英特尔® 虚拟化技术

虚拟化作为一项技术，可以使计算机物理资源得以在一台机器上的多个虚拟分区上抽取、配置、共享和利用。虚拟化一般通过硬件手段、软件手段、或二者的配合来完成。每个虚拟分区包含它自己的操作系统环境。虚拟化可以通过各种技术来实现，对于用户而言，理想的虚拟化解决方案应该提供不同虚拟机之间的彻底的安全的隔离，并为每个虚拟机提供卓越的性能，从而确保整个平台的出色实用性、可靠性和安全性。虚拟化本身并不是一个很新的概念，早在几十年前就已经出现了。那么英特尔公司为什么要发展自己的虚拟化技术，英特尔® 虚拟化技术又有什么技术特点呢？这正是本文所要介绍的。英特尔® 虚拟化技术是一组基于芯片级别的技术，进而改进纯软件虚拟化解决方案。这些虚拟化解决方案使多个操作系统和相关应用能够同时在各分区内运行。因此，一个物理系统能够作为一系列逻辑虚拟系统运行。英特尔® 虚拟化技术通过增强虚拟化解决方案的可靠性、可支持性、安全性和灵活性，可改进现有纯软件虚拟化解决方案。这些芯片进步代表着技术的巨大进步，具体表现在大大减少了软件虚拟机的相关开销，以及支持了更广泛的操作系统。

以往纯软件虚拟化解决方案为IT 部门和最终用户提供了显著的优势，但它们存在着很多的限制。下面举两个例子来说明。上层模拟的Guest OS很多情况下是通过虚拟机监视器（VMM）来与硬件进行通信，再由VMM 来决定其对系统上所有虚拟机的访问。而这里请注意传统的VMM在操作系统看来也是一个应用程序，是运行在RING 3上的，而不是RING 0。这就导致了VMM是不能执行一些特权指令的，而我们知道Guest OS是一定会涉及到特权指令的，所以VMM对Guest OS的模拟支持是不全面的。又比如，传统的纯软件VMM常常涉及到对Guest OS二进制代码的修改，从而不能广泛的支持各种OS。

而英特尔® 虚拟化技术通过芯片级的技术，加入了几条专门的CPU指令来支持VMM，从而使VMM不再运行在传统的RING 3上，进而解决了前述的问题。英特尔® 虚拟化技术为丰富的虚拟化解决方案生态系统提供强大的基础。这些受硬件辅助的虚拟化解决方案将可扩展强大计算引擎的能力，以同时处理多个完全不同的任务。那么虚拟化有哪些可能的应用场景呢？下面是一些示例：

降低总体拥有成本：为优化部署并降低潜在的软件兼容冲突，IT 部门通常需要每个服务器只部署一个单独应用，随着计算机处理能力的不断提升，这就导致了大量服务器无法得到充分利用。又比如，某些应用需要其它地方都不使用的过时的操作系统，很难升级运行新系统；如果想升级，就只能冒很大的风险进行移植。借助虚拟化，一个硬件平台可以运行不同操作系统的多个实例，其中每个实例均在自己的虚拟机（VM）中运行，并共享对硬件资源的访问。由于整合降低了系统维护成本和移植成本，同时数据中心内的空间和电源能够得到更好的管理，从而使总体拥有成本显著降低。
提高可管理性、可靠性与可用性：采用虚拟化技术的服务器可以根据负载均衡的要求，接受来自其它系统的虚拟机动态迁移，更加容易管理。同时，虚拟化解决方案可以在单一物理系统上提供可靠的故障转移方案和系统备份，从而提升了可靠性与可用性。
实现故障隔离：虚拟化可以通过隔离不同虚拟机来提供安全性。通过在不同实例中运行各种应用，一个虚拟机不会遭到另一个虚拟机中病毒或恶意软件的破坏。恶意软件所造成的任何破坏均会影响到其所运行的具体虚拟机。同样，如果应用出了问题，它也只会锁定其自己的会话。之后，该虚拟机可在不影响系统上运行的任何其它虚拟机的情况下重新启动。
提升工作效率：升级和更新软件是所有 IT 经理所执行的常见重要任务之一。如果站点想在与目标设备相同的硬件上测试软件包升级，可以通过在平台上运行新的虚拟机来轻松实现。通过底层硬件的虚拟化，应用将自动的跨平台功能；开发人员可以通过在隔离的虚拟机上进行开发和测试。

看来虚拟化的确有很多的好处，那么是不是所有的应用都十分适合在虚拟环境下运行呢？当然不是，我们现在就看看哪些应用比较适合虚拟化，哪些不合适。就目前来看，运算密集型的应用比较适合在虚拟化环境下运行；而I/O密集型应用则不是十分合适，性能的损耗会比较大。这是因为频繁的I/O需要通过VMM层的介入来实现，是会有相应的性能惩罚的。英特尔公司也看到了这个问题，现在已经开发了VT-d技术来减小I/O性能的损耗。VT-d允许VMM将授权VM直接操作I/O设备，而不是一定通过VMM的介入，从而在性能上达到和传统环境下一样的效果。

不仅仅是发展自己的技术，英特尔公司也与微软、VMWare、Linux社区等VMM软件伙伴的紧密合作，为基于英特尔机构的虚拟化解决方案提供了安全高效的软硬件环境。

与英特尔® 虚拟化技术相关的价值定位的另一个方面，是新的英特尔处理器还具有一些额外的特征。比如，英特尔® 主动管理技术令管理员可以远程发现、修复和保护硬件，即使电源已切断或操作系统被破坏；英特尔® I/O 加速技术加快了网络和 I/O 操作的速度。这些能力和虚拟技术的结合，会给客户带来更多独特的价值。随着虚拟化技术本身以及计算机硬件技术的不断发展，虚拟化已经成为了一个有着广阔应用场景的应用模式，为解决方案提供商提供了更多的解决问题的手段。英特尔公司也为业界做出了庄严的承诺，将致力于不断的提升虚拟化技术的性能、安全性和可靠性，为用户提供一个理想的应用平台。

本文转自Intel_ISN 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/intelisn/131527，如需转载请自行联系原作者

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