KVM虛擬化專題（1）系統(tǒng)虛擬化-創(chuàng)新互聯(lián)

虛擬化
云計(jì)算的一個(gè)核心思想就是在服務(wù)器端提供集中的計(jì)算資源。這些計(jì)算資源可以被分解成更小的單位去獨(dú)立服務(wù)于不同的用戶，也就是在共享物理資源的同時(shí)，為每個(gè)用戶提供隔離，安全，可信的虛擬工作環(huán)境，而這一切不可避免的要依賴于虛擬化技術(shù)。

這種硬件抽象層的虛擬化又被稱為系統(tǒng)虛擬化，是指將一臺(tái)物理計(jì)算系統(tǒng)虛擬化為一臺(tái)或多臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)主機(jī)。每個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（簡稱虛擬機(jī)）都擁有自己的虛擬硬件，如內(nèi)存，CPU，網(wǎng)卡等設(shè)備，并提供一個(gè)獨(dú)立的虛擬機(jī)執(zhí)行環(huán)境。通過虛擬機(jī)監(jiān)控器（VMM，也可以稱為Hypervisor）的模擬，虛擬機(jī)中的操作系統(tǒng)（Guest OS，客戶機(jī)操作系統(tǒng)）認(rèn)為自己仍然是獨(dú)占一個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行。在一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行的每個(gè)虛擬機(jī)中的操作系統(tǒng)都是完全可以不同的，并且它們的執(zhí)行環(huán)境是完全獨(dú)立的。

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虛擬化的實(shí)現(xiàn)方式：

當(dāng)前主流的虛擬化按照實(shí)現(xiàn)方式可以分為兩種：

1. VMM直接運(yùn)行在硬件平臺(tái)上，控制所有硬件并管理客戶操作系統(tǒng)?？蛻舨僮飨到y(tǒng)運(yùn)行在比VMM更高的級(jí)別。比如Xen。
2. VMM運(yùn)行在一個(gè)傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)里（第一層軟件），可以看作是第二層軟件，而客戶機(jī)操作系統(tǒng)則是第三層軟件層了。KVM跟VitualBOX就是這種實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)VMM所有提供的虛擬化平臺(tái)類型又可以將VMM分為

無硬件輔助的全虛擬化

基于二進(jìn)制翻譯的全虛擬化
Hypervisor運(yùn)行在Ring 0
Guest OS運(yùn)行在Ring 1
機(jī)制：異常、捕獲、翻譯
示例：
VMware Workstation
QEMU
Virtual PC
運(yùn)行方式：Hypervisor模擬一個(gè)CPU給VM,來賓操作系統(tǒng)不需要做任何修改。Hypervisor對(duì)來賓操作系統(tǒng)上的ring0上的一些指令進(jìn)行翻譯，變成真正的CPU指令。

半虛擬化：

半虛擬化也稱為：超虛擬化，操作系統(tǒng)輔助虛擬化
Hypervisor運(yùn)行在Ring 0
Guest OS不能直接運(yùn)行在Ring 0,需要對(duì)kernel進(jìn)行修改，將運(yùn)行在Ring 0上的，指令轉(zhuǎn)為調(diào)用Hypervisor,guest操作系統(tǒng)是直到自己運(yùn)行在虛擬化平臺(tái)的，省去了全虛擬化的大量的捕獲模擬等操作
Guest OS上的APP運(yùn)行在Ring 3
示例：Xen

硬件輔助的全虛擬化

Intel VT和AMD-V創(chuàng)建一個(gè)新的Ring -1單獨(dú)給Hypervisor使用
Guest OS可以直接使用Ring 0而無需修改
示例：
VMware Esxi
Microsoft Hyper-V
Xen3.0
KVM

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