<b>六大Linux虚拟化技术全面讲授</b>[Linux安全]

关于Linux虚拟化的上风我们大家已经有所理解.目前利用最多的虚拟化操作系统还是Windows系列,但是Linux的生长速度是惊人的,大有替换Windows的趋向.关于Linux虚拟化技术大致上可以分为六个差别的方法.在本文中,我们将谈论实现Linux虚拟化的这六种方法,以及Linux下的多种虚拟化办理筹划.

当我们谈论虚拟化办理筹划的时刻,常常都要提到具体厂商的具体产品,但是当我们说起Linux虚拟化办理筹划的时刻,我们更乐意谈论遍及而多样化的开源生态系统.Linux支持多种虚拟化平台,并延伸出多种技术,一样也是一个完好筹划的一个元素.

虚拟化—老树开新花

固然虚拟化目前如此的风行,但虚拟化不是一个新的技术,早在半个世纪之前IBM就已经开始布置虚拟化.最早虚拟化技术是在IBM M44计算机上举行实行,然后在IBM System/360大型机产品上开始遍及.最早的真正意义上的整体利用虚拟化的硬件平台是IBM CP-40系统,在上世纪60年代末被用在商业利用上.

虚拟化包含多个层面,比方硬件虚拟化,这种虚拟化从底层的硬件平台直接支持软件环境;别的一种是操作系统虚拟化,这是Linux的一个亮点.

在硬件层之上,独立于操作系统的一层软件被称之为hypervisor,大概叫做虚拟机监督器.hypervisor成立了虚拟化平台,而操作系统实例则运行在这个平台上,这使得硬件平台可以被多个操作系统和利用所同享,从而降低硬件的本钱.

运行在hypervisor上面的实体被称为虚拟机,即VM,是用来安排操作系统、利用和数据元的“容器”.虚拟机中的操作系统和利用程序的数据被存储在虚拟磁盘中,hypervisor操纵虚拟磁盘来启动虚拟化平台.虚拟机被封装为一个文件,这样比分布式的文件更好管理.

本地虚拟化和主机虚拟化模子

早期的虚拟化模子被称为Type 1,大概叫本地虚拟化（native virtualization）,这种模子下hypervisor直接运行在硬件之上,在hypervisor上面是虚拟机.后来呈现了主机虚拟化（hosted virtualization）情势,被称为Type 2,hypervisor运行在操作系统之上,在同一平台上答应两个或更多的操作系统共存.

Linux虚拟化技术底子

理解了有关虚拟化的一些基本知识后,我们进入正题,来谈论一下Linux虚拟化的一些知识.首先是模拟（Emulation）,是将一个操作系统（Host）的服务转换并显示成另一个操作系统（Guest）的历程,Host和Guest系统不一定是相同的,比方,Host系统大概是x86平台,可以供应PowerPC平台的模拟,即便是指令和架构完好不相同.

别的,hypervisor的模拟器（emulator）可以供应多个平台的模拟,比方下面的图例,在Host系统上可以仿真出PowerPC和ARM系统.模拟历程并不但限于Type 2虚拟化模子,在虚拟化技术中都存在这个历程.

虚拟化模子中的模拟历程

Linux中最风行的两个模拟器（emulator）包含QEMU和Bochs（处理器和平台模拟器）.这种办理筹划的长处是它们是非常“简便的”,可以支持在差别的Host操作系统和平台上运行差别的Guest操作系统.而这种办理筹划的缺陷在于由于要模拟指令,招致效率对比低.QEMU通过动态编码转换的模拟方法,让内核和内部用户代码可以被加快.别的,QEMU是一个很好的嵌入式平台开辟工具,可认为与主机相异的CPU开辟和测试代码.QEMU还可以被用来其他虚拟化办理筹划来举行设备模拟.

平台虚拟化

越发传统的虚拟化办理筹划是平台虚拟化,大概叫做硬件虚拟化,具有两种主要的情势,完好虚拟化（ full-virtualization）和半虚拟化（para-virtualization）.

完好虚拟化,虚拟化平台通过hypervisor来承载虚拟机（VM）,完好虚拟化的关键在于这些虚拟机,也就是运行在这些虚拟机里面的操作系统可以在hypervisor上运行,并且不被改正,这在需求一个真正的虚拟平台时是非常抱负的,但这种情势具有一个缺陷.

在完好虚拟化下虚拟机VM会把虚拟平台当作物理平台,工作在虚拟平台上的Guest操作系统驱动就仿佛运行在真实的硬件之上.但需求考虑这意味着什么,Guest操作系统和虚拟平台之间通讯就仿佛和真实平台一样,在hypervisor里面存在着别的一个模拟层,模拟硬件平台并转发虚拟机对硬件的拜候,就仿佛虚拟机直接在利用真实的硬件.这个历程需求大量的处理,会限制Guest系统的I/O性能.

办理这个问题的一个办法就是让Guest操作系统意识到自身是被虚拟化的,这种情势被称作半虚拟化（para-virtualization）,以下图,在这种情势下,Guest系统包含了缩短硬件拜候历程所需的驱动程序,这让把Guest系统从不必要的工作中约束出来,来举行更高级别的工作.

两种平台虚拟化方法

固然完好虚拟化是一个抱负的筹划,但是通过改正Guest操作系统可以最大限度的削减处理开销,得到相当大的性能晋升.

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