虚拟化技术
来源:互联网 发布:网络教育有哪些大学 编辑:程序博客网 时间:2024/06/02 15:17
参考文献:
虚拟化技术及其在制造业信息化中的应用综述
从1960年开始就有了虚拟化的概念,当时IBM在Cambridge科研中心大力投入研究该方向。相关开发一直在推进,但是真正的突破性进展是1999年VMware推出的虚拟化平台,最终将虚拟化成功推向了市场。正是在Vmware助力下,才开创出了hypervisor级别虚拟化的巨大市场。
虚拟化技术就是指把一个物理单元虚拟成多个逻辑单元,供多个应用一起使用。这样做的主要目的是为了提高资源的使用效率并方便管理各种资源.目前云计算模式的提出,无论是私有云,公有云,还是混合云,都需要资源的整合,统一资源为客户提供服务,这就要求系统资源具有高性能的处理能力。目前单个昂贵的服务器的处理能力仅使用到20%,造成了资源的浪费,虚拟化技术解决了上述问题,使服务器处理能力得到了充分的利用。
计算机系统的抽象层次通过分层组织,由底层的硬件和高层的软件实现。虚拟化(Virtualization)就是由位于下层的软件,通过向上一层软件提供一个与它原来所期待的运行环境完全一致的接口的方法,抽象出一个虚拟的软件或硬件接口,使得上层的软件可以直接运行在虚拟的环境上。一般来说,虚拟化的计算机通过一种叫虚拟机监控器(Virtual MachineMonitor,VMM)的程序在物理硬件之上生成许多可以运行独立操作系统软件的虚拟机(VM)。如下图虚拟化技术ESX的结构:
虚拟化是指为运行的程序或软件营造它所需要的执行环境,在采用虚拟化技术后,程序或软件的运行不再独享底层的物理计算资源,它只是运行在一个完全相同的物理计算资源中,而底层的影响可能与之前所运行的计算机结构完全不同。虚拟化的主要目的是对IT基础设施和资源管理方式的简化,从虚拟化的目的来看,虚拟化技术主要分为以下几个大类:
4、表示层虚拟化。 在应用上与应用程序虚拟化类似,所不同的是表示层虚拟化中的应用程序运行在服务器上,客户机只显示应用程序的UI界面和用户操作。表示层虚拟化软件主要有微软的Windows远程桌面(包括终端服务)、Citrix Metaframe Presentation Server和 Symantec PcAnywhere等。
通常实际开发经常提到的虚拟化主要是指平台虚拟化,它通过控制程序隐藏计算平台的实际物理特性, 为用户提供抽象的、 统一的、模拟的计算环境。通常虚拟化可以通过指令级虚拟化和系统级虚拟化来实现。
I/O虚拟化是个比较复杂的地方,由于I/O设备具有异构性强,内部状态不易控制等特点,VMM系统针对I/O设备虚拟化主要有全虚拟化、半虚拟化、软件模拟和直接I/O访问等设计思路。
比较常见的几种虚拟化软件如下:
- 管理虚拟硬件的设备驱动,这个驱动通过一个字符设备 /dev/kvm 导出它的功能。通过 /dev/kvm每一个客户机拥有其自身的地址空间,这个地址空间与内核的地址空间相分离或与任何一个正运行着的客户机相分离。
- 模拟硬件的用户空间部件,它是一个稍微改动过的 QEMU 进程。从客户机操作系统执行 I/O 会拥有QEMU 。 QEMU 是一个平台虚拟化方案,它允许整个 PC 环境(包括磁盘、显示卡(图形卡)、网络设备)的虚拟化。任何客户机操作系统所发出的 I/O 请求都被拦截,并被路由到用户模式用以被 QEMU 过程模拟仿真。
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