)特點(diǎn) 虛擬機(jī)技術(shù)是將一個(gè)物理計(jì)算機(jī)劃分為一個(gè)或多個(gè)完全孤立的虛擬機(jī)技術(shù),這些虛擬機(jī)并非運(yùn)行在物理硬件之上,而是運(yùn)行在通過(guò)虛擬化軟件來(lái)生成一個(gè)虛擬的物理硬件層之上。實(shí)際上對(duì)于操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)就是運(yùn)行在其之上的應(yīng)用程序。但是虛
8、擬機(jī)使用中會(huì)共享計(jì)算機(jī)的物理硬件,且具有明顯的優(yōu)勢(shì):資源共享和隔離。在虛擬機(jī)的狀態(tài)下,各種資源可以根據(jù)需要分配,甚至可以不用重啟虛擬機(jī)即可分配硬件資源;虛擬機(jī)環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)隔離,即能夠根據(jù)自身使用的需求在物理計(jì)算機(jī)上運(yùn)行幾個(gè)不同的操作系統(tǒng),它們之間獨(dú)立運(yùn)行,但各自互不干擾。可以是同一種操作系統(tǒng),也可以是不同的操作系統(tǒng)。這也是的最大區(qū)別?! 〔僮飨到y(tǒng)虛擬化技術(shù)分析 操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)的定義 操作系統(tǒng)虛擬化是虛擬化技術(shù)的第三種實(shí)現(xiàn)方式,SWsoft的Vir