主流虚拟化的实现原理(简述虚拟化的原理和特点)

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一、什么是cpu的虚拟化技术，有什么优势？？？

CPU虚拟化技术是指将单个计算机软件环境划分为多个独立的分区，每个分区可以根据需要模拟一台计算机的技术。其技术本质是通过中间层实现数据资源的管理和重新分配，以实现资源利用率的最大化。

CPU虚拟化技术的优点在于，虽然虚拟化可以通过软件来实现，但如果CPU硬件支持的话，执行效率会大大提高，而且还可以支持64位操作系统。

扩展信息：

虚拟化技术原理

虚拟机对真实的计算环境进行抽象和模拟，VMM必须将每个虚拟机器被分配一组数据结构来管理其状态，包括虚拟处理器的全套寄存器、物理内存使用情况、虚拟设备状态等。

当VMM调度虚拟机时，它将部分状态恢复到主机系统。并非所有状态都需要恢复。例如，主机CR3寄存器存储的是VMM设置的页表物理地址，而不是GuestOS设置的值。

主机处理器直接执行GuestOS的机器指令由于GuestOS运行在低特权级，当主机访问特权状态时（如写入GDT寄存器），会导致主机权限不足。处理器产生异常，该异常会自动将驱动权返回给VMM。另外，外部中断的到来也会导致VMM运行。

参考来源：中关村在线-T博士讲你不懂的CPU术语

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二、vm虚拟机的实现原理有哪些？部署虚拟机的方法有很多种。其中一种是使用qemu软件来模拟硬件，但模拟方法比较慢，需要加速；虚拟化主要模拟CPU、内存、网络、存储，各自有不同的加速方式；CPU和Memory主要采用硬件辅助虚拟化进行加速，需要专门的硬件来运行；网络和存储主要使用特殊的并行虚拟化驱动进行加速，需要加载特殊的驱动。

另外，虚拟机本质上是一种模拟计算机硬件的软件。例如，您的计算机在安装Windows或其他操作系统之前，是由硬件组装而成的计算机，通常称为裸机。虚拟机是安装在裸机上的一个软件，可以模拟一个完整的计算机系统。

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三、硬件虚拟化的原理是什么?

硬件虚拟化：深入了解其背后的技术魔力

想象一下您的处理器只雇用四个舞者，但可以在舞台上优雅地进行多种表演。任务的芭蕾：屏幕上的网页在跳动，音乐在耳边流淌，敲击键盘的旋律和编译代码的节奏交织在一起。这一切看似不可能，但在幕后，硬件虚拟化技术的魔力实际上正在发挥作用。

硬件虚拟化不仅仅让虚拟机使处理器过载，它还使用先进的时分复用策略。在此过程中，主机操作系统（HostOS）充当负责调度这些虚拟处理器（vCPU）的管道。虽然它们看起来很忙，但大多数vCPU实际上正在等待指令并处于睡眠状态，因此它们不会显着消耗物理核心的资源。

为了更直观地感受这种虚拟化的工作原理，您可以尝试让所有虚拟机执行对CPU性能要求极高的任务，例如密集计算或图形处理。。你会发现，尽管工作负载很大，但物理处理器负载并没有大幅增加。这就是硬件虚拟化巧妙地保证了物理硬件和虚拟环境之间的资源离和高效利用。

虚拟化技术的秘诀在于，它对硬件资源进行了抽象，使得一个物理硬件可以同时为多个虚拟环境提供服务。这种灵活性和效率的提高使得企业服务器上的资源分配和个人计算机上的多任务处理更加方便。对硬件虚拟化的深入理解无疑将揭示计算机技术的深刻智慧。