虛擬化技術

虛擬化技術

計算機中,虛擬化英語:Virtualization)是一種資源管理技術,是將計算機的各種實體資源,如伺服器網路記憶體及存儲等,予以抽象、轉換後呈現出來,打破實體結構間的不可切割的障礙,使用戶可以比原本的組態更好的方式來套用這些資源。這些資源的新虛擬部分是不受現有資源的架設方式,地域或物理組態所限制。一般所指的虛擬化資源包括計算能力和資料存儲。

在實際的生產環境中,虛擬化技術主要用來解決高性能的物理硬體產能過剩和老的舊的硬體產能過低的重組重用,透明化底層物理硬體,從而最大化的利用物理硬體。

基本介紹

  • 中文名:虛擬化技術
  • 外文名:Virtualization
  • 技術套用範圍:IT行業
  • 組成:計算能力和資料存儲
定義,分類,原理,挑戰,遷移技術,認證,物理虛擬化,最好別虛擬化,

定義

虛擬化技術與多任務以及超執行緒技術是完全不同的。多任務是指在一個作業系統中多個程式同時一起運行,而在虛擬化技術中,則可以同時運行多個作業系統,而且每一個作業系統中都有多個程式運行,每一個作業系統都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上;而超執行緒技術只是單CPU模擬雙CPU來平衡程式運行性能,這兩個模擬出來的CPU是不能分離的,只能協同工作。
虛擬化虛擬化
虛擬化技術也與VMware Workstation等同樣能達到虛擬效果的軟體不同,是一個巨大的技術進步,具體表現在減少軟體虛擬機相關開銷和支持更廣泛的作業系統方面。
純軟體虛擬化解決方案存在很多限制。“客戶”作業系統很多情況下是通過VMM(Virtual Machine Monitor,虛擬機監視器)來與硬體進行通信,由VMM來決定其對系統上所有虛擬機的訪問。(注意,大多數處理器和記憶體訪問獨立於VMM,只在發生特定事件時才會涉及VMM,如頁面錯誤。)在純軟體虛擬化解決方案中,VMM在軟體套件中的位置是傳統意義上作業系統所處的位置,而
作業系統的位置是傳統意義上應用程式所處的位置。
虛擬化技術是一套解決方案。完整的情況需要CPU、主機板晶片組、BIOS和軟體的支持,例如VMM軟體或者某些作業系統本身。即使只是CPU支持虛擬化技術,在配合VMM的軟體情況下,也會比完全不支持虛擬化技術的系統有更好的性能。
兩大CPU巨頭Intel和AMD都想方設法在虛擬化領域中占得先機,但是AMD的虛擬化技術在時間上要比Intel落後幾個月。Intel自2005年末開始便在其處理器產品線中推廣套用Intel Virtualization Technology(Intel VT)虛擬化技術。
而AMD方面也已經發布了支持AMD Virtualization Technology(AMD VT)虛擬化技術的一系列處理器產品,包括Socket S1接口的Turion 64 X2系列以及Socket AM2接口的Athlon 64 X2系列和Athlon 64 FX系列等等,並且絕大多數的AMD下一代主流處理器,包括即將發布的Socket F接口的Opteron都將支持AMD VT虛擬化技術。

分類

  • 虛擬機(Virtual machine或VM),可以像真實機器一樣運行程式的計算機的軟體實現
  • 攜帶型應用程式,允許程式在攜帶型設備中運行而不用在作業系統中安裝
  • 跨平台虛擬化,允許針對特定CPU或者作業系統的軟體不做修改就能運行在其他平台上,例如Wine
  • 虛擬設備,運行於虛擬化平台之上,面向套用的虛擬機映像
  • 完全虛擬化,敏感指令在作業系統和硬體之間被捕捉處理,客戶作業系統無需修改,所有軟體都能在虛擬機中運行,例如IBM CP/CMS,VirtualBox,VMware Workstation
  • 硬體輔助虛擬化,利用硬體(主要是CPU)輔助處理敏感指令以實現完全虛擬化的功能,客戶作業系統無需修改,例如VMware Workstation,Xen,KVM
  • 部分虛擬化,針對部分應用程式進行虛擬,而不是整個作業系統
  • 準虛擬化/超虛擬化(paravirtualization),為應用程式提供與底層硬體相似但不相同的軟體接口,客戶作業系統需要進行修改,例如早期的Xen
  • 作業系統級虛擬化,使作業系統核心支持多用戶空間實體,例如Parallels Virtuozzo Containers,Unix-like系統上的chroot,Solaris上的Zone
  • 平台虛擬化,將作業系統和硬體平台資源分割開
  • 應用程式虛擬化,在作業系統和應用程式間建立虛擬環境
  • 虛擬記憶體,將不相鄰的記憶體區,甚至硬碟空間虛擬成統一連續的記憶體地址
  • 存儲虛擬化,將實體存儲空間(如硬碟)分隔成不同的邏輯存儲空間
  • 網路虛擬化,將不同網路的硬體和軟體資源結合成一個虛擬的整體
  • 虛擬專用網路(VPN),在大型網路(通常是Internet)中的不同計算機(節點)通過加密連線而組成的虛擬網路,具有類似區域網路的功能
  • 存儲器虛擬化,將網路系統中的隨機存儲器聚合起來,形成統一的虛擬記憶體池
  • 桌面虛擬化,在本地計算機顯示和操作遠程計算機桌面,在遠程計算機執行程式和儲存信息
  • 軟體虛擬化
  • 服務虛擬化
  • 虛擬化發展時間線

原理

    挑戰

      遷移技術

        認證

          物理虛擬化

            最好別虛擬化

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