虚拟机技术和操作系统虚拟化技术

1、虚拟机技术和操作系统虚拟化技术虚拟机技术和操作系统虚拟化技术1虚拟机技术分析1.1虚拟机技术的起源当今时代是智能化、数字化时代，虚拟化技术得到迅猛开展、推广，特别是在x86效劳器上的应用引发了该技术的热潮，但是仅限于在大型主机上使用。从根源而言，可追溯至上世纪60-70年代，IB公司研发了一种操作系统虚拟分区技术，允许用户在特定的主机上进展多系统操作，以便实现大型机资源的充分利用，同时也能降低使用本钱。随后与虚拟机技术相关的新产品例如IB360/40，V/370等不断涌现，均具有虚拟机功能，可通过使用虚拟机监控器技术生成多种可独立运行的系统操作软件，实现虚拟功能的延伸使用。1.2虚拟机技术的开

2、展新世纪以来，IB公司对虚拟机技术的研究步入了更深的层次，在不断的实踐中，AIX5Lv5.2问世，首先包括了IB实现的动态逻辑分区。在动态逻辑分区中，可以允许机器在无需重启系统的情况下实现处理器、内存等各种组件在内的系统资源实时同步分配，在一定程度上进步了智能化，降低了系统管理难度，同时也因为资源使用效率不断进步而促使管理本钱下降。然而这种虚拟化技术只能应用在大型机和小型机中，但是由于大型机和小型机普及程度较低，再加之不同型号产品与技术之间存在明显的兼容问题，导致该技术仍然得不到群众关注重视。现如今，虚拟化技术在x86效劳器架构中得到推广应用，可以为技术的普及提供更为廉价、高性能以及稳定性高的

3、效劳器，首次向人本文由论文联盟.LL.搜集整理们展示了该技术的广阔前景。此外一些用户已经将该技术投入使用于消费领域，通过虚拟化技术配置虚拟化的消费环境，这个过程中需要进展管理工具更新，因此为虚拟化技术的开展改进提供了必要的外部环境。1.3虚拟机技术的概念虚拟机技术是虚拟化技术的一种，所谓虚拟化技术就是将事物从一种形式转变成另一种形式，详细而言即是在一个宿主计算机体系构造上进展客户机各种操作系统模拟运行，对宿主计算机、客户机体系构造无明确要求，例如可以在一个x86计算机上运行基于AR体系构造的不需要做任何修改的系统。从这个角度来为虚拟机下定义，可知虚拟机主要是指虚拟技术运行的媒介，即通过软件模拟

4、的具有完好硬件系统功能的、在一个完全隔离环境中运行的一个完好的计算机系统。1.4虚拟机技术的原理虚拟化技术可应用的领域非常广泛，但是在不同的领域中应用原理存在着明显差异。详细而言，虚拟化技术主要是通过拆分、整合、迁移这三项内容得以实现。虚拟机技术的应用多采用拆分原理，当某台计算机性能较高但是工作负荷与其不相匹配时，容易造成资源的浪费，使用拆分虚拟技术即可将该计算机拆分为逻辑上的多台，实现了多名用户共同使用，在此情况下该计算机硬件资源利用程度将会明显进步。如图1所示。1.5虚拟机技术分类1.5.1虚拟硬件形式该技术形式最为传统、常见，具有明显的特征：不同类型、型号的产品只要使用虚拟硬件形式，都能

5、采用系统处理器获取执行PU命令，无需涉及虚拟层；其次该技术可以真正将分区隔离落到实处包括磁盘I/、网络带宽，保证各局部系统资源可以各自运转，不互相干扰，保证了系统运行的整体性、平安性；再者假如使用高端的虚拟效劳器产品无需使用宿主计算机操作系统，用户可直接在硬件上进展虚拟机，方便可行；另外通过管理软件，可减少对系统资源的管理本钱，对于虚拟机小号的物理资源也能实现准确控制。1.5.2虚拟操作系统形式虚拟操作系统形式即是在主机操作系统利用虚拟机运行创设了虚拟层，在这个层面中可根据自身的需要创立多个差异化的虚拟专用效劳器VPS，可以促使硬件、软件以及管理资源最大程度得以享用。另外该形式可以适应多种产品

6、的使用需求，不同效劳期之间均实现了平安隔离，互相不受干扰，可实现计算机资源的灵敏控制、硬件抽象操作、强化管理功能等。1.5.3XenXen是一种虚拟硬件虚拟机，相对其它技术形式而言，该技术形式特殊性强，是当前最受关注的虚拟化技术，可以实现系统管理程序的调整，可根据实际操控的需要选择性进展修改，且不会干扰系统中运行的应用程序。另外Xen具有虚拟硬件虚拟机的多数特性，但是也有明显的差异，即使用过程中需要修改操作系统内核。1.6虚拟机技术特点虚拟机技术是将一个物理计算机划分为一个或多个完全孤立的虚拟机技术，这些虚拟机并非运行在物理硬件之上，而是运行在通过虚拟化软件来生成一个虚拟的物理硬件层之上。实际

7、上对于操作系统来说就是运行在其之上的应用程序。但是虚拟机使用中会共享计算机的物理硬件，且具有明显的优势：资源共享和隔离。在虚拟机的状态下，各种资源可以根据需要分配，甚至可以不用重启虚拟机即可分配硬件资源；虚拟机环境可以实现隔离，即可以根据自身使用的需求在物理计算机上运行几个不同的操作系统，它们之间独立运行，但各自互不干扰。可以是同一种操作系统，也可以是不同的操作系统。这也是虚拟机技术和操作系统虚拟化技术的最大区别。2操作系统虚拟化技术分析2.1操作系统虚拟化技术的定义操作系统虚拟化是虚拟化技术的第三种实现方式，Ssft的Virutzz和Sun的Slarisntainer是这种技术的两种实现。例

8、如Vare就是虚拟P的一个代表企业，其产品可以使用户在一台机器上同时运行2个或更多inds、DS、LINUX系统，与多启动系统相比，Vare采用了完全不同的概念，每个操作系统都可进展虚拟分区、配置且可以不影响真实硬盘的数据，用户甚至可以通过网卡将几台虚拟机连接为一个局域网，极其方便。从上述分析可知，操作系统虚拟化技术即是指基于共享的操作系统，可以允许多种不同的应用系统在一份操作系统拷贝的控制下实现独立运行。该技术到达的效果与虚拟机技术类似，通过分区实现不同资源的合理利用，当前在效劳器整合、测试研发等场景中得到推广，实现了操作系统资源访问虚拟化。2.2操作系统虚拟化技术的原理操作系统虚拟化技术也

9、属于虚拟化技术，因此其原理也是属于三大原理拆分、整合、迁移之中。操作系统虚拟化技术与虚拟机操作系统类似，同样是使用了拆分原理，但由于操作系统虚拟化技术的应用范围是在效劳器上，是为云效劳的。因此其同样也使用了迁移的原理：即将某台效劳器中闲置的资源动态添加至另一台效劳器中，便于另一方效劳器性能的进步，或通过网络连接实现资源的远程共享。例如inds下的共享目录，Linux下的NFS等，还包括远程桌面等。实现操作系统虚拟化的方法就是在操作系统层面增添虚拟效劳器功能。针对操作系统层而言，其并没有相对独立的hypervisr层，主要负责多种虚拟效劳器硬件资源的合理分配，同时可以保证不同效劳器之间彼此互相独

10、立。但明显存在差异的是，假如使用操作系统虚拟化技术需要所有正在运行的效劳器必须采用同一操作系统。2.3操作系统虚拟化技术的特点与虚拟机技术明显存在差异，即主要是指在宿主操作系统内核实例的根底上实现虚拟化。虚拟机技术可实现多种操作系统例如hypervisr、V等并行虚拟化，但是需要在虚拟的硬件层中根据需要安装Guest操作系统，然后应用程序才能得以运行。另外研究也可发现，两种虚拟化技术操作系统实例数量明显存在差异，以致造成了操作系统虚拟化技术存在明显的优优势，使用中只能实现同一种操作系统的划分、衍生，与异种操作系统无法并行于一个效劳器；另外虚拟环境与平安操作系统无法完全等同，造成了某些需要直接访

11、问硬件层的应用系统无法在该种虚拟化技术中得到运行。2.4操作系统虚拟化的优劣由于只有一个操作系统内核，且无需通过虚拟机和Guest操作系统实现虚拟操作，可有效减少管理资源消耗，因此操作系统虚拟化技术运行效率、运行性能、理论最大密度优势明显更为优化，在减少操作系统实例数量的同时也能保证在安装部署、效率管理、数据备份迁移等方面的优势。但是操作系統虚拟化技术也存在一定的缺乏，在当前虚拟化技术应用中要想全面取代虚拟机技术仍然存在难度。例如在用户需要在一个相对完好的虚拟环境中进展研发或者整合多种不同操作系统时，操作系统虚拟化技术是不符合要求的。另外虚拟机技术虽然运行效率、运行性能等方面不强，但是在灵敏性

12、方面，操作系统虚拟化技术却无法与其媲美。再者当前企业在引入虚拟化技术的过程时，均需要进展全方位、多角度的测试，着重于为企业内部多种应用找到最为适宜的虚拟化部署方案，由于两种技术更有其优势，从这个角度而言，两种虚拟化技术的并存存在必然性。在此种技术应用的环境下，为了满足将来物理+虚拟机+操作系统虚拟化的实际IT根底设施应用需求，管理工具更新和改变势在必行。虽然操作系统层虚拟化的灵敏性比拟差，但本机速度性能比拟高。此外，操作系统虚拟化技术具备虚拟机技术所不具备的特点就是其强大的迁移性，这种迁移性在云效劳器上使用非常广泛。这种技术可以让操作系统在不同的效劳器之间任意迁移，因为其效劳器架构一样，操作系

13、统也一样，迁移到其他效劳器时不会出现问题。由于操作中所有效劳器上操作系统单一、标准，管理难度以及消耗的本钱相对较低。3虚拟化的施行步骤虚拟化技术在数据中心管理中具有明显的特征优势：1可以最大程度进步了资源的利用效率，降低了不同操作系统的运行本钱；2整合资源、安排部署、业务管理方便快捷。正因如此，如何实现虚拟化技术在数据中心管理中的推广应用以及改进施行过程中的关键环节成为技术人员共同关注的重点问题。简单而言，虚拟化技术施行主要从3个方面来进展：3.1创立阶段由效劳提供商、集成商合作完成该阶段，包括创立、发布、管理虚拟器件镜像以及迁移到虚拟化环境几个局部的内容。3.2部署阶段提供商、集成商完成技术创立工作后，需要采用划部署环境、部署以及激活虚拟器件等步骤将技术引用部署至数据中心，方便于用户获取信息以及使用。3.3管理阶段数据中心管理过程中需要资源合理调度、业务相关的智能操作系统，不均要实现独立业务之间的自动化管理，也需要一个把控全局的协调中心节点实现数据中心业务、资源的监控、管理。该阶段关键工作在于为数据中心管理和监控创设便利条件，最为常见的手段为集中监控、快捷管理、动态优化和高效备份。4小结无论是操作系统虚拟化技术还是虚拟机技术，均具有虚拟化技术的共性，都需要在一台计算机上创立并运行操作系统