虚拟化技术(KVM)


虚拟化

一、虚拟化技术概述

1. 虚拟化技术即是对资源的抽象

2. 从资源提供角度分类

2.1 平台虚拟化
如果把X86平台的CPU,内存和外设做为资源,那对应的虚拟化技术就是平台虚拟化,在同一个X86平台上面,可以虚拟多个X86平台,每个平台可以运行自己独立完整的操作系统。
例如:QEMU,KVM,XEN Server,EXSi,Hyper-V等所管理的虚拟机

2.2 操作系统虚拟化
如果把操作系统及其提供的系统调用作为资源,那虚拟化就表现为操作系统虚拟化,例如Linux容器虚拟化技术就是在同一个Linux操作系统之上,虚拟出多个同样的操作系统,每个应用程序认为自己运行在一个独立的OS。
例如:LXC或Docker等所管理的容器

3. 从虚拟化实现方式分类
3.1 什么是虚拟化管理程序 Hypervisor(VMM)
一种运行在物理机和虚拟机操作系统之间的中间软件层,可以允许多个操作系统和应用共享硬件,即虚拟机监视器,也可称之为VMM。
Hypervisors是一种在虚拟环境中的“元”操作系统。他们可以访问服务器上包括磁盘和内存在内的所有物理设备。Hypervisors不但协调着这些硬件资源的访问,而且在各个虚拟机之间施加防护。当服务器启动并执行Hypervisor时,它会加载所有虚拟机客户端的操作系统同时会分配给每一台虚拟机适量的内存,CPU,网络和磁盘。
如下图所示:

3.1.1 Hypervisors作用
Hypervisor是所有虚拟化技术的核心。 非中断地支持多工作负载迁移的能力是Hypervisor的基本功能。

3.1.2 Hypervisors分类
目前市场上各种x86 管理程序(hypervisor)的架构存在差异,三个最主要的架构类别包括:
I型:虚拟机直接运行在系统硬件上,创建硬件全仿真实例,被称为“裸机”型。 裸机型在虚拟化中Hypervisor直接管理调用硬件资源,不需要底层操作系统,也可以将Hypervisor看作一个很薄的操作系统。这种方案的性能处于主机虚拟化与操作系统虚拟化之间。

II型:虚拟机运行在传统操作系统(HOST OS)上,同样创建的是硬件全仿真实例,被称为“托管(宿主)”型。托管型/主机型Hypervisor运行在基础操作系统上,构建出一整套虚拟硬件平台(CPU/Memory/Storage/Adapter),使用者根据需要安装新的操作系统和应用软件,底层和上层的操作系统可以完全无关化,如Windows运行Linux操作系统。主机虚拟化中VM的应用程序调用硬件资源时需要经过:VM内核->Hypervisor->主机内核,因此相对来说,性能是三种虚拟化技术中最差的。


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