服务器虚拟化技术

服务器虚拟化是对硬件的笼统和对虚拟的办理。服务器虚拟：一是对3种根底硬件资源CPU、内存、设备与I／0进行虚拟化；二是依托虚拟机实时搬迁这种辅佐技能，对资源虚拟城池进行共同调度和运用。服务器虚拟化关键技能解析如下：

    1）CPU虚拟化。

将一个物理CPU虚拟成一个虚拟CPU，一个物理CPU只能处置一个虚拟CPU的指令，不能对应多个虚拟CPU的指令。操作体系能够运用一个或多个虚拟CPU，这些虚拟CPU在体系中是彼此阻隔的。

CPU的虚拟化面对的难题是操作体系要在虚拟化环境中履行特权指令功用。当前的操作体系大多根据X86架构，在描绘时被需要直接运转在物理机上，完好具有整个底层物理硬件。关于CPU而言，在X86体系中有4个运转等级，分别为RingO（指令层级），Ring1，Rin92和Ring3。特别是RingO等级，可履行任何指令，包含CPU状况的修正，相似这样的指令，被称为特权指令，也只能在Rin90等级中完结。

虚拟化的X86架构，需要操作体系与底层硬件之间要参加虚拟层，而Rin90只能运转在虚拟层，这致使操作体系的特权指令不能直接运转在硬件上，操作体系如中止处置等特权操作便不能完结。正是这个难题，致使根据X86体系架构的CPU虚拟化完结难度较大。

为了处理这个难题，业界在前期提出了全虚拟化和半虚拟化2个软件计划。

全虚拟化，即是在操作体系和虚拟层之间选用二进制代码动态翻译技能，关于操作体系的特权指令选用前插堕入指令的办法，刺进至虚拟层的虚拟机，由虚拟机进行指令翻译，再履行操作。这样做的优点是操作体系无需进行更改，关于特权指令经过虚拟层变换翻译履行，非特权指令能够直接依托物理环境直接履行，这样能够撑持多个操作体系。当然，全虚拟化的计划会添加开支，这是在献身必定功用的根底上完结的CPU虚拟计划。

半虚拟化计划，则是全虚拟化的不和，经过修正操作体系处理虚拟机履行特权指令的疑问，一切特权指令会变换为虚拟化渠道的一个超级调用，虚拟渠道为超级调用供给接口，操作体系会自动合作虚拟渠道完结本身的修正。仅有缺乏的是，半虚拟化计划中的虚拟渠道和操作体系要共同匹配，不撑持多体系。

伴随着CPU虚拟化技能的开展，对于2种软件计划存在的开支献身功用的缺点，业界提出了一种硬件计划。在处置器中添加硬件辅佐虚拟化功用，经过扩大的VMX（虚拟机）指令，撑持虚拟化操作。在详细运用中，处置器有2种运转形式，根形式和非根形式。虚拟化渠道中，处置器就运转在根形式。硬件的扩大，大大优化了虚拟渠道的描绘。

   2）内存虚拟化。

内存虚拟化技能即是把物理机的内存进行共同办理，虚拟封装成虚拟机所运用的虚拟内存，以供给给每个虚拟机进行运用，将虚拟内存空间独立供给给虚拟机中的进程。内存技能与CPU技能重要性平等重要，拜访次数平等频频。

虚拟内存完结就在于对物理内存进行办理，按虚拟层对内存的需要区分物理内存，树立虚拟层所需内存地址与物理机内存地址的映射联系，确保虚拟层的内存拜访在虚拟内存和物理机内存的接连和共同。映射联系的技能完结是内存虚拟化的中心。

早期内存办理技能，是经过根据硬件的内存扩大和优化程序的软件办法完结的，本钱昂扬。虚拟内存技能因而诞生，经过CPU的内存办理单元和页表变换技能，提升了内存功用，保护了根据运用程序所能看到的虚拟内存和物理内存的映射联系。

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