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虚拟化类型大揭秘,很值得一看!

时间:2018-06-27 17:14:59

虚拟化是现在普遍被用于电脑的一种技术,最大的好处就是可以提高工作效率。但是虚拟化也有很多类型,按照不同的分类方法被分成不同类型。我们日常接触的虚拟化到底有哪些类型呢?
一、虚拟化层次:软件辅助虚拟化和硬件辅助虚拟化。
软件辅助虚拟化:通过软件的方法,让客户机的特权指令陷入异常,从而触发宿主机进行虚拟化。主要使用的技术就是优先级压缩和二进制代码翻译。
硬件辅助虚拟化:指在 CPU 中加入新的指令集和处理器运行模式,完成虚拟化操作系统对硬件资源的的直接调用。典型技术指的是 Intel VT,AMD-V。
二、虚拟化实现结构:裸金属虚拟化、宿主型虚拟化和混合虚拟化。
裸金属虚拟化:指直接在底层硬件上安装VMM 作为 Hypervisor 接管,Hypervisor 将负责管理所有的资源和虚拟环境支持。主要实现两个基本功能,其一是识别、捕获和响应虚拟机所发出的 CPU 特权指令或保护指令;其二是负责处理虚拟机队列和调度,并将物理硬件的处理结果返回给相应的虚拟机。优点是因 VMM 同时具有物理资源的管理功能和虚拟化功能,故虚拟化的效率会较高;安全性方面,VM 的安全只依赖于 VMM 的安全。
宿主型虚拟化:模型的物理资源由 Host OS管理,实际的虚拟化功能由 VMM 提供,其通常是 Host OS 的独立内核模块。VMM 通过调用 Host OS 的服务来获得资源,实现 CPU,内存和 I/O 设备的虚拟化。优点是可以充分利用现有 OS 的设备驱动,VMM 无需自己实现大量的设备驱动,轻松实现 I/O 设备的虚拟化。
混合模型虚拟化:就是以上两种模型的混合,这种模型没有独立的 Hypervisor 层。相反,主机操作系统本身就负责在多个虚拟服务器之间分配硬件资源,并且让这些服务器彼此独立。优点是可利用现有 OS 的 I/O 设备驱动;VMM 直接控制 CPU 和内存等物理资源,虚拟化效率较高;若对特权 OS 的权限控制得当,虚拟机的安全性只依赖于 VMM。
三、虚拟化平台角度:半虚拟化和全虚拟化
半虚拟化:通过修改 Guest OS 部分访问特权状态的代码以便直接与 VMM 直接交互。在半虚拟化虚拟机中,部分硬件接口以软件的形式提供给客户机操作系统,这可以通过 Hypercall)的方式来提供,所以也被称为超虚拟化。
全虚拟化:全虚拟化是指虚拟机模拟了完整的底层硬件,包括处理器、物理内存、时钟、外设等,使得为原始硬件设计的操作系统或其它系统软件完全不做任何修改就可以在虚拟机中运行。操作系统与真实硬件之间的交互可以看成是通过一个预先规定的硬件接口进行的。
四、虚拟化应用领域:网络虚拟化、存储虚拟化、应用程序虚拟化、服务器虚拟化、桌面虚拟化和平台虚拟化。
网络虚拟化:包括 VLAN、VPN、VPLS、MPLS、LISP、Virtual routers、VRFs 等在内的都可以认为是网络虚拟化的某种表现形式。但当前新兴的网络虚拟化概念从深度、广度和影响上都远远超过了以上的技术。网络虚拟化简单说就是把网络层的一些功能从硬件中剥离出来,新建立所谓的网络虚拟层。
存储虚拟化:就是将整个云系统的存储资源进行统一整合管理,再为不同用户分配各自的存储空间。
应用程序虚拟化:就是把应用程序对底层硬件系统和硬件的依赖抽象出来,从而解除应用程序与 OS 和硬件的耦合关系。应用程序运行在本地应用的虚拟化环境中,这个环境为应用程序屏蔽了底层可能和其他应用产生冲突的内容。
服务器虚拟化:就是将一台服务器虚拟成多台服务器进行使用,服务器虚拟化是基础架构即服务(IaaS)的基础。
桌面虚拟化:将用户的桌面环境与其使用的终端设备进行解耦。服务器上的存放每个人的完整桌面环境。用户可以使用具有足够处理功能和显示功能的不同终端设备通过网络访问该桌面。
平台虚拟化:是集成各种开发资源虚拟出的一个面向开发人员的统一接口,软件开发人员可以方便的在这个平台上开发各种应用并嵌入云计算中,使其成为新的云服务供给用户使用。