详解操作系统半虚拟化

罗伊小旗

虽然操作系统半虚拟化是操作系统发展的一种趋势，但应当指出的是操作系统半虚拟化目前还不是混合模型的一个要求，部分供应商，如VirtualIron(Sun/Oracle)，的目标是SMB级负载，使用全硬件虚拟化实现可接受的客户机性能。混合型架构起源于Xen项目，在性价比方面有很多供应商可供选择，这都得益于开源社区(Xen)的贡献，它能够很好地适应半虚拟化操作系统的未来发展。

　　混合I型架构包括一个软件模型，一个“瘦”hypervisor联合一个父分区提供硬件虚拟化，它提供了虚拟机监视功能，这类模型主要包括微软的Hyper-V和基于Xen的hypervisor，如Citrix Xen Server和Oracle VM。
　　
　　父分区也叫做Dom0，它通常是一个运行在本地的完整操作系统虚拟机，并具有根权限，例如，开启Xen在Novell SUSE Linux Enterprise Server(SLES)上执行的Dom0将作为一个完整的SLES实例执行，提供虚拟机(VM)创建、修改、删除和其它类似配置任务的管理层，系统启动时，开启Xen的内核载入父分区，以VMM权限运行，作为VM管理的接口，管理I/O堆栈。
　　
　　与Vmware类似，所有混合型产品都为客户机提供了半虚拟化驱动，从而提高网络和I/O性能，不实现半虚拟化驱动的客户机必须遍历父分区的I/O堆栈，因此客户机的性能会下降。操作系统半虚拟化技术正变得越来越流行，以达到最佳的客户机性能，并改进跨hypervisor的互操作性。例如，MicrosoftHyper-V/WindowsServer2008R2为Windows Server2008和SUSE Enterprise Linux客户机提供完整的操作系统半虚拟化支持。
　　
　　I型组合型：基于Linux的内核虚拟机(KVM)
　　
　　基于Linux的内核虚拟机(KVM)hypervisor模型提供了一个独一无二的I型架构，它不是在裸机上执行hypervisor，KVM利用开源Linux(包括RHEL，SUSE，Ubuntu等)作为基础操作系统，提供一个集成到内核的模块(叫做KVM)实现硬件虚拟化，KVM模块在用户模式下执行(与独立型和混合型hypervisor不一样，它们都运行在内核/根模式下)，但可以让虚拟机在内核级权限使用一个新的指令执行上下文，叫做客户机模式。
　　
　　KVM使用一个经过修改的开源QEMU硬件仿真包提供完整的硬件虚拟化，这意味着客户机操作系统不需要操作系统半虚拟化，与Vmware类似，LinuxKVM充分利用VirtIO作为实现IO半虚拟化的框架，它利用内置在内核/QEMU中的用户模式VirtIO驱动增强性能。KVM现在已经成为很多Linux发行版的标准模块，包括但不限于RedHatEnterpriseLinux和SUSELinux Enterprise Server，以及桌面类Linux，如Ubuntu，KVM现在已经成为一个流行的hypervisor。

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