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虚拟化技术简介
重庆普舒特科技发展有限公司
guochongzhong
2012.12.30
概要
本文主要从技术原理讲解虚拟化技术，至于虚拟化的好处，
大家可以从网上去了解
1
虚拟化技术分类
2
虚拟化技术介绍
3
Citrix XenServer产品简介
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虚拟化技术分类
应用虚拟化
类似于负载均衡及集群的概念
硬件虚拟化
指我们大多数理解的虚拟化，及服务器虚拟化
根据虚拟化架构：
寄居架构:
就是在操作系统之上安装和运行虚拟化程序，依赖于主机操作系统对设备的支
持和物理资源的管理;
裸金属架构:
就是直接在硬件上面安装虚拟化软件，再在其上安装操作系统和应用，依赖虚
拟层内核和服务器控制台进行管理。
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服务器虚拟化和CPU指令集简介
服务器虚拟化构造：
我们大致把服务器虚拟化分为三各部件：硬
件，Guest OS 和底层OS（VMM和
Hypervisor）
CUP指令集简介：
如下图，有PowerPC 和 SPARC的RISC
指令集和普通X86架构的CISC指令集等
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服务器虚拟化和CPU指令集简介
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硬件虚拟化
根据CPU虚拟化技术的不同可划分为以下几类：
CPU Full-Virtualization
CPU Para-Virtualizationtion
硬件辅助虚拟化HVM
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CPU Full-Virtualization
解决虚拟化的思路：
只改变 VMM（底层 OS），通过模拟或者扫描，或者翻译X86架构的
CPU中的CISC指令集,嵌入到Guest OS ，并模拟执行结果返回给VMM。
技术特点：
好处就是兼容性强，什么类型的CPU都兼容，不管是CISC指
令集和RICS指令集。缺点：过度消耗CPU运算资源，效率最低。
：代表产品
VMware Workstation 和 VirtualBox ，基本上不会用于服
务器之中。
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CPU Pata-Virtualization
解决虚拟化的思路：
修改 Guest OS系统的内核代码，代替17条问题敏感指令执行系统调用操作。
技术特点：
好处就是效率高，缺点：只能在linux上面做，window不可能让你去
修改它的内核。
代表产品
Xen Hyper－V
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硬件辅助虚拟化：HVM
解决虚拟化的思路：
由Intel和AMD公司来修改CPU的指令集,主要的技术有Intel的VT和AMD-V
技术特点：
好处就是我们不用去修改Guest OS 内核代码和VMM的系统，缺点：
由于新增内核虚拟化指令，导致CPU利用率下降，在某些场合不如CPU
PA 性能好，但随着Intel和AMD对虚拟化指令的优化，逐渐成为了未来虚
拟化发展的主流了。
：代表产品
主流产品都支持
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硬件虚拟化
根据北桥芯片虚拟化技术的不同可划分为以下几类：
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硬件虚拟化
Monolithic Model：
将I/0服务和设备驱动都装载在Hypervisor 的Mini OS 上，优点是性
能较高，缺点是Hypervisor较大。其代表产品为VMware的ESX和ESXi。
Server VM Model：
通过加载一个服务系统（Domain0）来减小Hypervisor的负担，所
有产品驱动都安装在服务系统上。优点是便于其他设备的管理，同时
Hypervisor越安全。缺点是性能有所下降。代表产品为：Xen和Hyper－
v。
：Pass－through Model
从硬件层面将各个设备进行划分，分发个不同的VM。优势是高性
能和最小代码。缺点是迁移难度较大。目前主流产品都支持。
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硬件虚拟化
Intel的VT-d技术在硬件层面上完全支持以上三类方案。在虚拟
环境中大大的提高了I/O的可靠性和灵活性。是未来I/O虚拟化发展
的方向。
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硬件虚拟化
网卡虚拟化：
网卡虚拟化主要是针对同一台物理机内部各虚拟机网络流
量的通信问题，而发往物理机外部的网络流量根据普通的
MAC/IP转发即可。
目前主要的解决方法为Virtual Switch。
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Hypervisor虚拟化
由于Hypervisor虚拟化，涉及到复杂的系统内核问题，我们这里通过下面这
张图做一个简介：
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Hypervisor虚拟化
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XenServer虚拟化简介
由于XenServer的性能很多，而且根据不同的版本具有不同的性能，所有这里
我们主要讲下XenServer的总体特性，具体的特性我会在以后的胶片中详细讲解
1. 开源：
2009年Citrix宣布将虚拟化管理平台XenServer的所有源码在xen.org上面开源。由于其
开源，在早期得到了Amazon EC2 RackSpace采用，并修改其内核，使其能够顺畅运
行,积累了 很多人气。
2.架构：
裸金属架构。CPU支持主流的HVM架构（Intel的VT，AMD的AMD-V),在北桥虚拟化，
采用的是Server VM Model架构。而Hypervisor虚拟化则是采用了Exokernel （类似与
双内核）结构。
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