什麼是Virtualization

2020-10-19 16:39:38

什麼是Virtualization

　　Virtualization即虛擬化技術，虛擬化是一個廣義的術語，在計算機方面通常是指計算元件在虛擬的基礎上而不是真實的基礎上執行。虛擬化技術可以擴大硬體的容量，簡化軟體的重新設定過程。CPU的虛擬化技術可以單CPU模擬多CPU並行，允許一個平臺同時執行多個作業系統，並且應用程式都可以在相互獨立的空間內執行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。

特點

　　虛擬化技術與多工以及超執行緒技術是完全不同的。多工是指在一個作業系統中多個程式同時並行執行，而在虛擬化技術中，則可以同時執行多個作業系統，而且每一個作業系統中都有多個程式執行，每一個作業系統都執行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上;而超執行緒技術只是單CPU模擬雙CPU來平衡程式執行效能，這兩個模擬出來的CPU是不能分離的，只能協同工作。

　　虛擬化技術也與目前VMware Workstation等同樣能達到虛擬效果的軟體不同，是一個巨大的技術進步，具體表現在減少軟體虛擬機器器相關開銷和支援更廣泛的作業系統方面。

功能介紹

　　純軟體虛擬化解決方案存在很多限制。「客戶」作業系統很多情況下是通過VMM(Virtual MachineMonitor，虛擬機器器監視器)來與硬體進行通訊，由VMM來決定其對系統上所有虛擬機器器的存取。在純軟體虛擬化解決方案中，VMM在軟體套件中的位置是傳統意義上作業系統所處的位置，而作業系統的位置是傳統意義上應用程式所處的位置。這一額外的通訊層需要進行二進位制轉換，以通過提供到物理資源(如處理器、記憶體、儲存、顯示卡和網路卡等)的介面，模擬硬體環境。這種轉換必然會增加系統的複雜性。此外，客戶作業系統的支援受到虛擬機器器環境的能力限制，這會阻礙特定技術的部署，如64位元客戶作業系統。在純軟體解決方案中，軟體堆疊增加的複雜性意味著，這些環境難於管理，因而會加大確保系統可靠性和安全性的困難。

　　而CPU的虛擬化技術是一種硬體方案，支援虛擬技術的CPU帶有特別優化過的指令集來控制虛擬過程，通過這些指令集，VMM會很容易提高效能，相比軟體的虛擬實現方式會很大程度上提高效能。虛擬化技術可提供基於晶片的功能，藉助相容VMM軟體能夠改進純軟體解決方案。由於虛擬化硬體可提供全新的架構，支援作業系統直接在上面執行，從而無需進行二進位制轉換，減少了相關的效能開銷，極大簡化了VMM設計，進而使VMM能夠按通用標準進行編寫，效能更加強大。另外，在純軟體VMM中，目前缺少對64位元客戶作業系統的支援，而隨著64位元處理器的不斷普及，這一嚴重缺點也日益突出。而CPU的虛擬化技術除支援廣泛的傳統作業系統之外，還支援64位元客戶作業系統。

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