一、简述虚拟化
在计算机世界里,虚拟化无处不在。当我们通过互联网浏览网页时,就很有可能已经在和“虚拟化”打交道了,因为一样我们进行交互的可能就是一个位于远端服务器上的虚拟主机,早在20世纪60年代,IBM对大型机使用的虚拟机可以允许多个用户和应用程序共享一样一台机器,相互之间不会产生任何影响。虚拟化的不一样应用,产生了不一样的虚拟化技术。
二、指令级虚拟化
指令级虚拟化是通过纯软件方法,模拟出与实际运行的应用程序不一样的指令集去执行,采用这种方法构造的虚拟机一般称为模拟器。一个典型的计算机系统由处理器、内存、总线、硬盘驱动器、磁盘控制器、定时器、多种I/O设备等组成。模拟器可将客户虚拟机发出的所有指令翻译成本地指令集,然后在真实的硬件上执行。这些指令包括典型的处理器指令和特殊的I/O指令。
三、虚拟化技术的发展
IBM最早发明了一种操作系统虚拟化技术,允许用户在一台主机上运行多个操作系统,让用户尽可能充分地利用昂贵的大型机资源。随着计算机技术的发展和市场竞争的需要,使得大型机上的虚拟化技术开始向小型机或Unix服务器上移植,使得RISC服务器与小型机成为虚拟化技术的下一个受益者。
在日后的几年里,IBM更进一步,其AIX5L v5. 2还首次包括T动态逻辑分区DLPAR允许在无需重启系统的情况下,将包括处理器、内存和其他组件在内的系统资源分配给独立的分区。这种在不中断运行的情况下进行资源分配的能力不仅令系统管理变得更加轻松,而且因为能够更好地使用资源而有利于降低总成本。
随着x86处理器性能的提升和应用的普及,虚拟化技术的发展已经惠及x86架构。在以前的虚拟化历程中,x86架构并没有成为虚拟化技术发展的受益者,主要原因是x86架构在设计之初并没有考虑支持虚拟化技术,它本身的结构和复杂性使得在其之上进行虚拟化相当困难。
硬件虚拟化技术就是把纯软件虚拟化技术的各项功能用硬件电路来逐一实现。作为发挥多核处理器性能的一个有效手段,Intel和AMD都在硬件级提供了对虚拟化的支持,Intel的VT 技术提供了一个名为VMX Root的新特权级,专门用于运行VMM,并对标准x86架构进行了优化。在满足了对CPU半虚拟化和二进制转换技术的需求后,硬件已经能支持多种未经修改的Guest OS直接运行,使VMM的设计获得极大简化,进而使VMM能够按通用标准进行编写,减少了VMM运行的系统开销。
但是,与已经有多年历史的Unix服务器、大型主机商上的虚拟化技术相比,x86服务器上的虚拟化仍旧处于早期阶段—根据Intel的蓝图,在处理器中集成硬件辅助虚拟化指令只是IA平台上的第一步,第二步则要实现I/O方面的虚拟化,直到最后实现整个IA平台的虚拟化。也就是说,目前的x86平台仅仅能够实现处理器级别的虚拟化,在I/O以及其他方面的虚拟化还需要进一步的研究。
x86平台上虚拟主机化技术的逐步实现,首次向人们展示了虚拟化应用的广阔前景。更重要的是,一些用户已经开始配置虚拟化的生产环境。需要获得新的管理工具,以便随着虚拟化技术的发展而获得更好的效益。
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