操作系统-----虚拟化

1.什么是虚拟化------------>是一种资源管理技术,是将计算机的各种实体资源,如服务器、网络、内存及存储等,予以抽象、转换后呈现出来,打破实体结构间的不可切割的障碍,使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。

2.虚拟化技术的优点------- >a。减少了物理机器的数量,从而节约了电力,硬件以及空间。

                                               b。便于检查点与虚拟机的迁移。迁移虚拟机,仅仅需要移动的是内存印象,而实体机,由于信息保存在操作系统中,因而需要迁移操作系统。

                                              c。可以在虚拟机上运行那些不被当前硬件支持的操作系统。

3.能进行虚拟化的前提条件---------> 仅能在内核态下运行的指令称为敏感指令,当且仅当敏感指令是特权指令的子集时,机器是可虚拟化对的。

4.虚拟化的几种类型------------->  1)全虚拟化技术:   I型管理程序(VMM)---> 是一个内核态的程序,当虚拟机系统运行一条敏感指令时,会陷入到内核,此时VMM判断指令是虚拟机操作系统还是虚拟机用户程序发出。前者的话,VMM会调度相应的系统调用,后者的话,则仿真在用户态下运行敏感指令时真实硬件的行为。

                                                                       (不对操作系统进行修改)

                                                                                        II型管理程序--------->采用二进制翻译技术,对客户机系统发出的敏感指令进行捕获,翻译,缓存,执行。二进制翻译的目的是为了使cpu能够识别客户机系统发出的指令。

                                                   2)准虚拟化技术: 即修改操作系统,删除一些或全部敏感指令,将其转换为调用一些预先设定好的特殊例程。这些特殊例程,也叫虚拟机接口(VMI),如此减轻了管理程序的负担(减少了翻译工作)。当客户机系统需要执行一些敏感操作时, 会链接到诸如Vmware和Xen等管理程序中的库,转而调用相应的特殊例程。

5.内存虚拟化---------------> 内存虚拟化的目标是将虚拟机虚拟地址与主机物理地址进行转化。一般地,该过程为:

                                              guest虚拟地址--->guest物理地址---->host虚拟地址---->host物理地址

                                              为加速上述过程,提出了影子页表与EPT技术。

                                              影子页表直接将guest虚拟地址--->host物理地址,其功能类似于TLB条目。当发生PF时,需要重新映射,即为虚拟机创建一个新的影子页表,这也是其不足之处。                  

                                              EPT技术则是将guest物理地址直接转化为host物理地址。

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