什么是硬件虛擬化

什么是硬件虛擬化

　　你知道什么是硬件虛擬化嗎?下面將由學(xué)習(xí)啦小編帶大家來解答這個(gè)疑問吧，希望對(duì)大家有所收獲!

　　硬件虛擬化

　　硬件虛擬化是一種對(duì)計(jì)算機(jī)或操作系統(tǒng)的虛擬。虛擬化對(duì)用戶隱藏了真實(shí)的計(jì)算機(jī)硬件，表現(xiàn)出另一個(gè)抽象計(jì)算平臺(tái)。

　　硬件虛擬化的簡介

　　虛擬化在1960年為了描述虛擬機(jī)(實(shí)驗(yàn)性的IBM M44/44X系統(tǒng))這個(gè)概念被第一次提出。對(duì)虛擬機(jī)的架設(shè)和管理被稱為平臺(tái)虛擬化，現(xiàn)在也被稱為服務(wù)器虛擬化。

　　平臺(tái)虛擬化表現(xiàn)為在一個(gè)給定的硬件平臺(tái)上宿主機(jī)創(chuàng)造一個(gè)模擬的計(jì)算機(jī)環(huán)境(虛擬機(jī))提供給客戶機(jī)。客戶機(jī)軟件對(duì)于用戶應(yīng)用程序沒有限制;許多宿主機(jī)允許運(yùn)行真實(shí)的操作系統(tǒng)。客戶機(jī)就好像直接運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件上，伴隨著幾個(gè)明顯的警告。虛擬機(jī)對(duì)硬件資源(如網(wǎng)絡(luò)，顯示器，鍵盤，硬盤)的訪問被統(tǒng)一管理在一個(gè)比處理器和系統(tǒng)內(nèi)存更有限制性的層次上。客戶軟件經(jīng)常被限制訪問計(jì)算機(jī)周邊設(shè)備，或者被限制在較低的設(shè)備性能上，這取決于宿主機(jī)硬件訪問策略設(shè)定。

　　硬件虛擬機(jī)的原因

　　在計(jì)算機(jī)集群中，許多小型服務(wù)器正在被一個(gè)大型服務(wù)器取代以增加硬件資源的利用率(如CPU等)。雖然硬件正在被整合，但是典型的操作系統(tǒng)仍然是獨(dú)立的。取而代之地，每一個(gè)運(yùn)行在獨(dú)立的服務(wù)器上的操作系統(tǒng)被轉(zhuǎn)移到在虛擬機(jī)中。大型的服務(wù)器可以“寄宿”許多這樣的“客戶”虛擬機(jī)。這就是物理到虛擬(Physical-to-Virtual, P2V)的轉(zhuǎn)換。

　　虛擬機(jī)比真實(shí)的機(jī)器可以被更容易從外部被控制和檢查，并且可以配置更靈活。這在內(nèi)核開發(fā)與操作系統(tǒng)課程教學(xué)中尤為有用。

　　創(chuàng)建一個(gè)新的虛擬機(jī)不需要預(yù)先購買硬件。同時(shí)，一個(gè)新的虛擬機(jī)可以容易地從一臺(tái)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)移到另一臺(tái)上。舉例來說，一個(gè)銷售員可以復(fù)制一個(gè)包含試用版軟件的虛擬機(jī)到他的筆記本電腦去訪問他的客戶而不用更換電腦。類似的，虛擬機(jī)中的故障不會(huì)對(duì)宿主機(jī)產(chǎn)生損害，所以不會(huì)令筆記本上的操作系統(tǒng)死機(jī)。

　　由于可以被容易地遷移，虛擬機(jī)可以被用于遠(yuǎn)距離災(zāi)難恢復(fù)方案。

　　平臺(tái)虛擬化的方案有很多。

　　五大硬件虛擬化

　　完全虛擬化

　　在完全虛擬化(full virtualization)中，虛擬機(jī)模擬一個(gè)足夠強(qiáng)大的硬件使客戶機(jī)操作系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。這種方案最早在1966年被虛擬機(jī)家族的先鋒IBM CP-40與CP-67使用。支持完全虛擬化的虛擬機(jī)軟件包括Parallels Workstation， Parallels Desktop for Mac， VirtualBox， Virtual Iron， Oracle VM， Virtual PC， Virtual Server， Hyper-V， VMware Workstation， VMware Server (formerly GSX Server)， QEMU， Adeos， Mac-on-Linux， Win4BSD， Win4Lin Pro， 以及 Egenera vBlade technology。

　　硬件輔助虛擬化

　　在硬件輔助虛擬化(hardware-assisted virtualization)中，硬件提供結(jié)構(gòu)支持幫助創(chuàng)建虛擬機(jī)監(jiān)視并允許客戶機(jī)操作系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。硬件輔助虛擬化在1972年，為了使用第一個(gè)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)VM/370，第一次由IBM System/370引入。在2005年與2006年，Intel和AMD為虛擬化提供了額外的硬件支持。支持硬件輔助虛擬化的有 Linux KVM， VMware Workstation， VMware Fusion， Microsoft Virtual PC， Xen， Parallels Desktop for Mac，VirtualBox and Parallels Workstation。

　　支持完整的虛擬化技術(shù)的硬件平臺(tái)包括:

　　x86 (and x86_64)—AMD-V (代號(hào)Pacifica)， Intel VT (代號(hào)Vanderpool)

　　IOMMU 由AMD和Intel共同開發(fā)。

　　Power Architecture (IBM/Power.org)

　　Virtage (Hitachi)

　　UltraSPARC T1， T2 及 T2+ (Sun)

　　部分虛擬化

　　在部分虛擬化(partial virtualization)中(包括地址空間虛擬化)，虛擬機(jī)模擬數(shù)個(gè)(但不是全部)底層硬件環(huán)境，特別是地址空間。這樣的環(huán)境支持資源共享和線程獨(dú)立，但是不允許獨(dú)立的客戶機(jī)操作系統(tǒng)。雖然這并不被視為一般意義上的虛擬機(jī)，但這在歷史上是非常重要的一頁。這項(xiàng)技術(shù)曾被用于CTSS(試驗(yàn)性的IBM M44/44X)，以及爭議性的系統(tǒng)比如MVS及Commodore 64(兩個(gè)都是“task switch”程序)。

　　平行虛擬化

　　在平行虛擬化(paravirtualization)中，虛擬機(jī)不需要模擬硬件，而是提供一個(gè)特殊的API只能被特制的客戶機(jī)操作系統(tǒng)使用。

　　操作系統(tǒng)層虛擬化

　　在操作系統(tǒng)層虛擬化(OS-level virtualization)中，獨(dú)立主機(jī)被虛擬化在操作系統(tǒng)層中，這使得多個(gè)獨(dú)立且安全虛擬化的服務(wù)器運(yùn)行在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。客戶操作系統(tǒng)環(huán)境與宿主服務(wù)器分享同一個(gè)操作系統(tǒng)，例如，相同的系統(tǒng)內(nèi)核被用來創(chuàng)建客戶機(jī)環(huán)境。程序運(yùn)行在被視為獨(dú)立系統(tǒng)的客戶機(jī)環(huán)境中。這種方式由FreeBSD jails首創(chuàng);類似的例子包括Solaris Containers， OpenVZ， Linux-VServer， AIX Workload Partitions， Parallels Virtuozzo Containers， 以及 iCore Virtual Accounts。