虚拟化技术—基础(1)

虚拟化技术的目的

虚拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件产能过低的重组重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理硬件，简单来说就是将底层资源进行分区，并向上层提供特定的和多样化的执行环境。

虚拟化的原理

在OS中加入一个虚拟化层(VMM)，虚拟化层可以对下层(HostOS)硬件资源(物理CPU、内存、磁盘、网卡、显卡等)进行封装、隔离，抽象为另一种形式的逻辑资源，再提供给上层(GuestOS)使用。所以你可以理解VMM其实就是联系HostOS和GuestOS的一个中间件，当然虚拟化可以将一份资源抽象为多份，也可以将多份资源抽象为一份。

通过虚拟化技术实现的虚拟机一般被称之为GuestOS(客户)，而作为GuestOS载体的物理主机称之为HostOS(宿主)。

虚拟机 Virtual Machine

满足下面几个条件的OS就是虚拟机：

由VMM提供的高效(>80%)、独立的计算机系统
拥有自己的虚拟硬件(CPU、内存、网络设备、存储设备)
对于上层软件，虚拟机就是真实的机器
Virtual Machine Monitor

虚拟化技术实现方式有哪些？

现在市场上最常见的虚拟化软件有VMWare workstation(VMWare)、VirtualBox(Oracle)、Hyper-V(Microsoft)、KVM(Redhat)、Xen等，这些软件统称之为VMM(Virtual Machine Monitor)，使用不同的虚拟化实现。而这些虚拟化实现的方式可以分为：

全虚拟化：也成为原始虚拟化技术，该模型使用虚拟机协调guest操作系统和原始硬件，VMM在guest操作系统和裸硬件之间用于工作协调，一些受保护指令必须由Hypervisor（VMM 虚拟机管理程序）来捕获处理。既VMM会为GuestOS抽象模拟出它所需要的包括CPU、磁盘、内存、网卡、显卡等抽象硬件资源，所以全虚拟化的GuestOS并不会知道自己其实是一台虚拟机。全虚拟化的运行速度要快于硬件模拟，但是性能方面不如裸机，因为Hypervisor需要占用一些资源。典型的全虚拟化软件有：VMWare、Hyper-V、KVM-x86(复杂指令集)。

全虚拟化的两种实现方式： 1、基于二进制翻译的全虚拟化；

2、基于扫描和修补的全虚拟化。

半虚拟化：是另一种类似于全虚拟化的技术，它使用Hypervisor分享存取底层的硬件，但是它的guest操作系统集成了虚拟化方面的代码。该方法无需重新编译或引起陷阱，因为操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作。典型的半虚拟化软件有：Xen、KVM-PowerPC(简易指令集)半虚拟化除了修改内核外还有另外一种实现方法–在每一个GuestOS中安装半虚拟化软件：VMTools、RHEVTools。

半虚拟化需要guest操作系统做一些修改，使guest操作系统意识到自己是处于虚拟化环境的，但是半虚拟化提供了与原操作系统相近的性能。

虚拟化技术分哪些类？

主机虚拟化：

完全虚拟化：vmare workstation，kvm，xen(hvm)

半虚拟化：xen，uml

模拟：qemu

用户空间虚拟化(容器)：

lxc，openvz，Solaris Containers，FreeBSD jails

库虚拟化：

WINE Cywin

应用程序虚拟化：

jvm，pvm，……