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操作系統有哪些虛擬技術

發布時間:2023-03-26 10:51:34

❶ 虛擬化有哪些應用

廠商主要三個:VMware,Citrix,MS,三個廠商對應的較成熟產品是VMware ESXi,Xenserver,Hyper-V,都是裸機虛擬化

個人家用使用:

VMware Workstation(Windows)/Fusion(Mac)、Oracle VM VirtualBox、QEMU(Linux)

企業商用使用:

VMware vSphere系列、Citrix Xen Server、Microsoft Hyper-V、KVM、華為Fusion Sphere;

(1)公有雲平台:亞馬遜AWS,阿里雲,騰訊雲,華為雲,QingCloud;

(2) 混合雲平台:ZStack,BeyondCMP,CAS虛擬化平台等;

(3) 私有雲平台:VisionStack杭州雲容,ESCloud易捷雲,Ucloud,AWCloud,ZStack等。


虛擬化、雲化、超融合等,都有不可繞過的問題,就是虛擬機或者伺服器對USB設備的不支持,

針對這一問題,推薦是EastFax USB Server網路遠程連接調用USB方案。


伺服器虛擬化是指將一台計算機(稱為物理機、物理伺服器)通過hypervisor虛擬為多台邏輯計算機的技術,這些邏輯計算機又被稱為虛擬機(VM,Virtual Machine),每台虛擬機都擁有獨立的「硬體」。雖然你可以在虛擬機的操作系統中看到這些「硬體」,不過它們並不是真實存在的,而是通過hypervisor將物理機的硬體虛擬而來。虛擬機手毀運行時,虛擬機硬體的工作實際是由物理機的硬體完成的。


hypervisor又被稱為虛擬機監視器(VMM,Virtual Machine Monitor),是實簡薯凳現物理機虛擬為虛擬機的操作系統或者軟體,它為虛擬機提供虛擬的硬體資源,負責管理和分配這些資源,並確保上層虛擬機之間的相互隔離。hypervisor有兩種類型:一種是操作系統,直接安裝在物理機上;另一種是應用程序,需要先在物理機上安裝操作系統,再在操作系統中安裝hypervisor。

❷ 虛擬化技術有哪些

    1. 各種虛擬化技術
      1. 伺服器虛擬化
        1. 物理資源抽象成邏輯資源
        2. 一台伺服器變成多台,相互獨立的虛擬伺服器
        3. 不局限物理的界限
        4. 讓硬體變成動態管理的資源池
        5. 提高利用率,簡化系統管理
      2. 桌面虛擬化
        1. 將計算機的終端系統進行虛擬化
        2. 達到桌面使用的安全性和靈活性
        3. 任何設備時間地方都能通過網路訪問屬於個人的桌面系統
        4. 並非本地操作系統提供的桌面
      3. 應用程序虛擬化
        1. 將應用程序與操作系統解耦
        2. 為應用程序提供了一個虛擬的環境(可執行文件+運行環境)
        3. 本質是把應用程序對底層的系統和硬體的依賴抽象出來,可以解決程序版本不兼容的問題
        4. 也在後台的數據中心裏面
      4. 存儲虛擬化
        1. 將異構的存儲資源組成一個巨大的存儲池
        2. 對於用戶,透明化了底層的磁碟磁帶,直接使用存儲資源即可
        3. 管理變得方便,根據需要把存儲資源分配給各個應用
      5. 網路虛擬化
        1. 一個物理網路支持多個邏輯網路
        2. 保留了網路設計中原有的層次結構、數據通道和所能提供的服務
        3. 使得最終用戶的體驗和獨享物理網路一樣
        4. 提高了網路資源的利用率
    2. 虛擬化技術的兩種類型
      1. Type1:直接在物理硬體上運行,它控制硬體並管理虛擬機,又叫裸機虛擬機管理程序
        1. Linux KVM:開源的虛擬化平台,是為x86機器開發的基於內核的虛擬機,將Linux內核轉變成虛擬機管理程序,因此虛擬機可以直接訪問硬體,是一種全虛擬化的裸機虛擬化技術。
        2. Vmware ESXi:直接安裝在底層物理硬體上的全虛擬化技術

❸ 虛擬化技術介紹

虛擬化(Virtualization)技術最早出現在20世紀60年代的IBM大型機系統,在70年代的System 370系列中逐漸流行起來。這些機器通過一種叫虛擬機監控器(Virtual Machine Monitor,VMM)的程序在物理硬體之上生成許多可以運行獨立操作系統軟體的虛擬機(Virtual Machine)實例。
隨著近年計算機技術的進步,無論是伺服器市場、桌面市場,還是嵌入式市場,處理器的頻率和核心數目都出現了巨大的進步,從而帶來了處理能力的迅速增長,使得虛擬化技術再次迅速發展起來,並從最初的的 裸機虛擬化 技術開始,演化出 主機虛擬化 混合虛擬化 等更復雜的虛擬化模型,並在此基礎山發展出了當下最熱門的 雲虛擬化 技術,極大地降低了IT成本,增強了系統的安全性,可靠性和擴展性。

在計算機領域,虛擬化是一個廣義的概念。簡而言之,虛擬化是指對計算機資源的抽象。虛擬機最初被Popek和Goldberg定義為物理機器的一個或多個隔離的有效復制[16]。J.E. Smith和RaviNair給出了一個更具體化的定義:虛擬機是通過在物理平台上添加的軟體給出的一個或多個不同的平台。一個虛擬機可以有一個操作系統和指令集,或者兩者都有,可以不同於底下的真實的硬體。

虛擬化技術的本質在於對計算機系統軟硬體資源的劃分和抽象。計算機系統的高度復雜性是通過各種層次的抽象來控制,每一層都通過層與層之間的介面對底層進行抽象,隱藏底層具體實現而向上層提供較簡單的介面。

計算機系統包括五個抽象層:硬體抽象層,指令集架構層,操作系統層,庫函數層和應用程序層。相應地,虛擬化可以在每個抽象層來實現。無論是在哪個抽象層實現,其本質都是一樣的,那就是它使用某些手段來管理分配底層資源,並將底層資源反映給上層。操作系統上傳統的進程模型就利用了虛擬化的思想,操作系統通過對物理內存的劃分和抽象,給每個進程呈現出遠超出物理內存空間的4G空間,並且使得每個進程實現了有效的隔離,從而一個進程的崩潰不會影響到其它進程的正常運行。

虛擬化平台是操作系統層虛擬化的實現。在系統虛擬化中,虛擬機(VM)是在一個硬體平台上模擬一個或者多個獨立的和實際底層硬體相同的執行環境。每個虛擬的執行環境裡面可以運行不同的操作系統,即客戶機操作系統(Guest OS)。Guest OS通過虛擬機監控器提供的抽象層來實現對物理資源的訪問和操作。目前存在各種各樣的虛擬機,但基本上所有虛擬機都基於"計算機硬體 + 虛擬機監視器(VMM)+ 客戶機操作系統(Guest OS)"的模型。

虛擬機監控器是計算機硬體和Guest OS之間的一個抽象層,它運行在最高特權級,負責將底層硬體資源加以抽象,提供給上層運行的多個虛擬機使用,並且為上層的虛擬機提供多個隔離的執行環境,使得每個虛擬機都以為自己在獨占整個計算機資源。虛擬機監控器可以將運行在不同物理機器上的操作系統和應用程序合並到同一台物理機器上運行,減少了管理成本和能源損耗,並且便於系統的遷移。

根據虛擬機監視器在虛擬化平台中的位置,可以將其分為以下3種模型:

虛擬機監視器採用的虛擬化技術分為以下4種:

嵌入式系統是虛擬化技術的新方向和重要分支。
嵌入式處理器的迅速發展使得嵌入式系統在更多方面得到了廣泛的應用。而嵌入式設備應用的普及導致其對軟硬體的需求也越來越高。硬體體現在不斷增強的計算能力和多種多樣的外部設備,軟體體現在愈加復雜的新功能特性。這些問題導致嵌入式開發變得復雜和軟體維護成本的增加。原來的SMP和AMP等多核操作系統方案無法滿足安全隔離、硬體資源分配和復用等日益復雜的要求。因此,伺服器和桌面系統上的虛擬化技術被引入了嵌入式操作系統領域,並藉助於硬體輔助虛擬化技術,解決了虛擬化技術帶來的便利性與嵌入式系統得實時性要求之間的矛盾,使得以Linux KVM、Xen等嵌入式虛擬化平台得到了迅速發展。

虛擬化平台在硬體和操作系統之間引入了一個新的抽象層次,稱為虛擬機監控器(Virtual Machine Monitor,簡稱VMM),由它接管所有的硬體,並管理運行其上的所有虛擬機(Virtual Machine,簡稱VM),而每個虛擬機中可以運行各自的操作系統。

虛擬化的優點在於實現了資源的重用,使得一個物理平台上面可以同時運行多個不同的操作系統。通過利用系統虛擬化技術,可以在嵌入式設備中同時運行實時操作系統和通用操作系統,分別發揮各自的優勢——實時操作系統處理實時任務,通用操作系統提供豐富的應用程序,它們彼此分工協作,發揮各自的優勢,同時滿足各種不同的需求。

但與此同時,虛擬化平台技術也引入了新問題。不少嵌入式系統對實時性能都有比較高的要求,而虛擬機與虛擬機監控器間的切換導致處理器操作模式的切換和上下文的切換,會增加系統的響應時間,從而增加實時系統的時間不確定性,影響了實時系統的性能。虛擬機對運行於其上的應用程序的隔離又增加了虛擬機監控器的精確調度的難度,目前的虛擬機監控器也只能基於虛擬機的優先順序或者時間片分配而進行粗粒度的調度。此外,現存的虛擬化平台技術主要基於X86等通用計算機平台,對ARM、MIPS等嵌入式處理器支持不夠,在功能性和穩定性上都有所缺失。

綜上所述,虛擬化可以解決嵌入式系統目前面臨的不少問題,帶來很多方便,但由於現存虛擬化解決方案(如KVM和XEN)在設計之初並沒有考慮嵌入式系統的特殊需求,從導致功能性、實時性、穩定性都有所缺失。

❹ 常見的虛擬化技術

虛擬化技術和分區(Partition)技術是緊密結合在一起,從60年代Unix誕生起,虛擬化技術和分區技術就開始了發展,並且經歷了從「硬體分區」->「虛擬機」->「准虛擬機」->「虛擬操作系統」的發展歷程。最早的分區技術誕生自人們想提升大型主機利用率需求。比如在金融、科學等領域,大型Unix伺服器通 常價值數千萬乃至上億元,但是實際使用中多個部門卻不能很好的共享其計算能力,常導致需要計算的部門無法獲得計算能力,而不需要大量計算能力的部門佔有了 過多的資源。這個時候分區技術出現了,它可以將一台大型伺服器分割成若干分區,分別提供給生產部門、測試部門、研發部門以及其他部門。
幾種常見的虛擬化技術代表產品如下:
類型
代表產品
硬體分區
IBM/HP等大型機硬體分區技術
虛擬機 (Virtual Machine Monitor)
EMC VMware Mircosoft Virtual PC/Server Parallels
准虛擬機 (Para-Virtualization)
Xen Project
虛擬操作系統 (OS Virtualization)
SWsoft Virtuozzo/OpenVZ Project Sun Solaris Container
HP vSE FreeBSD Jail
Linux Vserver
硬體分區技術
硬體資源被劃分成數個分區,每個分區享有獨立的CPU、內存,並安裝獨立的操作系統。在一台伺服器上,存在有多個系統實例,同時啟動了多個操作系統。這種分區方法的主要缺點是缺乏很好的靈活性,不能對資源做出有效調配。隨著技術的進步,現在對於資源劃分的顆粒已經遠遠提升,例如在IBM AIX系統上,對CPU資源的劃分顆粒可以達到0.1個CPU。這種分區方式,在目前的金融領域,比如在銀行信息中心得到了廣泛採用。

虛擬機技術
在虛擬機技術(Virtual Machine Monitor)中,不再對底層的硬體資源進行劃分,而是部署一個統一的Host系統。在Host系統上,加裝了Virtual Machine Monitor,虛擬層作為應用級別的軟體而存在,不涉及操作系統內核。虛擬層會給每個虛擬機模擬一套獨立的硬體設備,包含CPU、內存、主板、顯卡、網卡等硬體資源,在其上安裝所謂的Guest操作系統。最終用戶的應用程序,運行在Guest操作系統中。

這種虛擬機運行的方式有一定的優點,比如能在一個節點上安裝多個不同類型的操作系統;但缺點也非常明顯,虛擬硬體設備要消耗資源,大量代碼需要被翻譯執 行,造成了性能的損耗,使其更合適用於實驗室等特殊環境。其代表產品有EMC旗下的VMware系列、微軟旗下的Virtual PC/Server系列等。

准虛擬機技術
為了改善虛擬機技術(Virtual Machine Monitor)的性能,一種新的准虛擬化技術(Para-Virtualizion)技術誕生了。這種虛擬技術以Xen為代表,其特點是修改操作系統的 內核,加入一個Xen Hypervisor層。它允許安裝在同一硬體設備上的多個系統可以同時啟動,由Xen Hypervisor來進行資源調配。

在這種虛擬環境下,依然需要模擬硬體設備,安裝Guest操作系統,並且還需要修改操作系統的內核。Xen相對於傳統的Virtual Machine Monitor,性能稍有提高,但並不十分顯著。為了進一步提高性能,Intel和AMD分別開發了VT和Pacifica虛擬技術,將虛擬指令加入到了 CPU中。使用了CPU支持的硬體虛擬技術,將不再需要修改操作系統內核,而是由CPU指令集進行相應的轉換操作。

操作系統虛擬化技術
最新的虛擬化技術已經發展到了操作系統虛擬化,以SWsoft的Virtuozzo/OpenVZ和Sun基 於Solaris平台的Container技術為代表,其中Virtuozzo是商業解決方案,而OpenVZ是以Virtuozzo為基礎的開源項目。 他們的特點是一個單一的節點運行著唯一的操作系統實例。通過在這個系統上加裝虛擬化平台,可以將系統劃分成多個獨立隔離的容器,每個容器是一個虛擬的操作 系統,被稱為虛擬環境(即VE,Virtual Environment),也被稱為虛擬專用伺服器(即VPS,Virtual Private Server)。

在操作系統虛擬化技術中,每個節點上只有唯一的系統內核,不虛擬任何硬體設備。此外,多個虛擬環境以模板的方式共享一個文件系統,性能得以大幅度提升。在生產環境中,一台伺服器可根據環境需要,運行一個VE/VPS,或者運行上百個VE/VPS。所以,操作系統虛擬化技術是面向生產環境、商業運行環境的技術。
表:常見虛擬化技術對比
從最早的硬體分區到現階段的虛擬機和虛擬操作系統,虛擬化技術已經發展了好幾代,不同的技術路線也帶來了不同的優劣勢。選擇什麼樣的技術和產品,用戶還是應該結合自身的預算和應用實踐來決策。(本文作者系SWsoft中國首席工程師)

❺ 操作系統虛擬化架構的典型產品

VMware:vSphere4VMware的虛擬化產品包括vSphere等一系列數據中心虛擬化產品以及vCenter等一系列應用程序和基礎架構管理工具
,可以幫助企業以一種漸進的、非破壞性的方式實現雲計算,獲得高效、靈活、可靠的「IT即服務」。其中的vSphere4是業界首款雲操作系統,能夠聚合和全面管理大型基礎架構資源池,包括處理器、存儲和網路等,使其成為一種無縫、靈活、動態的操作環境。無論是企業當前的應用還是下一代的應用,都能在vSphere4之上更高效地運行並確保服務水平。而vCenter能夠幫助客戶大幅度提高數據中心的運行效率,獲得更強的控制服務水平和更高的靈活性。除伺服器虛擬化產品外,VMware還提供VMwareView、VMwareWorkstation等一系列桌面虛擬化產品,VMwareView產品組合可讓IT人員在數據中心管理虛擬桌面,終端用戶可以在任何位置的任何設備上使用他們熟悉的個性化環境,並通過一個單穗纖察一的視圖查看所有應用程序和數據,從數據中心更加靈活、可靠、高效和安全地管理桌面和應用程序。而VMwareWorkstation則面向開發、測試、部署及支持軟體的專業人員,它提供快速配置及重新設置功能,能模擬出多種應用環境,從而允許用戶在自己偏愛的操作系統上運行任何應用程序。最新版本的VMwareWorkstation6.5具備諸多革命性的新功能,包括在不同虛擬機上的窗口之間無縫切換、支持DirectX三維圖形以及利用虛擬機的錄制與回放功能進行開猜茄創性調試工具。移動虛擬化是VMware正在不斷擴展的新的虛擬化應用領域,2008年底推出的移動虛擬化平台(MVP),開拓性地將虛擬化技術及已獲證明的諸多虛擬化技術應用好處引入到手機上。思傑:CitrixDesliveryCenter思傑交付中心(CitrixDeliveryCenter)通過集中化管理和交付各種應用和桌面,將IT轉變成一種按需提供的服務。思傑交付中心通過網路優化與端到端的虛擬化技術(包括應用、桌面、伺服器虛擬化技術)讓用戶不管身處何地都可獲得最佳的應用性能,從而更高效地工作。思傑交付中心包含以下組件:
CitrixXenApp:一種Windows應用交付系統,可在數據中心集中管理應用,並將應用作為按需服務交付給使用任何設備的各地用戶。豎祥XenApp將應用管理成本降低了高達48%,改善了IT將應用交付給分布式用戶時的響應度,並增強了應用和數據的安全性。
CitrixXenDesktop:一種桌面虛擬化系統,可在數據中心集中管理桌面的生命周期,從而可集中管理桌面,並將桌面作為一種服務交付給各地用戶,同時還可將桌面TCO降低高達40%,並增強數據安全性。
CitrixXenServer:一種開放的、功能強大的伺服器虛擬化系統,可將靜態的、復雜的數據中心環境轉變成更為動態的、更易於管理的伺服器工作負載交付中心,從而大大降低數據中心的運營成本。基於開源Xen系統管理程序,XenServer提供了安全的、成熟的伺服器虛擬化平台,實現了接近裸機的性能。

❻ 為了支持多任務處理操作系統採用什麼技術

為了支持多任務處理操作系統採用的是被稱猛爛為虛擬機(VirtualMachine)的技術。多任務操作系統,在它內部允許有多個任務同時運行,多任務操作系統採用的是被稱為虛擬機技術。所謂虛擬機實際上指的是由Windows在內存中創建的邏輯機器明高,由它來運激知尺行應用程序。

❼ 什麼是虛擬化技術虛擬化技術有哪些分類和方法

要了解詳情,請加我的號,或照片上有我的照片,我們私聊。x0dx0a 可以免費試用的哦!!!!!!!!!x0dx0a自從虛擬化提出以後,至今虛擬化技術分類有很多,方法也有很多,下面來一起了解下什麼是虛擬化技術,及分類和方法。x0dx0a 當今發達國家在設計、製造、加工技術等方面已經達到相當自動化的水平,其產品設計普遍採用CAD、CAM、CAE和計算機模擬等手段,企業管理也已採用了科學的規范化的管理方法和手段,目前其主要從製造系統自動化方面尋找出路,為此提出了一系列新的製造系統,如敏捷製造、並行工程、計算機集成製造系統等。近些年,從虛擬機的大量部署到成功案例逐漸涌現,越來越多的製造企業開始關注虛擬化技術給優化IT基礎架構,推動業務創新帶來的啟發,希望將其與業務相結合,找到掌握新技術、革新先進製造系統和先進製造模式的方法。虛擬化目前應用於製造業信息化主要體現在IT整合和節約成本,在其他方面很少,而實際上由於虛擬化技術的特點,其應用價值可以在遠程辦公、虛擬製造、工業控制等製造業相關領域都能得到體現。本文主要對虛擬化技術及其在製造業的應用現狀進行綜述,提出虛擬化在製造業的應用框架,為相關人員提供該領域的應用研究進展與發展趨勢方面的介紹。x0dx0a 1 虛擬化技術x0dx0a 虛擬化是指為運行的程序或軟體營造它所需要的執行環境,在採用虛擬化技術後,程序或軟體的運行不再獨享底層的物理計算資源,它只是運行在一個完全相同的物理計算資源中,而底層的影響可能與之前所運行的計算機結構完全不同。虛擬化的主要目的是對IT基礎設施和資源管理方式的簡化。虛擬化的消費者可以是最終用戶、應用程序、操作系統、訪問資源或與資源交互相關的其他服務。由於虛擬化能降低消費者與資源之間的耦合程度,消費者不再依賴於資源的特定實現,因此在對消費者的管理工作影響最小的基礎上,可以通過手工、半自動、或者服務級協定(SLA)等來實現對資源的管理。x0dx0a 1.1 虛擬化的分類x0dx0a 從虛擬化的目的來看,虛擬化技術主要分為以下幾個大類:x0dx0a (1)平台虛擬化(Platform Virtualization),它是針對計算機和操作系統的虛擬化,又分成伺服器虛擬化和桌面虛擬化。伺服器虛擬化是一種通過區分資源的優先次序,並將伺服器資源分配給最需要它們的工作負載的虛擬化模式,它通過減少為單個工作負載峰值而儲備的資源來簡化管理和提高效率。桌面虛擬化是為提高人對計算機的操控力,降低計算機使用的復雜性,為用戶提供更加方便適用的使用環境的一種虛擬化模式。平台虛擬化主要通過CPU虛擬化、內存虛擬化猜猜和I/O介面虛擬化來實現。x0dx0a (2)資源虛擬化(Resource Virtualization),針對特定的計算資源進行的虛擬化,例如,存儲虛擬化、網路資源虛擬化等。存儲虛擬化是指把操作系統有機地分布於若干內外存儲器,兩者結合成為虛擬存儲器。網路資源虛擬化最典型的是網格計算,網格計算通過使用虛擬化技術來管理網路上的數據,並在邏輯上將其作為一個系統呈現給消費者,它動態地提供了符賀兆氏合用戶和應用程序需求的資源,同時還將提供對基礎設施的共享和訪問的簡化。當前,有些研究人員提出利用軟體代理技術來實現計算網路空間資源的虛擬化,如Gaia,Net Chaser[21],Spatial Agent。x0dx0a (3)應用程序虛擬化(Application Virtualization),它包括模擬、模擬、解釋技術等。Java 虛擬機是典型的在應用層進行虛擬化。基於應用層的虛擬化技術,通過保存用戶的個性化計算環境的配置信息,可以實現在任意計算機上重現用戶的個性化計算環境。服務虛擬化是近年研究的一個熱點,服務虛擬化可以使業務用戶能按需快速構建應用的需求,通過服務聚合,可屏蔽服務資源使用的復雜性,使用戶更易於直接將業務需求映射到虛擬化的服務資源。現代軟體體系結構及其配置的復雜性阻礙了軟體開發生命周期,通過在應用層建立虛擬化的模型,可以提供最佳開發測試和運行環境。x0dx0a (4)表示層虛擬化。在應用上與應用程序虛擬化禪散類似,所不同的是表示層虛擬化中的應用程序運行在伺服器上,客戶機只顯示應用程序的UI界面和用戶操作。表示層虛擬化軟體主要有微軟的Windows 遠程桌面(包括終端服務)、Citrix Metaframe Presentation Server和Symantec PcAnywhere等。x0dx0a 1.2 虛擬化的方法x0dx0a 通常所說的虛擬化主要是指平台虛擬化,它通過控製程序隱藏計算平台的實際物理特性,為用戶提供抽象的、統一的、模擬的計算環境。通常虛擬化可以通過指令級虛擬化和系統級虛擬化來實現。x0dx0a 1.2.1 指令級虛擬化方法x0dx0a 在指令集層次上實現虛擬化,即將某個硬體平台上的二進制代碼轉換為另一個平台上的二進制代碼,實現不同指令集間的兼容,也被稱作「二進制翻譯」。二進制翻譯是通過模擬來實現的,即在一個具有某種介面和功能的系統上實現另一種與之具有不同介面和功能的系統。二進制翻譯的軟體方式,它可以有3 種方式實現:解釋執行、靜態翻譯、動態翻譯。x0dx0a 近年來,最新的二進制翻譯系統的研究主要在運行時編譯、自適應優化方面,由於動態翻譯和執行過程的時間開銷主要包括四部分:即磁碟訪問開銷、存儲訪問開銷、翻譯和優化開銷、目標代碼的執行開銷,所以要提高二進制翻譯系統的效率主要應減少後3個方面的開銷。目前典型的二進制翻譯系統主要有Daisy/BOA、Crusoe、Aeries、IA-32EL、Dynamo 動態優化系統和JIT編譯技術等。x0dx0a 1.2.2 系統級虛擬化方法x0dx0a 系統虛擬化是在一台物理機上虛擬出多個虛擬機。從系統架構看,虛擬機監控器(VMM)是整個虛擬機系統的核心,它承擔了資源的調度、分配和管理,保證多個虛擬機能夠相互隔離的同時運行多個客戶操作系統。系統級虛擬化要通過CPU虛擬化、內存虛擬化和I/O虛擬化實現。x0dx0a (1)CPU虛擬化x0dx0a CPU虛擬化為每個虛擬機提供一個或多個虛擬CPU,多個虛擬CPU分時復用物理CPU,任意時刻一個物理CPU只能被一個虛擬CPU使用。VMM必須為各虛擬CPU合理分配時間片並維護所有虛擬CPU的狀態,當一個虛擬CPU的時間片用完需要切換時,要保存當前虛擬CPU的狀態,將被調度的虛擬CPU的狀態載入物理CPU。X86 的CPU虛擬化方法主要有:二進制代碼動態翻譯(dynamic binary translation)、半虛擬化(para-virtualization)和預虛擬化技術。為了彌補處理器的虛擬化缺陷,現有的虛擬機系統都採用硬體輔助虛擬化技術。CPU虛擬化需要解決的問題是:①虛擬CPU的正確運行,虛擬CPU正確運行的關鍵是保證虛擬機指令正確執行,各虛擬機之間不互相影響,即指令的執行結果不改變其他虛擬機的狀態,目前主要是通過模擬執行和監控運行;②虛擬CPU的調度。虛擬CPU的調度是指由VMM決定當前哪一個虛擬CPU實際在物理CPU上運行,保證虛擬機之間的隔離性、虛擬CPU的性能、調度的公平。虛擬機環境的調度需求是要充分利用CPU資源、支持精確的CPU分配、性能隔離、考慮虛擬機之間的不對等、考慮虛擬機之間的依賴。常見的CPU調度演算法有BVT、SEDF、CB等。x0dx0a (2)內存虛擬化x0dx0a VMM通常採用分塊共享的思想來虛擬計算機的物理內存。VMM將機器的內存分配給各個虛擬機,並維護機器內存和虛擬機內存之間的映射關系,這些內存在虛擬機看來是一段從地址0 開始的、連續的物理地址空間。在進行內存虛擬化後,內存地址將有機器地址、偽物理地址和虛擬地址三種地址。在X86 的內存定址機制中,VMM能夠以頁面為單位建立虛擬地址到機器地址的映射關系,並利用頁面許可權設置實現不同虛擬機間內存的隔離和保護。為了提高地址轉換的性能,X86 處理器中加入TLB,緩存已經轉換過的虛擬地址,在每次虛擬地址空間切換時,硬體自動完成切塊TLB。為了實現虛擬地址到物理地址的高效轉換,通常採取復合映射的思想,通過MMU半虛擬化和影子頁表來實現頁表的虛擬化。虛擬機監控器的數據不能被虛擬機訪問,因此需要一種隔離機制,這種隔離機制主要通過修改客戶操作系統或段保護來實現。內存虛擬化的優化機制,包括按需取頁、虛擬存儲、內存共享等。x0dx0a (3)I/O虛擬化x0dx0a 由於I/O設備具有異構性強,內部狀態不易控制等特點,VMM系統針對I/O設備虛擬化有全虛擬化、半虛擬化、軟體模擬和直接I/O訪問等設計思路。近年來,更多的學者將I/O虛擬化的研究放在共享的網路設備虛擬化研究,提出將IOVM結構映射到多核心伺服器平台。I/O設備除了增加吞吐量和固有的並行數據流、聯系串列特性以及基於分組的協議外,還應該考慮到傳統的PCI 兼容的PCI Express的硬體,建立相應的匯流排適配器,以彌補象單一主機無專門的驅動程序時的需要。有些研究人員專注於外存儲虛擬化的研究,提出讓存儲虛擬化系統上的SCSI目標模擬器運行在SAN上,存儲動態的目標主機的物理信息,並使用映射表方法來修改SCSI命令地址,使用點陣圖的技術來管理可用空間等思想。存儲虛擬化系統應提供諸如邏輯卷大小、各種功能、數據鏡像和快照,並兼容集群主機和多個操作系統。由於外存儲虛擬化能全面提升存儲區域網路的服務質量,而帶外虛擬化與帶內虛擬化相比具有性能高和擴展性好等優點,通過運用按序操作、Redo日誌以及日誌完整性鑒別,設計基於關系模型的磁碟上虛擬化元數據組織方式,可以形成一致持久的帶外虛擬化系統。x0dx0a 1.3 虛擬化的管理x0dx0a 虛擬化的管理主要指多虛擬機系統的管理,多虛擬機系統是指在對多計算系統資源抽象表示的基礎上,按照自己的資源配置構建虛擬計算系統,其主要包括虛擬機的動態遷移技術和虛擬機的管理技術。x0dx0a (1)虛擬機之間的遷移x0dx0a 將虛擬化作為一種手段管理現有的資源和加強其在網路計算的利用率,通過構建分布式可重構的虛擬機,必要時在物理伺服器運行時遷移服務。通過移動代理技術、分布式虛擬機等提高資源利用率和服務可用性,通過尋找服務最優的策略在可重構和分布式虛擬機上遷移。為了將虛擬機運行的操作系統與應用程序從一個物理結點遷移到另外一個運行結點,同時保持客戶操作系統和應用程序不受干擾,有些研究者提出以數據為中心的可遷移的虛擬運行環境,使得用戶操作環境實現異地遷移、無縫重構;x0dx0a 也有研究人員提出程序執行環境的動態按需配置機制。在跨物理伺服器遷移虛擬機,進行自動化的虛擬伺服器的管理,必須考慮高層次的服務質量要求和資源管理成本。有些研究人員提出了通過管理程序控制的方法,以支持移動IP的實時遷移虛擬機在網路上,使虛擬機實時遷移其分布計算資源,從而改善遷移性能,降低網路恢復延遲,提供高可靠性和容錯。有些研究機構通過設計一個通用的硬體抽象層,實現多個虛擬機的移植,具有高效率執行環境中的移動設備。虛擬機的遷移步驟一般有啟動遷移、內存遷移、凍結虛擬機、虛擬機恢復執行。x0dx0a (2)虛擬機的管理x0dx0a 對於多虛擬機來說,一個非常重要的方面是減少用戶對動態的和復雜的物理設備的管理和維護,通過軟體和工具來實現任務管理。當前典型的多虛擬機伺服器管理軟體是Virtual Infrastructure,它通過Virtual Center管理伺服器的虛擬機池,通過VMotion完成虛擬機的遷移,通過VMFS管理多虛擬機文件系統。其次,Parallax 是針對Xen 的多虛擬機管理器,它通過採用消除寫共享,增強客戶端的緩存等方式並利用模板映像來建立整個系統;同時使用快照(snapshot)以及寫時復制(-on-write)機制來實現塊級共享,並使用副本來保證可用性。虛擬機監控器直接控制parallax 使用的物理盤,它們運行物理設備驅動器,並給虛擬磁碟鏡像VDI 的本地虛擬機提供一個普通的塊介面。x0dx0a 2 虛擬化在製造業信息化中的應用x0dx0a 2.1 虛擬化在製造業信息化中的應用框架x0dx0a 當今製造業正朝著精密化、自動化、柔性化、集成化、網路化、信息化和智能化的方向發展,在這種趨勢下,誕生了許多先進製造技術和先進製造模式。這些先進製造技術和先進製造模式要求現有的IT基礎設施能提供更高的計算服務水平,因此在製造業信息化中,需要建立以虛擬化為導向的資源分配體系結構,提供客戶驅動的服務管理和計算風險管理,維持以服務水平協議(SLA)為導向的資源分配體系。虛擬化在製造業信息化中主要用於集中IT管理、應用整合、工業控制、虛擬製造等。x0dx0a 處在最底層的是製造業企業的虛擬計算資源池(VirtualCluster),它由多台物理伺服器(PhysicsMachine)形成,各物理伺服器上運行著虛擬化軟體(VMM),虛擬化軟體上運行著完成各種任務需求的虛擬機,虛擬計算資源池的虛擬化管理軟體(VMS)為IT環境提供集中化、操作自動化、資源優化的功能,可以快速部署向導和虛擬機模板。虛擬計算資源池中的虛擬機將不同類型的客戶操作系統(Guest OS)和運行其上的數據層、服務層應用程序(App)封裝在一起,形成一個企業協同設計製造的完整系統,為表示層的用戶提供多種形態的數據處理和顯示功能。在圖1 的框架中,虛擬計算資源池的動態資源調度(DRS)模塊可以跨越物理機不間斷地監控資源利用率,並根據反映業務需要和不斷變化的優先順序的預定規則,在多個虛擬機之間分配可用資源。在製造業信息化中,集中IT管理、應用整合、工業控制、虛擬製造等多種應用需求都將以各種服務的形式被封裝到了虛擬機中,例如製造任務協同服務、資源管理服務、信息訪問服務、WWW服務、工業控制服務、應用系統集成服務、數據管理服務、高效能計算服務、工具集服務等;同時支撐所有應用需求的資料庫也被封裝到了虛擬機中,例如企業模型資料庫、製造資源資料庫、產品模型資料庫、專業知識資料庫、用戶信息資料庫等。虛擬化特有的優點使它能確保所有虛擬機中的關鍵業務連續可靠地運行。x0dx0a 2.2 虛擬化在製造業信息化應用框架中的作用x0dx0a 虛擬化在製造業信息化中的應用主要有:

❽ 虛擬化技術是什麼

英特爾虛擬化技術(IVT,Intel Virtualization Technology)是由英特爾開發的一種虛擬化技術,利用IVT可以對在系統上的客操作系統,通過虛擬機查看器(VMM,Virtual Machine Monitor)來虛擬一套硬體設備,以供客操作系統使用。這些漏團擾技術以往在VMware與Virtual PC上都通過軟體實現,而通過IVT的硬體支返旦持可以加速此類軟體的進行。

(8)操作系統有哪些虛擬技術擴展閱讀:

英特爾虛擬化技術是在2005年春季英特爾信息技術峰會時由官方發布的。IVT在特定的型號為6x1與6x2的奔騰4,[2]型號為9x0的奔騰D,[3]型號為3xxx/5xxx/7xxx的至強,除T2300E與T2x50外的酷睿雙核或亂[4]以及酷睿2雙核[5](除T52x0,T5300,T54x0,步進為「B2」的T5500以及所有的E2xx0,E4x00與E8190的型號外)處理器中可用。在一些操作中,對IVT的支持可能在固件中被關閉;可以通過在特性控制的Model-specific register(MSR)中檢查VMX標志是否為啟用,來確定這一點。

❾ 操作系統問題

操作系統可以使用虛擬技術來實現文件管理。滲搜雀

虛擬技術是指操作系統通過軟體來模擬硬體資源,從而使用戶可以感覺不到軟體和硬體的界限。操作系統使用虛擬技術可以實現文件管理的方法如下:

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