本系列开端构思有五篇文章，首要分析网络虚拟化，存储虚拟化，效劳器虚拟化，表明层虚拟化和运用虚拟化。先从咱们大多数人较了解和常用的效劳器虚拟化开端。 这里所说的效劳器虚拟化，包含效劳器操作体系的虚拟化，也包含工作娱乐操作体系的虚拟化（故有的文章或厂家也有桌面虚拟化这一称号），说白了就是对各种操作体系的虚拟化，咱们用户运用到的虚拟机（VM，Virtual Machine）。 一、 http://www.6699ysk.info/linked/20130309.do 云核算 在议论虚拟化之前，却有必要阐明一下云核算。 云核算，这个名词如今已是大红大紫，但现在还没有威望的具体的界说。我重复查找材料，看到美国国家技能和规范研究院（NIST）有一个界说供参阅。 “云核算是一个供给快捷的可通过网络拜访一个可定制的核算资源池的效劳形式（核算资源包含存储，网络，效劳器，运用和开发等）；这些资源能够疾速布置，并只需求很少的办理工作或与效劳供货商很少的交互。” 上面一段话了解起来有点艰深不流畅，在这里我仅罗列云核算的一些特色，（我自己了解的云核算）具有如下一些特色： 资源池化 按需运用 自助效劳 虚拟化和网络化 高功率和低能耗 可扩大和可衡量 恣意设备和快捷拜访 尽管当时业界对云核算没有完好威望界说，但当今云核算的具体效劳形式，却清楚明了的有以下三种方法： 根底设施即效劳 Infrastructure as a Service，IaaS 渠道即效劳 Platform as a Service，PaaS 软件即效劳 Software as a Service，SaaS 我说了这么多废话，咱们如同也没看出与今日要讨论的虚拟化有多大联系，诸位且慢，请看下图一所示。 图一、虚拟化与云核算架构 可见虚拟化是云核算的根底，离开了虚拟化，能够说云核算必定成了无源之水无本之木。 二、虚拟化 那啥是虚拟化呢？较学术的解说如下： “一种对不一样核算资源进行阻隔、去耦合的进程。” 照我的了解，就是完结软件与硬件无关（也能够说是把硬件规范化），这样就到达操作体系和软件资源可在不一样物理硬件之间移动和运转的意图。 三、虚拟化架构 当今用于效劳器虚拟化的体系架构，归纳起来能够说有如下图二所示的三种： 图二、常见的三种虚拟化架构 这里边涉及到一个叫VMM的层，咱们称其为虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor），它首要是完结多个独立实例同享同一底层硬件资源。 最左面的，能够叫程序虚拟化，常见的就是Java虚拟机，它阻隔特别进程，为其发明运转环境，到达与操作体系无关，程序不用为特定的操作体系或硬件编写。 中心的这种，咱们能够说是混合虚拟化，就是在操作体系底层(Ring0)参加相应驱动，但还与操作体系运用层(Ring3)有交互，也就是说虚拟化办理层是运转在主机操作体系之上，依托主机操作体系来模仿硬件设备，以便在其上运转虚机，其长处是对物理硬件需求低，可是功用相对差。常见的比如有微软的Virtual PC/VirtualServer；VMware的VMware Workstation/VMware Server；VirtualBox等。 最右边的，能够说是真实的虚拟化，有的称其为裸金属架构。他是直接在硬件上跑虚拟化办理层，其长处是功用比拟好。裸金属架构的虚拟化办理层，通常叫做Hypervisor，它通常运转在Ring1层（进一步解说见下一段落）。常见的有VMware ESX Server，微软的Hyper-V（微软2003年收买Connectix后取得的技能发展而来），思杰的XenServer(源于英国剑桥大学核算机实验室开发的一个Xen虚拟化开源项目)。 该体系架构开始有牛哄哄的IBM于上世纪60年代描绘，首要是用于大型机的。事实上要完结虚拟化，还得处置器硬件撑持。x86 处置器有 4 个特权等级，Ring 0 ~ Ring 3，只要运转在 Ring 0 ~ 2 级时，处置器才能够拜访特权资源或履行特权指令；运转在 Ring 0 级时，处置器能够拜访一切的特权状况。x86 渠道上的操作体系通常只运用 Ring 0 和 Ring 3 这两个等级，操作体系运转在 Ring 0 级，用户进程运转在 Ring 3 级。为了防止宾客操作体系控制体系资源，Hypervisor不得不下降本身的运转等级，通常运转在 Ring 1级（Ring 2 不运用）。x86处置器硬件起先并不带有虚拟化功用（首要就是完结Hypervisor运转在 Ring 1级），在2005年与2006年，英特尔与AMD别离在它们的x86架构上完结和硬件撑持虚拟化。 四、裸金属架构的差异 如上所述，即使是裸金属架构的虚拟化，它也有一个VMM的层，通常又叫做Hypervisor，而且通常运转在Ring1层。首要代表有VMware ESX Server和微软的Hyper-V。但他们两家也还有一些不一样之处。如下图三所示。 图三、胖�虚拟化比拟 VMware ESX Server因为把底层物理硬件的驱动程序整合到Hypervisor办理层中，所以办理层显得比拟胖，咱们无妨称其为胖虚拟化。这种架构的功用较好，可是关于底层物理硬件的需求比拟高，兼容性和安全性的应战比拟高。 微软的Hyper-V，Hypervisor办理层仅用于办理CPU和内存，而不包含底层物理硬件的驱动程序，所以办理层显得比拟瘦，咱们无妨称其为瘦虚拟化。因为不包含硬件驱动，所以代码量比拟小，安全性更高、兼容性也非常好，可是当宿主操作体系（父分区）硬件资源有限时，能够会致使功率和用户体会不如胖虚拟化。为啥呢？请看下一章节分化。 五、Hyper-V分析 微软的Hyper-V架构如下图四所示。 图四、Hyper-V架构 Hyper-v架构关联术语 除了独立版别的Hyper-V效劳器之外，通常的微软Hyper-V都需求一个父分区，其间运转撑持Hyper-V的效劳器操作体系或桌面操作体系。 父分区中的虚拟化仓库能够直接拜访物理设备，通过父分区，能够创立子分区并在其间运转宾客操作体系（Guest Operating System，Guest OS），各个子分区的虚拟内存空间都是彼此独立的。Hypervisor层（图中Microsoft Hyper-V层）履行处置器中止。 子分区不能拜访其他任何物理资源，它们通过虚拟设备的方法来拜访硬件，关于虚拟设备的恳求，通过VMBus或许Hypervisor层来转到父分区，交由父分区代为处置。 在父分区运转的虚拟效劳端程序（VSP）通过VMBus处置来自子分区的设备恳求。在子分区中运转的虚拟效劳用户端（VSC）通过VMBus将恳求交给VSP来处置。这些操作的进程，对Guest OS来说，都是通明的。 VMBus：运转在物理机同享内存里的虚拟机高速总线，通过VMBus，子分区里的一切硬件恳求能够通过VMBus疾速的递交给父分区，然后由父分区来完结相应硬件的调用。它是撑持即插即用的总线，如在物理机里刺进的SCSI设备、网卡撑持VMBus的显卡。那么，安装在Hyper-v的虚拟机将会主动的加载挂载在VMBus里的相应硬件驱动，然后供虚拟机运用。 VSP:全称Virtual Services Provider即虚拟效劳供给程序，它是和VMBus关联的两个进程之一。它存在于父分区中，用来监听来自于VMBus数据的恳求，然后把这些恳求通过物理机里的I/O仓库直接转到相应的硬件驱动程序上参加Hypervisor直接交接到相应的设备上去。VSP它撑持多路复用技能，即能够监听来自多个物理机上多个虚拟机的硬件调用通讯，如物理机上只要一个显卡和对应的VSP，可是VSP能够处置来自多个虚拟机上的显卡的恳求。然后通过VMBus来进行相应转发。 VSC:全称Virtual Services Client即虚拟机效劳客户端，它是和VMBus关联的另一个进程。它存在于子分区中，用来监听虚拟机里运用程序对虚拟机里的I/O仓库所发送的设备恳求，让后把恳求变换为VMBus能够辨认的数据格式，让后再发送到VMBus上，最终再转发给相应的VSP,VSP再转给相应的硬件驱动。然后完结虚拟机上运用程序对硬件的调用。 VM Worker Process(工作者进程):用来和每个子分区（虚拟机）进行逐个绑定然后来进行虚拟机之间的阻隔。 WMI Provider(windows 办理接口供给程序):供给对虚拟机进行办理的windows办理接口。 VM Services(虚拟机效劳):虚拟机相对应的效劳进程。 HyperCall Adapter（虚拟设备）：撑持VMBus的设备。 Emulation（模仿设备）：不撑持VMBus的设备。 在Hyper-V的技能架构上，子分区分为三类： 1、运转Windows操作体系并有Hyper-V认识。 2、运转非Windows体系并有Hyper-V认识；即HyperCall Adapter（虚拟设备）：撑持VMBus的设备。 3、无Hyper-V认识，能够运转Windows或非Windows操作体系；即Emulation（模仿设备）：不自我克制VMBus的设备。 这三类分区的差异在于： 1类分区能够运用VSC和“Enlightenments”取得最佳的功用和悉数Hyper-V特性；通讯进程见如下图五所示。 图五、全Hyper-V认识 2类分区能够通过VSC和第三方驱动完结较高的功用和有些Hyper-V特性；通讯进程见如下图六所示。 图六、有些Hyper-V认识 3类分区只能通过模仿设备拜访硬件资源，功率较低；形成其功率低，首要是因为其模仿器功率低下，通讯进程见如下图七所示。 图七、无Hyper-V认识 啥叫Hyper-V认识？从当时微软给出的材料来看，通过“启蒙”（Enlightenments）的操作体系，能够和Hpyer-V结合度更高，取得最佳的功用和悉数Hpyer-V特性。这里自己觉得，“启蒙”的意义无非就是能否撑持Hyper-V的某些核心技能，还有就是撑持CPU等硬件的某些最新技能，如CPU撑持二级地址变换（ SLAT: Second Level Address Translation)。 六、写在最终 本文首先从云核算、虚拟化入手，分析了三种当今常见虚拟化技能架构，再别离描绘了裸金属架构下两种完结方法的优缺点，最终稍具体的分析了Hyper-V下的三种宾客体系状况。因作者自己的开发测验环境现已从Virtual PC/VMware Workstation转移到Windows8的Hyper-V下，作用极度完满，老是有人问及啥条件下才可尝鲜一把Windows8的Hyper-V，现写在下面，也算是结束。 软件方面： 除了主板BIOS有无敞开CPU虚拟化功用选项外；Windows8，要具有虚拟化，操作体系有必要是64位的专业版或企业版。 硬件方面： 1、 需求一个 64 位处置器； 2、CPU撑持虚拟化。包含虚拟化选项（具体来说是 Intel 虚拟化技能 (Intel VT) 或 AMD 虚拟化 (AMD-V) 技能）的处置器供给此功用。 3、硬件强迫施行的数据履行维护 (DEP) 有必要可用且已启用。具体地说就是，你有必要启用 Intel XD 位（履行禁用位）或 AMD NX 位（无履行位）。 4、CPU撑持二级地址变换（ SLAT: Second Level Address Translation）。 http://www.1111kp.info/linked/20130309.do
