学习云计算虚拟化基础是关键

Posted 2020-10-29

最近看一些虚拟化的资料，总是觉得不对路，难道是因为没有做过虚拟化开发的原因？找了几本书，翻了一些网页，发现最主要的原因是基础没有打好，一些固有的想法，影响了判断，本文将一些虚拟化的基本概念与大家分享。

虚拟化是将软件和硬件分离，可以想象成在操作系统和硬件中间加了一个夹心层--虚拟化软件。而这一夹心层，采用时间、空间分时分割的方式，将物理硬件抽象成逻辑资源，让运行在上层的操作系统像在真正的服务器一样运行在夹心层上（虚拟化软件上）。

这里的虚拟化软件称之为VMM（Virtual Machine Monitor），现在很多书中比较酷的叫Hypervisor，就是虚拟机监控器的意思。

平时见到这张图没细想，其实也有不少内容

Hypervisor软件栈架构

根据Hypervisor在系统中层次位置的不同，可以将其分为两种类型。

Type-I型，是指Hypervisor直接运行在裸金属机上，使用和管理底层的硬件资源，运行在最高特权级别，GuestOS对硬件资源的访问都要通过Hypervisor来完成。Hypervisor拥有所有硬件的驱动程序，VMWare ESX应该就是这类，不用装操作系统，直接插光盘安装ESX就可以。

Type-II型，又可以称作主机型，Hypervisor也是一个程序，要运行在宿主操作系统之上，这里的宿主操作系统可以称为HostOS，与运行在Hypervisor之上的GuestOS对应。GuestOS使用最底层的硬件资源，最终都需要通过HostOS来调用，KVM、XEN应该是这类了。

Hypervisor软件栈架构两种类型

计算虚拟化技术细分

计算虚拟化技术可以大致分为全虚拟化、半虚拟化和硬件辅助虚拟化。

全虚拟化，Hypervisor模拟了完整的底层硬件环境，为每一个虚拟机提供完整的硬件支持，包括物理CPU、内存、Bios等。Guest完全不用做任何修改，也感知不到是否运行在虚拟化环境。

半虚拟化，Hypervisor只是模拟了部分底层硬件，因此需要GuestOS进行配合对有缺陷的指令进行修改和替换，所以GuestOS知道自己是运行在虚拟化环境，而不是真正的物理环境。

硬件辅助虚拟化，Hypervisor需要借助硬件的协助才能完成高效的全虚拟化。主要集中在CPU上，如Intel-VT、AMD-T这种硬件辅助虚拟化技术。