vmware虚拟化-北京致远嘉禾科技公司

虚拟化技术的影响力

无论是何种软件方法，隔离性都是由Hypervisor软件提供的，过多的隔离必然会导致性能的下降。这些问题主要跟x86设计时就没有考虑虚拟化有关。我们先来看看x86处理器的Privilege特权等级设计。虚拟化技术x86架构为了保护指令的运行，提供了指令的4个不同Privilege特权级别，术语称为Ring，从Ring 0～Ring 3。Ring 0的优先级***1高，Ring 3***1低。

各个级别对可以运行的指令有所限制，vmware虚拟化，例如，GDT，IDT，LDT，TSS等这些指令就只能运行于Privilege 0，也就是Ring 0。要注意Ring/Privilege级别和我们通常认知的进程在操作系统中的优先级并不同。Xeon Stoakley平台操作系统必须要运行一些Privilege 0的特权指令，因此Ring 0是被用于运行操作系统内核，Ring 1和Ring 2是用于操作系统服务，Ring 3则是用于应用程序。然而实际上并没有必要用完4个不同的等级，一般的操作系统实现都仅仅使用了两个等级，即Ring 0和Ring 3，如图所示：虚拟化技术也就是说，在一个常规的x86操作系统中，系统内核必须运行于Ring 0，而VMM软件以及其管理下的Guest OS却不能运行于Ring 0——因为那样就无法对所有虚拟机进行有效的管理，就像以往的协同式多任务操作系统（如，Windows 3.1）无法保证系统的稳健运行一样。在没有处理器辅助的虚拟化情况下，vmware虚拟化公司，挑战就是采用Ring 0之外的等级来运行VMM (Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器）或Hypervisor，以及Guest OS。

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系统调用

系统调用是操作系统提供给用户的服务例程，使用非常频繁。***1新的操作系统一般使用 SYSENTER/SYSEXIT 指令对来实现快速系统调用。SYSENTER 指令通过IA32_SYSENTER_CS，IA32_SYSENTER_EIP 和 IA32_SYSENTER_ESP 这 3 个 MSR（Model Specific Register）寄存器直接转到 Ring 0级；而 SYSEXIT 指令不在 Ring 0 级执行的话将触发异常。因此，如果 VMM 只能采取 Trap-And-Emulate 的方式处理这 2 条指令的话，整体性能将会受到极大损害。

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I/O 虚拟化

服务器使用一个输入/输出内存管理单元(Input/Output Memory Management Unit，IOMMU)将DMA I/O总线(如PCIe)连接到主存储器，vmware虚拟化技术，和传统的内存管理单元一样，它将CPU可见的虚拟地址转换成物理地址，IOMMU会将设备可见的虚拟地址映射到物理地址，vmware虚拟化价格，这些单元也提供了内存保护功能。

I/O虚拟化可以隔离和限制设备访问由分区管理设备拥有的资源。VT-d 通过减少 VMM 参与管理I/O流量的需求，消除了大部分的性能开销，从而加速数据传输。基于纯软件的虚拟化技术中，用户操作系统与硬件设备通过VMM来通信，而借助VT-d，完成初始分配之后，数据即可直接在客户操作系统与为其分配的设备之间进行传输。这样，I/O 流量的流动将更加迅速，减少的 VMM 工作运行则会进一步缩减服务器处理器的负载。此外，由于用于特定设备或客户操作系统的 I/O 数据不能被其它任何硬件或客户软件组件访问，VMM将特定 I/O 设备安全分配给特定客户操作系统。每个设备在系统内存中都有一个专用区域，只有该设备及其分配的客户操作系统才能对该区域进行访问，增强了虚拟化的安全性能。

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