計算機虛擬化技術

計算機虛擬化技術計算機術語01簡介四種技術特點優(yōu)勢目錄03020405AMD應用平臺英特爾目錄0706基本信息虛擬化是一個廣義的術語，在計算機方面通常是指計算元件在虛擬的基礎上而不是真實的基礎上運行。虛擬化技術可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。CPU的虛擬化技術可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時運行多個操作系統，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。簡介簡介虛擬化技術與多任務以及超線程技術是完全不同的。多任務是指在一個操作系統中多個程序同時并行運行，而在虛擬化技術中，則可以同時運行多個操作系統，而且每一個操作系統中都有多個程序運行，每一個操作系統都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上；而超線程技術只是單CPU模擬雙CPU來平衡程序運行性能，這兩個模擬出來的CPU是不能分離的，只能協同工作。虛擬化技術也與如今VMwareWorkstation等同樣能達到虛擬效果的軟件不同，是一個巨大的技術進步，具體表現在減少軟件虛擬機相關開銷和支持更廣泛的操作系統方面。純軟件虛擬化解決方案存在很多限制?！翱蛻簟辈僮飨到y很多情況下是通過VMM(VirtualMachineMonitor，虛擬機監(jiān)視器)來與硬件進行通信，由VMM來決定其對系統上所有虛擬機的訪問。(注意，大多數處理器和內存訪問獨立于VMM，只在發(fā)生特定事件時才會涉及VMM，如頁面錯誤。)在純軟件虛擬化解決方案中，VMM在軟件套件中的位置是傳統意義上操作系統所處的位置，而操作系統的位置是傳統意義上應用程序所處的位置。這一額外的通信層需要進行二進制轉換，以通過提供到物理資源(如處理器、內存、存儲、顯卡和網卡等)的接口，模擬硬件環(huán)境。這種轉換必然會增加系統的復雜性。此外，客戶操作系統的支持受到虛擬機環(huán)境的能力限制，這會阻礙特定技術的部署，如64位客戶操作系統。在純軟件解決方案中，軟件堆棧增加的復雜性意味著，這些環(huán)境難于管理，因而會加大確保系統可靠性和安全性的困難。特點特點Fidelity(保真性)：應用系統程序在虛擬機上執(zhí)行，除了時間因素外（會比物理硬件上執(zhí)行慢一點），將表現為與在物理硬件上相同的執(zhí)行行為。

Performance(高性能)：在虛擬環(huán)境中應用程序絕大多數指令在虛擬機管理器不受干預的情況下，直接在物理硬件上執(zhí)行。

Safety(安全性)：物理硬件由虛擬機管理器全權管理，被虛擬出來的執(zhí)行環(huán)境的程序（包括操作系統）不能直接訪問物理硬件。

四種技術四種技術虛擬化技術（Virtualization）和分區(qū)（Partition）技術是緊密結合在一起，從60年代Unix誕生起，虛擬化技術和分區(qū)技術就開始了發(fā)展，并且經歷了從“硬件分區(qū)”->“虛擬機”->“準虛擬機”->“虛擬操作系統”的發(fā)展歷程。最早的分區(qū)技術誕生自人們想提升大型主機利用率需求。比如在金融、科學等領域，大型Unix服務器通常價值數千萬乃至上億元，但是實際使用中多個部門卻不能很好的共享其計算能力，常導致需要計算的部門無法獲得計算能力，而不需要大量計算能力的部門占有了過多的資源。這個時候分區(qū)技術出現了，它可以將一臺大型服務器分割成若干分區(qū)，分別提供給生產部門、測試部門、研發(fā)部門以及其他部門。

硬件分區(qū)技術硬件分區(qū)技術：硬件資源被劃分成數個分區(qū)，每個分區(qū)享有獨立的CPU、內存，并安裝獨立的操作系統。在一臺服務器上，存在有多個系統實例，同時啟動了多個操作系統。這種分區(qū)方法的主要缺點是缺乏很好的靈活性，不能對資源做出有效調配。隨著技術的進步，如今對于資源劃分的顆粒已經遠遠提升，例如在IBMAIX系統上，對CPU資源的劃分顆?？梢赃_到0.1個CPU。這種分區(qū)方式，在目前的金融領域，比如在銀行信息中心得到了廣泛采用。虛擬機技術在虛擬機技術（VirtualMachineMonitor）中，不再對底層的硬件資源進行劃分，而是部署一個統一的Host系統。優(yōu)勢優(yōu)勢虛擬機虛擬化技術所能提供的優(yōu)勢取決于客戶的目標、所選擇的特殊虛擬技術以及現有的IT基礎架構。并非所有的客戶都能夠從實現某一特殊虛擬化解決方案中獲得同樣的利益。現在，即使是使用虛擬化進行簡單的服務器整合，客戶們也經?？梢栽谀撤N程度上獲得以下很多利益：更高的資源利用率——虛擬可支持實現物理資源和資源池的動態(tài)共享，提高資源利用率，特別是針對那些平均需求遠低于需要為其提供專用資源的不同負載。降低管理成本虛擬可通過以下途徑提高工作人員的效率：減少必須進行管理的物理資源的數量;隱藏物理資源的部分復雜性;通過實現自動化、獲得更好的信息和實現中央管理來簡化公共管理任務;實現負載管理自動化。另外，虛擬還可以支持在多個平臺上使用公共的工具。提高使用靈活性通過虛擬可實現動態(tài)的資源部署和重配置，滿足不斷變化的業(yè)務需求。提高安全性虛擬可實現較簡單的共享機制無法實現的隔離和劃分，這些特性可實現對數據和服務進行可控和安全的訪問。AMDAMD簡言之，AMDVirtualization技術是一項基于硬件的技術，該技術支持虛擬軟件在一臺基于AMD皓龍?zhí)幚砥鞯奈锢矸掌魃线\行多個操作系統和應用，有助于服務器實現更高的效率和利用率。你無需再采用“一個操作系統、一個應用和一臺服務器”這種運行模式。AMD的Virtualization技術使你能更好地利用自己的資源，你的服務器和工作站將變得更加高效，數據中心的運轉也更加有效。例如，當今的服務器在以不足15%的容量運行時，其能耗和散熱仍保持在24×7的水平。AMDVirtualization技術具有快速虛擬化索引的功能，這就意味著AMD四核皓龍?zhí)幚砥髂軌蚝喕瘮祿行模瑢崿F更高的利用率。AMD的片內安全和虛擬技術代號分別稱作Presidio和Pacifica，據其官員表示將出現在明年的Opteron處理器中?！懊總€人都預見到虛擬和安全技術能解決到數據中心的某些問題，”AMD的微處理器業(yè)務部總經理MartySeyer說。在安全方面，Presidio將利用到微軟即將推出的WindowsVista中某些功能。但AMD更吸引人的一項舉措是讓其內存控制器更“虛擬智能化”——讓芯片在一臺虛擬機的不同虛擬地址之間建起一道堅固的壁壘。另外，這樣還能讓Presidio阻止某些黑客攻擊。這類攻擊通常會強迫機器借某張CD或某個分區(qū)上的操作系統啟動并使用特別工具讀取機器內存中的內容。AMD稱Presidio會不斷改進以包含其他保護技術，例如加固鍵鼠等輸入設備與操作系統之間通訊通道等。由于這種保護技術需要操作系統的幫助，微軟為此已經計劃為Vista添加多種類型的安全技術。AMD的官員還表示將在明年的處理器中添加對信用平臺模塊(TrustedPlatformModule)1.2等Windows機器以外技術的支持。英特爾英特爾在前不久的IDF春季論壇上，Intel向人們展示了代號為“Vanderpool”的虛擬化技術。這項技術將運用在Intel今年遲些時候推出的桌面CPU、64位ItaniumCPU以及明年推出Xeon服務器芯片和移動CPU上，屆時Intel的CPU將擁有硬件層次的虛擬化技術。提到虛擬化技術，大家并不陌生。這項技術在傳統的大型機和Unix系統上早已是很普及了，但因為桌面CPU大都使用的是X86架構，這決定了在其之上使用硬件級虛擬化技術的難度。Intel可謂創(chuàng)造先河，誓將該技術運用到桌面級產品上，用以提高CPU的性能和降低系統組建開銷。這也在一定程度上符合Intel目前的策略，不再一味追求CPU的速度，而把焦點集中在CPU的效率上來。本文就將為讀者詳細介紹VanderpoolTechnology技術(以下簡稱VT)，它是什么、做些什么事、存在的問題及解決方法，還有在技術層面上它是如何運作的。應用平臺應用平臺通過和信應用虛擬化來發(fā)布企業(yè)應用系統，能夠為用戶帶來更好的體驗。不需要改變現在網絡結構和修改任何應用程序，就能實現快速、靈活地部署，而且內置的安全、負載均衡機制保證了企業(yè)不間斷業(yè)務的進行，同時大大簡化系統管理員管理和維護工作量。使用和信應用虛擬化有什么好處