虚拟机技术和操作系统虚拟化技术

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1、虚拟机技术和操作系统虚拟化技术　　摘要计算机虚拟化作为一种可以对物理资源实现优化分配的技术，因具有能有效节约成本、提高工作效率和增强系统安全性的特点而受到人们的青睐。其中虚拟机技术和操作系统虚拟化技术往往被认为是指同一种技术，而实际上两种技术并不能混为一谈。本文从两种虚拟化技术的起源开始，深入分析它们的工作原理和特点。　　【关键词】计算机操作系统虚拟化虚拟机技术分析　　1虚拟机技术分析　　1.1虚拟机技术的起源　　当今时代是智能化、数字化时代，虚拟化技术得到迅猛发展、推广，特别是在x86服务器上的应用引发了该技术的热潮，但

2、是仅限于在大型主机上使用。从根源而言，可追溯至上世纪60-70年代，IBM公司研发了一种操作系统虚拟分区技术，允许用户在特定的主机上进行多系统操作，以便实现大型机资源的充分利用，同时也能降低使用成本。随后与虚拟机技术相关的新产品（例如IBM360/40，VM/370等）不断涌现，均具有虚拟机功能，可通过使用虚拟机监控器技术生成多种可独立运行的系统操作软件，实现虚拟功能的延伸使用。　　1.2虚拟机技术的发展　　新世纪以来，IBM公司对虚拟机技术的研究步入了更深的层次，在不断的实?`中，AIX5Lv5.2问世，首先包括了IBM

3、实现的动态逻辑分区。在动态逻辑分区中，能够允许机器在无需重启系统的情况下实现处理器、内存等各种组件在内的系统资源实时同步分配，在一定程度上提高了智能化，降低了系统管理难度，同时也因为资源使用效率不断提高而促使管理成本下降。然而这种虚拟化技术只能应用在大型机和小型机中，但是由于大型机和小型机普及程度较低，再加之不同型号产品与技术之间存在明显的兼容问题，导致该技术仍然得不到大众关注重视。现如今，虚拟化技术在x86服务器架构中得到推广应用，可以为技术的普及提供更为便宜、高性能以及稳定性高的服务器，首次向人们展示了该技术的广阔前景

4、。此外一些用户已经将该技术投入使用于生产领域，通过虚拟化技术配置虚拟化的生产环境，这个过程中需要进行管理工具更新，因此为虚拟化技术的发展改进提供了必要的外部环境。　　1.3虚拟机技术的概念　　虚拟机技术是虚拟化技术的一种，所谓虚拟化技术就是将事物从一种形式转变成另一种形式，具体而言即是在一个宿主计算机体系结构上进行客户机各种操作系统模拟运行，对宿主计算机、客户机体系结构无明确要求，例如可以在一个x86计算机上运行基于ARM体系结构的不需要做任何修改的系统。从这个角度来为虚拟机下定义，可知虚拟机主要是指虚拟技术运行的媒介，即

5、通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、在一个完全隔离环境中运行的一个完整的计算机系统。　　1.4虚拟机技术的原理　　虚拟化技术可应用的领域十分广泛，但是在不同的领域中应用原理存在着明显差异。具体而言，虚拟化技术主要是通过拆分、整合、迁移这三项内容得以实现。虚拟机技术的应用多采用拆分原理，当某台计算机性能较高但是工作负荷与其不相匹配时，容易造成资源的浪费，使用拆分虚拟技术即可将该计算机拆分为逻辑上的多台，实现了多名用户共同使用，在此情况下该计算机硬件资源利用程度将会明显提高。如图1所示。　　1.5虚拟机技术分类　　1.5.1

6、虚拟硬件模式　　该技术模式最为传统、常见，具有明显的特征：不同类型、型号的产品只要使用虚拟硬件模式，都能采用系统处理器获取执行CPU命令，无需涉及虚拟层；其次该技术能够真正将分区隔离落到实处（包括磁盘I/O、网络带宽），保证各部分系统资源能够各自运转，不互相干扰，保证了系统运行的整体性、安全性；再者如果使用高端的虚拟服务器产品无需使用宿主计算机操作系统，用户可直接在硬件上进行虚拟机，方便可行；另外通过管理软件，可减少对系统资源的管理成本，对于虚拟机小号的物理资源也能实现精确控制。　　1.5.2虚拟操作系统模式　　虚拟操作系

7、统模式即是在主机操作系统（利用虚拟机运行）创设了虚拟层，在这个层面中可根据自身的需要创建多个差异化的虚拟专用服务器（VPS），能够促使硬件、软件以及管理资源最大程度得以享用。另外该模式能够适应多种产品的使用需求，不同服务期之间均实现了安全隔离，相互不受干扰，可实现计算机资源的灵活控制、硬件抽象操作、强化管理功能等。　　1.5.3Xen　　Xen是一种虚拟硬件虚拟机，相对其它技术模式而言，该技术模式特殊性强，是当前最受关注的虚拟化技术，能够实现系统管理程序的调整，可根据实际操控的需要选择性进行修改，且不会干扰系统中运行的应用

8、程序。另外Xen具有虚拟硬件虚拟机的多数特性，但是也有明显的差异，即使用过程中需要修改操作系统内核。　　1.6虚拟机技术特点　　虚拟机技术是将一个物理计算机划分为一个或多个完全孤立的虚拟机技术，这些虚拟机并非运行在物理硬件之上，而是运行在通过虚拟化软件来生成一个虚拟的物理硬件层之上。实际上对于操作系统来