系统虚拟化技术介绍计算机科学与技术学院ContentsVMM(VirtualMachineMonitor)系统虚拟化丰富多彩的虚拟化虚拟化概念的内涵实现系统虚拟化的任务2/222010/04/01系统虚拟化介绍广泛的虚拟化概念虚拟内存虚拟服务器网络虚拟化微处理器虚拟化文件虚拟化存储虚拟化更广泛环境中或更高级抽象——任务虚拟化和信息虚拟化3/222010/04/01系统虚拟化介绍虚拟化概念的内涵抽象:虚拟化是资源的逻辑表示具体:在系统中加入虚拟化层,将下层资源抽象成另一种形式供上层使用硬件硬件抽象操作系统API抽象函数库应用程序API抽象:创建新进程,内存申请、归还,进程同步、共享,文件系统和网络操作。硬件抽象:CPU各寄存器,内存管理模块,I/O端口,内存映射,I/O地址。4/222010/04/01系统虚拟化介绍丰富多彩的虚拟化Host(宿主)通常做为物理资源的定语。如将一个物理计算机虚拟为一个或多个虚拟计算机,则这个物理计算机通常被称为宿主机两个重要概念Guest(客户)通常做为虚拟出来的资源的定语。如将一个物理计算机虚拟为一个或多个虚拟计算机,则其上进行的虚拟机通常被称为客户机5/222010/04/01系统虚拟化介绍丰富多彩的虚拟化硬件抽象层的虚拟化操作系统层的虚拟化库函数层的虚拟化编程语言层的虚拟化硬件硬件抽象操作系统API抽象函数库应用程序6/222010/04/01系统虚拟化介绍丰富多彩的虚拟化硬件抽象层的虚拟化——VMware,Xen通过虚拟硬件抽象层来实现虚拟机,为客户操作系统呈现相同或相近的硬件抽象层通常宿主机和客户机指令集(ISA)相同,其他部分如中断控制器,设备等可以完全不同操作系统层的虚拟化——Linux(Vserver)操作系统的内核可以提供多个相互隔离的用户态实例,独立的文件系统,网络系统设置和库函数非常高效,虚拟化资源的性能开销小,不需硬件特殊支持,但灵活性较小,容器间比较粗粒度的隔离7/222010/04/01系统虚拟化介绍丰富多彩的虚拟化库函数层的虚拟化——WINE(windows)库函数—操作系统提供给应用程序的一组服务,如文件操作服务,时间操作服务等库函数虚拟化—虚拟操作系统的应用级库函数,使应用程序能够跨平台运行编程语言层的虚拟化——JVM,CLR语言虚拟机,运行进程级别的作业针对的不是硬件上存在的体系结构,而是一个虚拟的体系结构,运行时由支持系统翻译为硬件上的机器语言再执行8/222010/04/01系统虚拟化介绍系统虚拟化系统虚拟化是指将一台物理计算机虚拟化为一台或多台虚拟计算机系统。客户机拥有独立的虚拟硬件客户机操作系统独占一个系统运行客户机操作系统可以完全不同,并完全独立硬件硬件抽象虚拟化层(VMM)虚拟硬件抽象层操作系统应用程序虚拟硬件抽象层操作系统应用程序9/222010/04/01系统虚拟化介绍系统虚拟化1974年,Popek和Goldberg二人定义:虚拟机可以看作是物理机的一种高效隔离的复制三层意思:同质,高效和资源受控同质是指虚拟机的运行环境和物理机环境在本质上需要是相同的,但表现可以不同高效是指虚拟机中运行的软件需要有接近物理机上直接运行的性能资源受控是指VMM需要对系统资源有完全控制能力 和管理权限,包括资源的分配监控和回收10/222010/04/01系统虚拟化介绍
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