作業系統 虛擬化和雲

2021-09-09 07:16:16 字數 1327 閱讀 1054

虛擬機器管理程式需要在以下三個維度上有良好的表現:

安全性:虛擬機器管理程式應完全掌控虛擬資源。

保真性:程式在虛擬機器上執行的行為應與在裸機上相同。

高效性:虛擬機器中執行的大部分**應不受虛擬機器管理程式的干涉。

敏感指令:在核心態和使用者態執行的行為不同。(進行 i/o 操作或修改 mmu 設定)

特權指令:在使用者態執行會導致陷入。

機器可虛擬化的乙個必要條件是:敏感指令為特權指令的子集。簡單來說,如果使用者態想要做不應該在使用者態做的事情,硬體必須陷入。

vt 技術的基本思想是建立可以執行虛擬機器的容器

第一類虛擬機器管理程式執行在裸機上;第二類虛擬機器管理程式依賴於宿主作業系統的系統服務。

第一類虛擬機器管理程式就像乙個作業系統,因為它是唯一乙個執行在最高特權級的程式。它的工作是支援真實硬體的多個虛擬機器拷貝,類似於不同作業系統支援的程序。

第二類虛擬機器是乙個依賴於 windows、linux 等作業系統分配和排程資源的程式,很像乙個普通的程序。當然,第二類虛擬機器管理程式仍偽裝成具有 cpu 和各種裝置的完整計算機。

兩類虛擬機器管理程式都必須以一種安全的方式執行機器指令。

執行在兩類虛擬機器管理程式上的作業系統都稱作客戶作業系統。對於第二類虛擬機器管理程式,執行在底層硬體上的作業系統稱作宿主作業系統

客戶機核心的敏感指令被替換為對模擬這些指令的例程的呼叫。真實硬體不會直接執行客戶作業系統中的敏感指令。這些敏感指令被轉為對虛擬機器管理程式的呼叫,虛擬機器管理程式模擬了這些指令的功能。

二進位制翻譯:虛擬機器管理程式在執行中改寫了部分**,將有問題的指令替換成了安全的指令序列,模擬原指令的功能。由於進行了改寫操作,因此可以替換掉不屬於特權指令的敏感指令。其他的指令可以直接執行。(例如,一條不安全的 i/o 指令會被替換成乙個陷入操作,經過安全性檢查之後,執行等價的指令並返回結果)

雲的五條必要特徵:

按需自助服務:無需人為操作就能自動為使用者提供資源。

普適的網路訪問:所有資源都可以通過網路用標準化的機制訪問,以支援各種異構裝置。

資源池:雲提供商擁有的資源可以服務多個使用者並動態再分配,使用者通常不知道他們使用的資源的具體位置。

快速可伸縮:能根據使用者需求彈性甚至是自動地獲取和釋放資源。

服務可計量:雲提供商按服務型別計量使用者使用的資源。

雲即服務:雲的功能是提供乙個使用者可以直接訪問並任意使用的虛擬機器。因而,同乙個雲中可能執行著不同的作業系統。這種雲稱作基礎設施即服務

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