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  • 全虚拟化、半虚拟化及比较.docx
  • 我们知道,虚拟化技术一共有全虚拟化(使用二进制翻译)、半虚拟化(操作系统辅助)和硬件辅助虚拟化,那这三者各有什么特点和优缺点呢? 传统硬件上直接安装OS的时候,OS工作在Ring0,应用软件工作在Ring3 ...

    目前虚拟化技术有软件模拟、全虚拟化(使用二进制翻译)、半虚拟化(操作系统辅助)、硬件辅助虚拟化和容器虚拟化这几种。
    (1)软件模拟
    软件模拟是通过软件完全模拟cpu、芯片组、磁盘、网卡等计算机硬件:
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    因为是软件模拟,所以理论上可以模拟任何硬件,但是非常低效,一般只用于研究测试的场景,典型的有QEMU。
    (2)全虚拟化
    x86平台指令集分为4个特权模式:Ring0 、Ring1、Ring2、Ring3、OS工作在Ring0级别,应用软件工作在Ring3级别,驱动程序工作在Ring1和Ring2。
    在这里插入图片描述
    如何将虚拟机越级的指令使用进行隔离,1998年VMware首次找到了解决办法,通过虚拟化引擎,捕获虚拟机的指令,并进行处理,即全虚拟化方案。
    在全虚拟化的情况下,VMM工作在Ring 0 ,Guest OS工作在Ring 1 ,应用程序工作在Ring 3,可是这时候Guest OS是不知道自己工作在虚拟机里的,认为自己还是工作在Ring 0 ,所以它还是按照Ring 0级别产特权生指令,Guest OS产生的每一条指令都会被VMM截取,并翻译成宿主机平台的指令,然后交给实际的物理平台执行,由于每一条指令都需要这么翻译一下,所以这种虚拟化性能比较差。
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    (3)半虚拟化**
    半虚拟化是对Guest OS做相应修改,以便和VMM协同运作。在硬件辅助虚拟化兴起之前,半虚拟化性能胜过全虚拟化。在半虚拟化情况下,Guest OS知道自己并不是直接运行在硬件资源上,而是运行在虚拟化环境里,工作在非Ring 0,那么它原先在物理机上执行的一些特权指令,就会修改成其他方式(超级调用),这种方式是可以和VMM约定好的,半虚拟化不需要VMM层进行二进制翻译,所以性能较好,但是实现比较麻烦(要修改OS内核代码),典型的半虚拟化技术有xen。
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    (4)硬件辅助虚拟化**
    2005年,Intel推出了硬件辅助虚拟化方案,对CPU指令进行改造,即VT-x,VT-x提供了两种操作模式:VMX root operation和VMX non-root operation,VMM运行在 VMX root operation,虚拟机运行在VMX non-root operation。在绝大多数情况下,客户机在此模式下运行与原生系统在非虚拟化环境中运行性能一样,不需要像全虚拟化那样每条指令都要先翻译再执行;在少数必要的时候,某些客户机指令的运行才需要被VMM截获并做相应处理。这种方案因为是基于硬件的,所以效率非常高。
    在这里插入图片描述
    现在不仅CPU指令有硬件虚拟化方案,I/O通信也有硬件解决方案,称为VT-d;网络通信的称为VT-c。
    (5)容器虚拟化
    容器虚拟化是基于CGroups、Namespace等技术将进程进行隔离,每个进程就像一台独立的虚拟机,拥有自己被隔离出来的资源,也有自己的根目录、独立的进程编号、被隔离的内存空间。基于容器的虚拟化可以实现在单一内核上运行多个实例。目前热门的容器虚拟化技术Docker,Docker可以将一个开发环境进行打包,很方便在另一个系统上运行起来。

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  • 完全虚拟化和半虚拟化区别

    万次阅读 2019-07-28 22:07:56
    半虚拟化和全虚拟化最大的区别: 半虚拟化是需要更改系统内核才得以实现虚拟化,而完全虚拟化是不需要修改内核。 Xen虚拟机有两种运行方式:完全虚拟化(full virtualization)和半虚拟化(para virtualization) ...

    半虚拟化和全虚拟化最大的区别:

    半虚拟化是需要更改系统内核才得以实现虚拟化,而完全虚拟化是不需要修改内核。

    Xen虚拟机有两种运行方式:完全虚拟化(full virtualization)和半虚拟化(para virtualization)

    完全虚拟化提供底层物理系统的全部抽象化,且创建一个新的虚拟系统,客户机操作系统>可以在里面运行。不需要对客户机操作系统或者应用程序进行修改(客户机操作系统或者应用程序像往常一样运行,意识不到虚拟环境的存在)。半虚拟化需要对运行在虚拟机上的客户机操作系统
    进行修改(这些客户机操作系统会意识到它们运行在虚拟环境里)并提供相近的性能,但半虚拟化的性能要比完全虚拟化更优越。

    Xen是一款虚拟化软件,支持半虚拟化和完全虚拟化。它在不支持VT技术的cpu上也能使用,但是只能以半虚拟化模式运行。

    VMware是一款完全虚拟化软件。完全虚拟的弱点是效率不如半虚拟化的高

    半虚拟化系统性能可以接近在裸机上的性能。

    通过虚拟化工具把cpu,内存,硬盘等真实硬件资源给模拟成更少的虚拟硬件资源

    为什么要虚拟化?
    是硬件资源使用率最大化,云计算领域

    KVM优势

    KVM是Linux内核的一部分,KVM在Linux内核内部部署,可以很容易控制虚拟化进程。 KVM更加灵活。由于操作系统直接和整合到Linux内核中的虚拟化管理程序交互,所以在任何场景下都可以直接和硬件进行交互,而不需要修改虚拟化的操作系统。

    KVM在Ret Hat的大力支持下,将会使虚拟化技术的后来者——KVM同Xen一样功能齐全。

    KVM缺点

    KVM不如Xen技术成熟,并且缺少某些关键特性,如动态迁移和泛虚拟化支持。

    发展趋势的看法

    Xen同时支持全虚拟化和半虚拟化(修改过的客户机能有更好的性能). KVM当前不支持半虚拟化。而且KVM就是所有新生技术在发展中都会面临的难题:技术不成熟。

    KVM的出现不过三四年时间,在可用资源、平台支持、管理工具、实施经验方面不能与Xen相比。目前KVM还缺少某些关键特性,例如存储的动态迁移。性能方面,Xen支持一个客体虚拟机的数量呈线性增长,可以支持30个以上工作负载同时运行。

    KVM随着工作负载的增加性能逐渐下降。所以就目前来看,Xen在各方面都占有优势。同时,Xen成为 Linux 基金会项目。但是KVM得到了Ret Hat的大力支持,将会使其功能更加齐全。

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  • 全虚拟化与半虚拟化的实现方式

    万次阅读 2016-07-05 01:47:02
    半虚拟化全虚拟化不需要对GuestOS操作系统软件的源代码做任何的修改,就可以运行在这样的VMM中在全虚拟化的虚拟平台中,GuestOS并不知道自己是一台虚拟机,它会认为自己就是运行在计算机物理硬件设备上的HostOS。...

    目录

    全虚拟化

    不需要对GuestOS操作系统软件的源代码做任何的修改,就可以运行在这样的VMM中

    在全虚拟化的虚拟平台中,GuestOS并不知道自己是一台虚拟机,它会认为自己就是运行在计算机物理硬件设备上的HostOS。因为全虚拟化的VMM会将一个OS所能够操作的CPU、内存、外设等物理设备逻辑抽象成为虚拟CPU、虚拟内存、虚拟外设等虚拟设备后,再交由GuestOS来操作使用。这样的GuestOS会将底层硬件平台视为自己所有的,但是实际上,这些都是VMM为GuestOS制造了这种假象。

    全虚拟化又分为:软件辅助的全虚拟化 & 硬件辅助的全虚拟化

    软件辅助的全虚拟化

    软件辅助全虚拟化架构图
    这里写图片描述

    在Intel等CPU厂商还没有发布x86 CPU虚拟化技术之前,完全虚拟化都是通过软件辅助的方式来实现的。而软件辅助的全虚拟化主要是应用了两种机制:
    1. 特权解除(优先级压缩)

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  • 全虚拟化和半虚拟化的区别

    千次阅读 2018-07-02 17:47:32
    全虚拟化和半虚拟化的区别 1 :转载链接 全虚拟化和半虚拟化的区别 2: 转载链接

    全虚拟化和半虚拟化的区别 1 :转载链接  

     全虚拟化和半虚拟化的区别 2: 转载链接

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  • 全虚拟化和半虚拟化

    千次阅读 2013-12-18 17:53:08
    由于采用技术的不同,系统虚拟化不仅仅包括全虚拟化、半虚拟化和硬件辅助虚拟化。完整来看,可以将系统虚拟化分为五大类: 硬件仿真(Emulation) 简介:属于Hosted模式,在物理机的操作系统上创建一个模拟硬件的...
  • 半虚拟化和全虚拟化的区别

    千次阅读 2017-08-30 00:14:25
    1.全虚拟化比半虚拟化技术先出来 2.全虚拟化,客户机认为自己运行在硬件之上,优点:不需对客户机操作系统进行修改;缺点:消耗资源大 3.半虚拟化,客户机知道自己是运行在虚拟机上,缺点:需要对客户机操作...
  • 在XenCenter上创建半虚拟化模板的方法
  • xen半虚拟化安装-笔记

    2013-03-22 22:58:27
    xen半虚拟化安装-笔记
  • Hypervisor之半虚拟化virtio

    千次阅读 2021-01-28 15:13:54
    Hypervisor之半虚拟化virtio
  • Xen 半虚拟化和硬件辅助虚拟化

    千次阅读 2012-05-04 16:01:01
    Xen 支持半虚拟化和硬件辅助虚拟化两种方式,半虚拟化下只能安装特定的操作系统,这些系统内核都被修改过。 而在硬件辅助虚拟化的帮助下,Xen虚拟机上可以运行未经修改的操作系统,例如Windows等。 要创建硬件辅助...
  • 半虚拟化的缺点:安装在半虚拟化的环境中的操作系统需要了解虚拟机的API,实际运行的时候,需要知道哪个API能够实现自己的要求,这就需要操作系统为这个半虚拟化定制相应的功能,才能正常的在半虚拟化环境中使用,这...
  • 半虚拟化的意思是需要修改被虚拟系统的内核,以实现系统能被完美的虚拟在Xen上面。完全虚拟化则是不需要修改系统内核则可以直接运行在Xen上面。 PV vs. FV  PV(Para-Vritralization)和FV(F
  • Vasum 是 Linux 的守护进程,是一组用于半虚拟化管理的工具。它用 Linux 容器来建立独立的图形环境,叫做区(zones)。它可以在一个物理设备上同时运行多个区。Vasum 输出丰富的 C/Dbus API,应用框架可以用它与区...
  • 虚拟化分类 1:完全虚拟化(Full Virtualization) 需要跑在宿主机之上 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...
  • 半虚拟化与全虚拟化的区别

    千次阅读 2013-06-27 21:44:25
    半虚拟化与全虚拟化的区别: 全虚拟化:guest系统每一次对于硬件的请求,都会由hypervisor(系统管理程序)接管,并转换成hypervisor的代码,由hypervisor负责对最终硬件进行操作。好处是guest系统每一次对于物理...
  • 关于虚拟化的概念分类有很多,也许有许多人会弄不太清楚他们之间的区别,在这里的这个俄例子或许会帮助大家了解一下。
  • 基于Xen的开放式半虚拟化集群Linux实验教学环境建设探索.pdf
  • xen下全虚拟化、半虚拟化GuestOS的安装步骤  2011-10-19 20:58:16| 分类: xen | 标签: |字号大中小 订阅 全虚拟化:(全虚拟化时windows和linux一样,都需要一个iso文件,然后...
  • 半虚拟化PV虚拟平台通信机制 由于基本上所有的设备驱动都假设自己可以直接访问硬件,同时对硬件拥有完全控制权。但在这虚拟机系统中是不可能的,一个设备通常要为多个Guest Domain服务。为了确保管理性和安全访问,...
  • 5.1 半虚拟化驱动 5.1.1 virtio概述 KVM是必须使用硬件虚拟化辅助技术(如Intel VT-x、AMD-V)的hypervisor,在CPU运行效率方面有硬件支持,其效率是比较高的;在有Intel EPT特性支持的平台上,内存虚拟化的...
  • virtio基本原理(kvm半虚拟化驱动)

    千次阅读 2013-09-08 22:42:42
    先来看下什么是完全虚拟化和半虚拟化. 完全虚拟化:来宾操作系统运行在位于物理机器上的hypervisor之上....半虚拟化:来宾操作系统不仅知道它运行在hypervisor之上,还包括让来宾操作系统更高效地过
  • 虚拟化技术:百度百科中的定义是这样的:虚拟化是一个广义的术语,在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术...
  • 全虚拟化和半虚拟化解读

    千次阅读 2012-09-19 10:42:32
    虚拟化  全虚拟化(Full virtualization), 也称为原始虚拟化技术, 是另一种虚拟化方法. 该模型使用虚拟机协调客户操作系统 和原始硬件(见图2). 这里"协调"是一个关键词, 因为VMM在客户操作系统和裸硬件之间...

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