文章來源：泛普軟件

各大服務器廠商虛擬化技術剖析1

虛擬化可謂最近超的火熱的詞語，Intel新CPU無論是雙核心安騰還是基于CORE平臺的全系列產品，都把虛擬化掛在嘴邊，許多人只知其名，不知其作用。在本文中，將帶您詳細了解服務器虛擬化這一詞語的詳細定義。

什么是虛擬化？

虛擬化技術可以分為兩類，一種是把一個物理的服務器虛擬成若干個獨立的邏輯服務器，使用戶可以在這些看似獨立的虛擬服務器上運行不同的操作系統和應用，這個方向典型代表就是分區； 另一個種就是把若干個分散的物理服務器虛擬為一個大的邏輯服務器，使用戶可以像使用同一臺服務器的資源一樣支配這些物理上獨立的服務器，從而達到最大化利用資源的目的，這個方向的典型應用就是網格。

虛擬化的概念

在目前因為技術和市場方面的原因，網格仍然停留在試驗階段，因此虛擬技術主要還是在分區這一領域發揮作用，無論是硬件開發上INTEL AMD，還是 VMWARE Microsoft等軟件廠商，都在積極開發推廣虛擬服務器分區這一領域。現在我們所說的服務器虛擬，一般情況下默認指的是把單個服務器資源分配到多個虛擬機，將不同的應用、甚至不同的操作系統(OS)在同一企業級服務器上同時運行。每個虛擬機就像一臺獨立的服務器，但實際上在同一虛擬服務器內運行。

虛擬化的起源、發展

早在大型機時代，IBM的VM/370就采用虛擬化技術來劃分其硬件資源，提供給多用戶使用。曾幾何時，處理器層面的虛擬技術似乎是 RISC處理器的“專利”，但是隨著AMD和Intel的積極參與，第一次將虛擬化技術推向了x86架構的處理器層面，在操作系統層面的虛擬化技術得到處理器的配合和支持后，將會使更多用戶真正享受到虛擬化技術帶來的服務器資源利用率的提升。

虛擬化有兩種實施方式：傳統的純軟件虛擬化方式和新的硬件輔助虛擬化方式。

在保護模式下，x86處理器一共有4個不同優先級，術語稱為Ring，從Ring 0～Ring3.Ring 0的優先級最高，Ring 3最低。Ring 0用于操作系統內核， Ring 1和Ring 2用于操作系統服務，Ring 3用于應用程序。

位于Ring 0特權空間的操作系統可以優先訪問各種硬件資源。傳統的虛擬化技術是在Ring 0中運行一個稱為虛擬機監視器(VMM)的軟件中間層，以負責控制和排列各個分區訪問硬件資源的優先順序。它要求在軟件堆棧的較高層運行操作系統——通常是在Ring 1或者與系統應用共用Ring 3。

由于操作系統缺省工作在Ring 0 特權級別，而現在Ring 0被虛擬機監視器所擁有，所以傳統的純軟件虛擬化技術需要虛擬機監視器通過復雜的軟件編程來解決這個矛盾。其中一種方法是通過打補丁修改操作系統內核源代碼讓其認知到工作在Guest OS(客人操作系統)虛擬操作系統模式下。另一種方法是需要對運行期間操作系統的某些硬件調用指令作二進制碼翻譯等。由于上述原因，傳統的純軟件實現方式在測試、驗證和維護每款新操作系統和相關補丁方面，付出了大量的時間和資金， 同時二進制碼翻譯需要消耗處理器的很多計算資源。純軟件虛擬化運行時的開銷會造成系統運行速度較慢，有數據表明其引起的系統性能下降可能達5%～20%。

英特爾的硬件輔助虛擬化技術(Vanderpool Technology，VT技術)

英特爾虛擬化技術是一種設計更簡單、實施更高效和可靠的方法，是世界上首個x86平臺的硬件輔助虛擬化解決方案。它對如何在不同的情形下分配給Guest OS想要的Ring特權級別作了很好的改進。x86因而可以為核心虛擬化處理提供芯片層支持，并可以在軟件堆棧中為虛擬機監視器提供專用的空間。VT不需要復雜的軟件工作環境。通過充分利用這些嵌入式硬件能力，獨立軟件廠商(ISV)可以減少其軟件測試、驗證和維護的要求，同時降低最終附加到用戶身上的成本。

英特爾從去年的IDF開始，便在其處理器產品線中推廣應用虛擬化技術，英特爾將其稱為“VT”。包括Pentium D 900系列(925除外)，基于Paxville的Xeon DP/MP，以及單核心的Pentium 4 662和672等。同時英特爾還計劃在絕大多數的下一代處理器芯片，包括“Merom”移動處理器，“Conroe”桌面處理器和“Woodcrest”服務器處理器，以及新版本的Itanium 2中，集成這項新技術。虛擬技術已經在英特爾的芯片產品中無所不在。

英特爾虛擬化技術的主要特性和優勢為：

專為虛擬機監視器提供的全新特權空間，可支持未經修改的操作系統和應用在專門為它們設計的環境中運行，從而簡化硬件調用。 通過硬件底層指令集來支持虛擬機監視器與已安裝Guest OS之間的切換，使得虛擬化技術更加簡單、高效、可靠。 虛擬機監視器(VMM)和已安裝的Guest OS處理器狀態信息保留在專用內存地址空間中，這樣可以縮短各個操作系統訪問硬件之間的間隔時間， 同時提高了各個虛擬機上操作系統之間的安全隔離性。

總結

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