云计算虚拟化技术科普
发布时间：2022-11-23 11:06:14 所属栏目：云计算 来源：
导读： 云计算虚拟化技术科普
通常，传统IT系统每台物理机仅绑定一个操作系统，用户所有的程序都跑在这同一个操作系统之上云计算 虚拟机技术，所以物理机、操作系统、程序之间呈现强耦合关系。IT技术的进步（尤
通常，传统IT系统每台物理机仅绑定一个操作系统，用户所有的程序都跑在这同一个操作系统之上云计算 虚拟机技术，所以物理机、操作系统、程序之间呈现强耦合关系。IT技术的进步（尤
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云计算虚拟化技术科普 通常，传统IT系统每台物理机仅绑定一个操作系统，用户所有的程序都跑在这同一个操作系统之上云计算 虚拟机技术，所以物理机、操作系统、程序之间呈现强耦合关系。IT技术的进步（尤其是虚拟化技术的出现），打破了这种强耦合关系云计算 虚拟机技术，每台物理机可以产生多个操作系统，用户所有的程序也不一定都跑在同一个操作系统之上，这样大大提升了IT资源的利用率，使得业务部署更加轻便、灵活。 计算虚拟化是云计算的关键技术之一，通常是在操作系统和底层硬件资源之间加入一个虚拟化层来实现。通过时分复用、空分复用的技术把CPU、内存等物理资源抽象成逻辑资源，为上层操作系统提供它所需要的虚拟硬件环境。虚拟化技术可以使运行不同操作系统的虚拟机之间相互隔离，互不影响，并且运行在同一台物理机上。 实现计算虚拟化层的软件，称之为Hypervisor，Hypervisor的常见架构有三种：Type-I裸金属虚拟化、Type-II寄居虚拟化、Type-III操作系统级虚拟化，前两种合一起（Type-I、Type-II）又统称为硬件级虚拟化。 一、硬件级虚拟化 Type-I（裸金属）是指Hypervisor直接运行在裸机上使用和管理底层硬件资源。 Type-II（寄居）是指Hypervisor之下还有一层宿主操作系统，这带来了一定的额外性能开销。 根据Hypervisor对CPU指令的模拟方式，虚拟化技术又可以分为全虚拟化、半虚拟化和硬件辅助虚拟化三种。 1、全虚拟化 全虚拟化通过软件模拟完整的底层硬件，包括CPU、内存、时钟、外设等。操作系统内核完全不作任何修改就可以在虚拟机上运行，由于软件模拟仿真的二进制翻译，系统性能急剧降低。主流的技术有：VMware Workstation、Microsoft Virtual PC、Parallels Dektop for Mac、Sun Virtual Box、Qemu。 2、半虚拟化 通过修改操作系统内核，Guest OS知道自己所运行的环境在虚拟机上，对用户程序发出的敏感指令和特权指令直接通过Hypercall与Hypervisor交互，可以大幅度提高性能。主流技术：Xen。 3、硬件辅助虚拟化 硬件辅助虚拟化是借助特殊硬件（主机CPU）实现将敏感指令抽离到root-mode，从而实现高效的全虚拟化。主流技术有：Intel-VT-x、AMD-V。 二、操作系统级虚拟化 Type-III（操作系统级）直接虚拟出多个宿主操作系统副本，它们之间共享底层宿主操作系统内核和底层的硬件资源，使程序觉得自己直接访问的就是原宿主操作系统。 操作系统虚拟化与硬件虚拟化的区别： 操作系统虚拟化看似与硬件虚拟化出的虚拟机上安装的操作系统一样，都是产生多个操作系统，但操作系统虚拟化与硬件虚拟化之间还是有很多不同之处，区别如下： (1)操作系统虚拟化是以原系统为模板，虚拟出的是原系统的副本，而硬件虚拟化虚拟的是硬件环境，然后真实地安装系统。 (2)操作系统虚拟化虚拟出的系统只能是物理操作系统的副本，而硬件虚报化虚拟出的系统可以为不同的系统，如Linux、Windows等。 (3)虚拟出的系统间关系不同，操作系统虚拟化虚拟的多个系统有较强的联系。例如，多个虚拟系统能够同时被配置，原系统发生了改变，所有虚拟出的系统都会改变。而硬件虚拟化虚拟的多个系统是相互独立的，与原系统也没有联系，原系统的损坏不会殃及虚拟系统。 (4)性能损耗不同，操作系统虚报化虚拟出的系统都是虚拟的，性能损耗低，而硬件虚拟化是在虚拟出的硬件环境上实实在在的安装操作系统，性能损耗高。 总结：虚拟化技术架构从传统形式走向硬件虚拟化再到操作系统级虚拟化，软硬件以及程序与操作系统间的解耦，使得IT资源的使用效率从原来的20%提升到70%，虚拟化技术与其它技术的融合使得云计算能够为客户提供丰富多样的个性化服务，如虚拟机热迁移、内存复用、分布式缓存、基于链接克隆的差分磁盘等等，而轻量级虚拟化技术带来了业务开发部署的轻便性和快捷性，如基于操作系统级虚拟化的Docker技术可以自动打包和部署任何应用，方便地创建一个轻量级私有PaaS云，也可以用于搭建开发测试环境以及部署可扩展的web应用等，“5G+云计算+大数据人工智能”，未来的云计算有更多可能。 （编辑：天瑞地安资讯网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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