虛擬化、虛擬機(jī)、虛擬系統(tǒng)簡(jiǎn)介.docx

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1、虛擬化1.什么是虛擬化虛擬化是指計(jì)算機(jī)元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。虛擬化的主要目的是對(duì)IT基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行簡(jiǎn)化。它可以簡(jiǎn)化對(duì)資源以及對(duì)資源管理的訪問(wèn)。虛擬化技術(shù)的四大特性2.為什么要進(jìn)行虛擬化企業(yè)/單位面對(duì)的問(wèn)題虛擬化的優(yōu)勢(shì)1.整合服務(wù)器，提高資源利用率通過(guò)整合服務(wù)器將共用的基礎(chǔ)架

2、構(gòu)資源聚合到池中，打破原有的“一臺(tái)服務(wù)器一個(gè)應(yīng)用程序”模式。2.降低成本，節(jié)能減排，構(gòu)建綠色I(xiàn)T由于服務(wù)器及相關(guān)IT硬件更少，因此減少了占地空間，也減少了電力和散熱需求。管理工具更加出色，可幫助提高服務(wù)器/管理員比率，因此所需人員數(shù)量也將隨之減少。3.資源池化，提升IT靈活性4.統(tǒng)一管理，提升系統(tǒng)管理效率5.完善業(yè)務(wù)的連續(xù)性保障3.如何實(shí)現(xiàn)虛擬化解決方案1.軟件方案“客戶”操作系統(tǒng)很多情況下是通過(guò)虛擬機(jī)監(jiān)視器（VirtualMachineMonitor，VMM）來(lái)與硬件進(jìn)行通信，由VMM來(lái)決定其對(duì)系統(tǒng)上所

3、有虛擬機(jī)的訪問(wèn)。在純軟件虛擬化解決方案中，VMM在軟件套件中的位置是傳統(tǒng)意義上操作系統(tǒng)所處的位置，而操作系統(tǒng)的位置是傳統(tǒng)意義上應(yīng)用程序所處的位置。這一額外的通信層需要進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，以通過(guò)提供到物理資源的接口，模擬硬件環(huán)境。這種轉(zhuǎn)換必然會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。1.硬件方案CPU的虛擬化技術(shù)是一種硬件方案，支持虛擬技術(shù)的CPU帶有特別優(yōu)化過(guò)的指令集來(lái)控制虛擬過(guò)程，通過(guò)這些指令集，VMM會(huì)很容易提高性能，相比軟件的虛擬實(shí)現(xiàn)方式會(huì)很大程度上提高性能。由于虛擬化硬件可提供全新的架構(gòu)，支持操作系統(tǒng)直接在上面運(yùn)行，從而無(wú)

4、需進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，減少了相關(guān)的性能開(kāi)銷，極大簡(jiǎn)化了VMM設(shè)計(jì)，進(jìn)而使VMM能夠按通用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編寫，性能更加強(qiáng)大。工作原理虛擬化解決方案的底部是要進(jìn)行虛擬化的機(jī)器。這臺(tái)機(jī)器可能直接支持虛擬化，也可能不會(huì)直接支持虛擬化；那么就需要系統(tǒng)管理程序?qū)拥闹С?。系統(tǒng)管理程序，或稱為VMM，可以看作是平臺(tái)硬件和操作系統(tǒng)的抽象化。在某些情況中，這個(gè)系統(tǒng)管理程序就是一個(gè)操作系統(tǒng)；此時(shí)，它就稱為主機(jī)操作系統(tǒng).系統(tǒng)管理程序之上是客戶機(jī)操作系統(tǒng)，也稱為虛擬機(jī)（VM）。這些VM都是一些相互隔離的操作系統(tǒng)，將底層硬件平臺(tái)視為自己所有。

5、但是實(shí)際上，是系統(tǒng)管理程序?yàn)樗鼈冎圃炝诉@種假象。實(shí)現(xiàn)方法毫無(wú)疑問(wèn)，最復(fù)雜的虛擬化實(shí)現(xiàn)技術(shù)就是硬件仿真。在這種方法中，可以在宿主系統(tǒng)上創(chuàng)建一個(gè)硬件VM來(lái)仿真所想要的硬件。正如您所能預(yù)見(jiàn)的一樣，使用硬件仿真的主要問(wèn)題是速度會(huì)非常慢。由于每條指令都必須在底層硬件上進(jìn)行仿真，因此速度減慢100倍的情況也并不稀奇。若要實(shí)現(xiàn)高度保真的仿真，包括周期精度、所仿真的CPU管道以及緩存行為，實(shí)際速度差距甚至可能會(huì)達(dá)到1000倍之多。硬件仿真也有自己的優(yōu)點(diǎn)。例如，使用硬件仿真，您可以在一個(gè)ARM處理器主機(jī)上運(yùn)行為PowerP

6、C設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)，而不需要任何修改。您甚至可以運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，每個(gè)虛擬器仿真一個(gè)不同的處理器。完全虛擬化（fullvirtualization），也稱為原始虛擬化。這種模型使用一個(gè)虛擬機(jī)，它在客戶操作系統(tǒng)和原始硬件之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。雖然完全虛擬化的速度比硬件仿真的速度要快，但是其性能要低于裸硬件，因?yàn)橹虚g經(jīng)過(guò)了hypervisor的協(xié)調(diào)過(guò)程。超虛擬化（paravirtualization）。這種方法使用了一個(gè)hypervisor來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)底層硬件的共享訪問(wèn)，還將與虛擬化有關(guān)的代碼集成到了操作系統(tǒng)本身中。這種方法

7、不再需要重新編譯或捕獲特權(quán)指令，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)本身在虛擬化進(jìn)程中會(huì)相互緊密協(xié)作。超虛擬化提供了與未經(jīng)虛擬化的系統(tǒng)相接近的性能。與完全虛擬化類似，超虛擬化技術(shù)可以同時(shí)支持多個(gè)不同的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)級(jí)的虛擬化。種技術(shù)在操作系統(tǒng)本身之上實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的虛擬化。這種方法支持單個(gè)操作系統(tǒng)，并可以將獨(dú)立的服務(wù)器相互簡(jiǎn)單地隔離開(kāi)來(lái)。操作系統(tǒng)級(jí)的虛擬化要求對(duì)操作系統(tǒng)的內(nèi)核進(jìn)行一些修改，但是其優(yōu)點(diǎn)是可以獲得原始性能。如何輕松實(shí)現(xiàn)虛擬化？Linux在虛擬化方面已經(jīng)有了很多中解決方案：VMware,VirtualBox,Xen和K

8、VM。KVM是一個(gè)全虛擬化的解決方案。可以在x86架構(gòu)的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)虛擬化功能。但KVM需要CPU中虛擬化功能的支持，只可在具有虛擬化支持的CPU上運(yùn)行，即具有VT功能的IntelCPU和具有AMD-V功能的AMDCPU。4.開(kāi)源技術(shù)XenXen是一個(gè)開(kāi)放源代碼虛擬機(jī)監(jiān)視器，由劍橋大學(xué)開(kāi)發(fā)。它打算在單個(gè)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行多達(dá)100個(gè)滿特征的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)必須進(jìn)行顯式地修改（“移植”）以在Xen上運(yùn)行。Xen虛擬機(jī)可以在不停止的情