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  • 虚拟化类型

    2018-09-05 11:00:00
    虚拟化类型 原文链接:https://huangwei.me/wiki/tech_cloud_kvm_qemu_libvirt_openstack.html 全虚拟化(Full Virtualization) 全虚拟化也成为原始虚拟化技术,该模型使用虚拟机协调g...

    原文链接:https://huangwei.me/wiki/tech_cloud_kvm_qemu_libvirt_openstack.html

    全虚拟化(Full Virtualization)

    全虚拟化也成为原始虚拟化技术,该模型使用虚拟机协调guest操作系统和原始硬件,VMM在guest操作系统和裸硬件之间用于工作协调,一些受保护指令必须由Hypervisor(虚拟机管理程序)来捕获处理。

    图1 全虚拟化模型

    全虚拟化的运行速度要快于硬件模拟,但是性能方面不如裸机,因为Hypervisor需要占用一些资源。

    半虚拟化(Para Virtualization)

    半虚拟化是另一种类似于全虚拟化的技术,它使用Hypervisor分享存取底层的硬件,但是它的guest操作系统集成了虚拟化方面的代码。该方法无需重新编译或引起陷阱,因为操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作。

    图2 半虚拟化模型

    半虚拟化需要guest操作系统做一些修改,使guest操作系统意识到自己是处于虚拟化环境的,但是半虚拟化提供了与原操作系统相近的性能。

    虚拟化技术

    KVM(Kernel-based Virtual Machine)基于内核的虚拟机

    KVM是集成到Linux内核的Hypervisor,是X86架构且硬件支持虚拟化技术(Intel VT或AMD-V)的Linux的全虚拟化解决方案。它是Linux的一个很小的模块,利用Linux做大量的事,如任务调度、内存管理与硬件设备交互等。

    图3 KVM虚拟化平台架构

    Xen

    Xen是第一类运行在裸机上的虚拟化管理程序(Hypervisor)。它支持全虚拟化和半虚拟化,Xen支持hypervisor和虚拟机互相通讯,而且提供在所有Linux版本上的免费产品,包括Red Hat Enterprise Linux和SUSE Linux Enterprise Server。Xen最重要的优势在于半虚拟化,此外未经修改的操作系统也可以直接在xen上运行(如Windows),能让虚拟机有效运行而不需要仿真,因此虚拟机能感知到hypervisor,而不需要模拟虚拟硬件,从而能实现高性能。

    图4 Xen虚拟化平台架构

    QEMU

    QEMU是一套由Fabrice Bellard所编写的模拟处理器的自由软件。它与Bochs,PearPC近似,但其具有某些后两者所不具备的特性,如高速度及跨平台的特性。经由kqemu这个开源的加速器,QEMU能模拟至接近真实电脑的速度。

    KVM和QEMU的关系

    准确来说,KVM是Linux kernel的一个模块。可以用命令modprobe去加载KVM模块。加载了模块后,才能进一步通过其他工具创建虚拟机。但仅有KVM模块是 远远不够的,因为用户无法直接控制内核模块去作事情,你还必须有一个运行在用户空间的工具才行。这个用户空间的工具,kvm开发者选择了已经成型的开源虚拟化软件 QEMU。说起来QEMU也是一个虚拟化软件。它的特点是可虚拟不同的CPU。比如说在x86的CPU上可虚拟一个Power的CPU,并可利用它编译出可运行在Power上的程序。KVM使用了QEMU的一部分,并稍加改造,就成了可控制KVM的用户空间工具了。所以你会看到,官方提供的KVM下载有两大部分(qemu和kvm)三个文件(KVM模块、QEMU工具以及二者的合集)。也就是说,你可以只升级KVM模块,也可以只升级QEMU工具。这就是KVM和QEMU 的关系。

    图5 KVM和QEMU关系

    openstack, kvm, qemu-kvm以及libvirt之间的关系

    KVM是最底层的hypervisor,它是用来模拟CPU的运行,它缺少了对network和周边I/O的支持,所以我们是没法直接用它的。

    QEMU-KVM就是一个完整的模拟器,它是构建基于KVM上面的,它提供了完整的网络和I/O支持。

    Openstack不会直接控制qemu-kvm,它会用一个叫libvirt的库去间接控制qemu-kvm。libvirt提供了跨VM平台的功能,它可以控制除了QEMU之外的模拟器,包括vmware, virtualbox, xen等等。

    所以为了openstack的跨VM性,所以openstack只会用libvirt而不直接用qemu-kvm。libvirt还提供了一些高级的功能,例如pool/vol管理。

    posted on 2018-09-05 11:00 gushiren 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏

    转载于:https://www.cnblogs.com/gushiren/p/9590879.html

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  • 上次简单整理了下汽车hypervisor的定义和类型,这次看一下虚拟化类型和hypervisor的功能。虚拟化类型为了更好地了解hypervisor的功能,还需要其他一些定义,特别是针对不同类型的虚拟化的定义。其中包括:完全虚拟化...
    上次简单整理了下汽车hypervisor的定义和类型,这次看一下虚拟化类型和hypervisor的功能。

    虚拟化类型

    为了更好地了解hypervisor的功能,还需要其他一些定义,特别是针对不同类型的虚拟化的定义。其中包括:完全虚拟化(Full Virtualization):使用这种方法,系统的硬件架构是完全虚拟的,即完全基于软件。在这种情况下,guest OS只能访问虚拟机提供的虚拟“硬件”资源。仿真(Emulation):使用这种方法,host系统可以创建另一个特定系统硬件的虚拟版本,例如处理器、内存和相关功能。之所以称为“仿真”,是因为host系统“仿真”硬件,并且仅提供最初要仿真的硬件拥有的资源。硬件辅助(Hardware Assistance):这是硬件本身提供对虚拟化(和hypervisor)支持的另一种方法。例如,ARM在提供ARM TrustZone功能的处理器的“非安全”空间中为虚拟化提供支持。准虚拟化(Para-virtualization):在这种情况下,将guest OS修改为与hypervisor进行通信,hypervisor处理与底层硬件的通信。guest OS“意识到”它正在hypervisor上运行,并且可以与hypervisor一起工作,使系统高效运行。尽管准虚拟化可以提供性能优势,但缺点是需要修改guest OS才能在这种类型的环境中工作。嵌入式hypervisor通常使用准虚拟化,但这意味着开发人员必须配置和修改给定hypervisor需要使用的每个OS。Hypervisor的功能如前所述,hypervisor处理硬件资源与guest OS之间或host OS(具有type2 hypervisor)与guest OS之间的硬件资源分配和通信。但除了这些功能之外,hypervisor实际上还在做什么?以下部分提供了hypervisor处理的任务类型的高级概述。设备模拟(Device Emulation):通常,hypervisor能够创建guest OS可以访问的至少一些虚拟硬件组件。是否需要此操作取决于guest OS及其运行的应用程序。内存管理(Memory Management):hypervisor负责为其自身和guest OS管理(和分配)硬件内存资源。设备分配和访问(Device Assignment and Access):hypervisor通常可以将硬件组件分配给guest OS,并控制给定guest OS实际可以访问哪些硬件组件。上下文切换(Context Switching):上下文切换是一般计算术语,是系统必须将进程或线程保存到内存中,稍后再恢复。当hypervisor需要在内核上安排新的guest OS时,hypervisor必须通过将在该处理器内核上运行的现有guest OS的“上下文”(即操作条件)保存到内存中来“切换上下文”,然后进行加载新的guest OS时,可以从内存中访问新的guest OS,而不会中断执行环境。捕获指令(Trapping Instructions):guest OS可能会根据其访问权限级别执行技术上不应执行的指令。hypervisor可以分析guest OS尝试发送到硬件的指令,并模拟硬件对guest OS指令的响应。在计算机术语中,这通常被描述为“捕获并模拟”策略。异常处理(Exception Handling):发生异常(即异常行为)时,可以将某些异常路由到hypervisor进行处理。虚拟机管理(Virtual Machine Management):如前所述,hypervisor最终负责启动和停止guest OS在其上运行的虚拟机。下次我们会继续看一下汽车hypervisor的应用案例等。

    from A to B

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  • 虚拟化类型(配图)

    2020-05-19 11:06:34
    虚拟化类型 寄居虚拟化:寄居虚拟化架构指在宿主操作系统之上安装和运行虚拟化程序,依赖于宿主操作系统对设备的支持和物理资源的管理。虚拟化管理软件作为底层操作系统(Windows或Linux等)上的一个普通应用程序...

    虚拟化类型

    • 寄居虚拟化:寄居虚拟化架构指在宿主操作系统之上安装和运行虚拟化程序,依赖于宿主操作系统对设备的支持和物理资源的管理。虚拟化管理软件作为底层操作系统(Windows或Linux等)上的一个普通应用程序,然后通过其创建相应的虚拟机,共享底层服务器资源。也可以理解为在宿主操作系统之上安装和运行虚拟化程序,依赖于宿主操作系统对设备的支持和物理资源的管理。
      在这里插入图片描述

    • 裸金属虚拟化:裸金属虚拟化架构指直接在硬件上面安装虚拟化软件,再在其上安装操作系统和应用,依赖虚拟层内核和服务器控制台进行管理。Hypervisor是指直接运行于物理硬件之上的虚拟机监控程序。它主要实现两个基本功能:首先是识别、捕获和响应虚拟机所发出的CPU特权指令 或保护指令;其次,它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。
      在这里插入图片描述

    • 操作系统虚拟化:操作系统虚拟化架构在操作系统层面增加虚拟服务器功能。操作系统虚拟化架构把单个的操作系统划分为多个容器,使用容器管理器来进行管理。宿主操作系统负责在多个虚拟服务器(即容器)之间分配硬件资源,并且让这些服务器彼此独立。
      没有独立的hypervisor层。一个明显的区别是,如果使用操作系统层虚拟化,所有虚拟服务器必须运行同一操作系统(不过每个实例有各自的应用程序和用户账户)。
      在这里插入图片描述

    混合虚拟化:将一个内核级驱动器插入到宿主操作系统内核。这个驱动器作为虚拟硬件管理器来协调虚拟机和宿主操作系统之间的硬件访问。混合虚拟化需要底层硬件支持虚拟化扩展功能。

    在这里插入图片描述

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  • 您可以在cmd窗口输入以下命令,查看当前云服务器的虚拟化类型。 systeminfo 查看回显信息中System Manufacturer和BIOS版本显示为XEN,说明当前云服务器为XEN虚拟化类型,如果需要同时支持KVM虚拟化,请参考本章节...

    您可以在cmd窗口输入以下命令,查看当前云服务器的虚拟化类型。
    systeminfo
    查看回显信息中System Manufacturer和BIOS版本显示为XEN,说明当前云服务器为XEN虚拟化类型,如果需要同时支持KVM虚拟化,请参考本章节操作优化Windows私有镜像。
    图1 查看Windows云服务器虚拟化类型
    在这里插入图片描述

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  • 您可以执行以下命令,查看当前云服务器的虚拟化类型。 lscpu 如果回显信息中的Hypervisior vendor为XEN,说明当前云服务器为XEN虚拟化类型,如果需要同时支持KVM虚拟化,请参考本章节操作优化Linux私有镜像 图1 查看...
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