Virtualization－新新手的T-BLOG

目前常見的虛擬化技術有那些呢?

1. 全虛擬化 Full Virtualization
2. 半虛擬化 Para-Virtualization
3. 作業系統層虛擬化 OS-Virtualization

有什麼差別

全虛擬化 Full Virtualization

顧名思義，就是底層不管3,7,21 ，虛擬機所要用的設備，全部都給它模擬。Guest OS 是完全不知道，自己活在虛擬環境下。所以在Host OS 上的所有Guest OS , 所要做的任何I/O 作業，全部透過Host OS 的模擬器去進行。Guest OS 及Host OS 完全獨立在，不同的記憶體區塊，不會互相干擾，所以全虛擬化，理論上可以模擬運行，所有的作業系統。至於效能呢？運作的有點抱歉，除非不得已，不會使用這個方式。代表軟體： Virtual PC ，VM-Ware，Virtual Box，KVM等等．．．

半虛擬化 Para-Virtualization

嗯．．沒錯，只模擬一半的意思。也就是被模擬的Guest OS ，自己很清楚，是活在虛擬化的環境。所以很多指令，要遵守交通規則，因為它知道，自己不是這套Hardware上，唯一的OS。例如呼叫CPU ，以前是用 Ring 0 ，現在要用Ring 1，優先權稍低一點。以免多台Guest OS ，發生車禍。要做到這點，就必須修改Guest OS 的核心，把一些指令調一調。這樣的好處是，Host OS 不用模擬CPU 這個東東，負荷大幅減輕。效能就明顯優於全虛擬化。不過，不是所有OS 核心程式，都是可以改的；Linux 是Open Source 源碼公開，所以要修改很簡單，大家都可以去改；Win “暈倒" 系統呢，抱歉哦，沒有公開源碼。所以Linux 上可以執行 “半虛擬化" ， Windows 只能執行 “全虛擬化" 囉。你想要使用 “半暈倒" 系統嗎? 得等MS 公司自己改哦，嗯．．．等花兒謝了吧…半虛擬化代表：Xen

作業系統層虛擬化 OS-Virtualization

這是比較cool 的虛擬化作法。也就是，它只是在原作業系統上模擬出一個行程，所有的CPU/RAM/IO 等資源，全部都共用原生的Host OS，完全沒有模擬Hardware 的負擔，所以跟在原機上執行的效能，幾乎一樣，大約只差1-3%的效能。不過限制就比較嚴格，Host OS 與Guest OS 必須使用同一個核心，所以在Linux 下只能模擬Linux ，在Windows 下，只能模擬Windows 。在這樣的模擬技術下，Guest OS 的檔案資料，基本上，你在Host OS 下可以完全看到，他只是Host OS 下的一個子目錄。
代表軟體：OpenVZ

這3種常見的虛擬化技術，效能排序為 OS > Para > Full，如果可以的話，使用OS-Virtualization 是最優的，再來是使用 Para-Virtualization ，如果真的沒有辦法，才選擇 Full-Virtualization。以上是對虛擬化技術的心得整理。至於實作的部份，找時間再貼上吧。

全虛擬化 (Full virtualization)：不用更改作業系統核心就可以直接安裝在 VM 上。
又分為早期的 Software Emulation 及後來的 Hardware-Assisted-Virtualization (HVM)。
Software Emulation：以純軟體(Hypervisor Level) 模擬 VM 所需之硬體資源，
如以 binary translation 等方式將 VM 對 I/O的存取作轉換。
Hardware-Assisted-Virtualization (HVM)：
透過 CPU 來支援虛擬化，CPU 必須具有 AMD-V 或 Intel VT 的技術。

PV on HVM, fully virtualized with PV drivers：
因現在新的作業系統都可以外掛第三方 dirver，
所以可以在 HVM 或其他全虛擬之 VM上掛載 PV drivers。

PVHVM：
半虛擬化的 Interupters, Timers。

PVH：
比 PVHVM 再更半虛擬化一些，把 MotherBoard 及 boot 也都半擬化了。
這個項目是未來 Xen 發展的重點。

半虛擬化 (Para virtualization)：就是 PV。
修改作業系統核心使OS知道自己處於虛擬化環境中，
透過 PV dirvers 在I/O呼叫時直接與Hypervisor提供之interface互動，效能比較好。

比較表：