知识点04虚拟化技术分类

虚拟化技术分类目录从虚拟化平台的角度划分从虚拟化实现结构划分从虚拟化支持的层次划分2从在云计算中被应用的领域划分一、从虚拟化平台的角度划分3从虚拟化平台的角度来划分的话，主要分为：全虚拟化半虚拟化全虚拟化4全虚拟化（Full-virtualization）,也叫完全虚拟化、原始虚拟化。是指VMM虚拟出来的平台是现实中存在的平台，因此对于客户机来说，并不知道自己是运行在虚拟的平台上。正因为此，全虚拟化中的客户机操作系统是不需要做任何修改的，兼容性好。典型代表是VMwareWorkStation、ESXServer早期版本、MicrosoftVitrualServer。与半虚拟化技术不同，全虚拟化为客户机提供了完整的虚拟x86平台，包括处理器、内存和外设，理论上支持运行任何可在真实物理平台上运行的操作系统。半虚拟化5半虚拟化（Para-virtualization），也叫准虚拟化，类虚拟化。是指通过对客户机进行源码级的修改，让客户机可以使用虚拟化的资源。由于需要修改客户机内核，因此半虚拟化一般都会被顺便用来优化I/O，客户机的操作系统通过高度优化的I/O协议，可以和VMM紧密结合达到近似于物理机的速度。半虚拟化使用Hypervisor分享底层的硬件，也利用Hypervisor来实现对底层硬件的共享访问，由于这种方法无需重新编译或捕获特权指令，使其性能非常接近物理机。半虚拟化的典型代表是Xen、MicrosoftHyper-V、VMware的vSphere。与全虚拟化相比，半虚拟化架构更精简，在整体速度上有一定的优势。缺点是需要对客户机操作系统进行修改，在用户体验方面比较麻烦。二、从虚拟化支持的层次划分6从虚拟化支持的层次来划分的话，主要分为：软件辅助的虚拟化硬件支持的虚拟化软件辅助的虚拟化7软件辅助的虚拟化是指通过软件的方法，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处理。主要使用的技术是优先级压缩和二进制代码翻译。优先级压缩是指让客户机运行在Ring1级别，由于处于非特权级别，所以客户机的指令基本上都会触发异常，然后宿主机进行接管。但是有些指令并不能触发异常，因此就需要二进制代码翻译技术来对客户机中无法触发异常的指令进行转换，使之无法逃出宿主机的控制。使用软件虚拟化解决方案的明显优势是成本比较低廉、部署方便、管理维护简单等。同时也有很大的劣势，主要有两方面：一是会增加额外的开销；二是客户操作系统的支持受到虚拟机环境的限制。硬件虚拟化8硬件虚拟化产生的主要原因是由于在技术层面上用软件手段达到全虚拟化非常麻烦，而且效率较低，才由Intel等处理器厂商直接在芯片上提供了对虚拟化的支持。硬件直接可以对敏感指令进行虚拟化执行。比如Intel的VT-x技术和AMD的AMD-V技术。相比于软件虚拟化，硬件虚拟化在CPU中加入了新的指令集和处理器运行模式，完成虚拟操作系统对硬件资源的直接调用，并不依赖于操作系统。相比纯软件解决方案来说，硬件虚拟化具有两大优势：一是性能上的优势，二是可以提供对64位操作系统的支持。但是一个完善的硬件虚拟化解决方案，往往需要得到CPU、主板芯片组、BIOS以及软件的支持，包括VMM软件或某些操作系统本身，这样会使硬件解决方案的部署成本比软件解决方案高。三、从虚拟化的实现结构划分9从虚拟化的实现结构划分，主要分为：Hypervisor型虚拟化宿主模型虚拟化混合模型虚拟化Hypervisor型虚拟化10Hypervisor型虚拟化是指硬件资源之上没有操作系统，而是直接由VMM作为Hypervisor接管，Hypervisor负责管理所有资源和虚拟环境支持。这种结构的主要问题是，硬件设备多种多样，VMM不可能把每种设备的驱动都一一实现，所以此模型支持有限的设备。目前主要的产品是VMwareEXServer，是当前最高端和成熟的虚拟化产品。宿主模型虚拟化11宿主模型是在硬件资源之上有个普通的操作系统，负责管理硬件设备，然后VMM作为一个应用搭建在宿主OS上负责虚拟环境的支持，在VMM之上再加载客户机。此方式由底层操作系统对设备进行管理，因此VMM完全不用操心实现设备驱动。而它的主要缺点VMM对硬件资源的调用依赖宿主机，因此效率和功能受宿主机影响较大。目前主要产品是VMwareServer，VirtualPC/Server。混合模型虚拟化12混合模型是综合了以上两种实现模型的虚拟化技术。首先VMM直接管理硬件，但是它会让出一部分对设备的控制权，交给运行在特权虚拟机中的特权操作系统来管理。这个模型的缺点是，由于在需要特权操作系统提供服务时，就会出现上下文切换，这部分的开销会造成性能的下降。目前主要产品有Windows2008，Xen。四、从虚拟化在云计算中被应用的领域划分13主要分为：（1）服务器虚拟化（2）存储虚拟化（3）应用程序虚拟化（4）平台虚拟化（5）桌面虚拟化服务器虚拟化14服务器虚拟化技术可以将一个物理服务器虚拟成若干个服务器使用，它是基础架构即服务（IaaS）的基础。存储虚拟化15存储虚拟化的方式是将整个云系统的存储资源进行统一整合管理，为用户提供一个统一的存储空间。应用程序虚拟化16应用程序虚拟化是把应用程序对底层系统和硬件的依赖抽象出来，从而解除应用程序与操作系统和硬件的耦合关系。应用程序运行在本地应用虚拟化环境中时，这个环境为应用程序屏蔽了底层可能与其他应用产生冲突的内容。应用程序虚拟化是SaaS的基础。。平台虚拟化17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地在这个虚拟平台中开发各种应