虚拟化技术区别.doc

x86 平台三种不同的虚拟化之路从 1998 年开始, VMware 创造性的将虚拟化引入 x86 平台, 通过二进制翻译( BT , Binary Translation )和直接执行的模式,让 x86 芯片可以同时运行不同的几种操作系统,并且确保性能、稳定性和安全性。从那时起,数以万计的企业已经从虚拟化中获得了极大的收益。但是, 关于虚拟化的几种实现方式, 引起了很多误解, 为此, 希望通过此文澄清几种虚拟化道路的优缺点, 以及 VMware 公司对几种虚拟化之路的支持情况。图1 总结了 x86 虚拟化技术的进展情况,从 VMware 的 BT 最近的内核部分虚拟化和硬件辅助虚拟化。 虚拟化概览所谓 x86 服务器的虚拟化,就是在硬件和操作系统之间引入了虚拟化层,如图 2所示。虚拟化层允许多个操作系统实例同时运行在一台物理服务器上,动态分区和共享所有可用的物理资源,包括: CPU 、内存、存储和 I/O 设备。图 2. x86 架构上的虚拟化层近年来, 随着服务器和台式机的计算能力急剧增加, 虚拟化技术应用广泛普及, 很多用户已经在开发/ 测试、服务器整合、数据中心优化和业务连续性方面证实了虚拟化的效用。虚拟架构已经可以将操作系统和应用从硬件上分离出来,打包成独立的、可移动的虚拟机, 从来带来了极大的灵活性。例如:现在可以通过虚拟架构,让服务器 7x24x365 运行,避免因为备份或服务器维护而带来的停机。已经有用户在 VMware 平台上运行 3 年而没有发生任何的停机事件。对于 x86 虚拟化, 有两种常见的架构: 寄居架构和裸金属架构。寄居架构将虚拟化层运行在操作系统之上, 当作一个应用来运行, 对硬件的支持很广泛。相对的, 裸金属架构直接将虚拟化层运行在 x86 的硬件系统上, 可以直接访问硬件资源, 无需通过操作系统来实现硬件访问,因此效率更高。 VMware Player 、 ACE 、 Workstation 和 VMware Server 都是基于寄居架构而实现的,而 VMware ESX Server 是业界第一个裸金属架构的虚拟化产品, 目前已经发布了第四代产品。 ESX Server 需要运行在 VMware 认证的硬件平台上, 可以提供出色的性能,完全可以满足大型数据中心对性能的要求。为了更好的理解 x86 平台虚拟化, 在此简要介绍一下部件虚拟化的背景。虚拟化层是运行在虚拟机监控器( VMM , Virtual Machine Monitor )上面、负责管理所有虚拟机的软件。如图 3 所示,虚拟化层就是 hypervisor (管理程序)直接运行在硬件上,因此, hyperviso r 的功能极大地取决于虚拟化架构和实现。运行在 hypervisor (管理程序)上的每个 VMM 进行了硬件抽取, 负责运行传统的操作系统。每个 VMM 必须进行分区和 CPU 、内存和 I/O 设备的共享,从而实现系统的虚拟化。图 3. Hypervisor 通过 VMM 管理虚拟机 2. CPU 虚拟化根据原来的设计, x86 上的操作系统需要直接运行在裸机上, 因此默认拥有和控制所有的硬件。如图 4 所示, x86 架构提供了四种特权级别 Ring 0、1、2和3, 通过这四种级别来控制和管理对硬件的访问。通常,用户级的