全虚拟化技术和半虚拟化技术(全虚拟化半虚拟化硬件虚拟化)

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一、云计算和虚拟化有什么关系_虚拟化技术和云计算的关系

虚拟化类型

全虚拟化

全虚拟化也成为最初的虚拟化技术。该模型使用虚拟机来协调来宾操作系统和原始硬件，VMM为了协调来宾操作系统和裸机硬件之间的工作，必须由管理程序捕获并处理一些受保护的指令。

图1全虚拟化模型

全虚拟化运行速度比硬件模拟快，但性能不如裸机，因为Hypervisor必须占用一些资源

半虚拟化（Para）

半虚拟化是另一种类似于全虚拟化的技术。它使用虚拟机管理程序来共享对底层硬件的访问，但其来宾操作系统合并了代码的虚拟化方面。这种方法不需要重新编译或遇到问题，因为操作系统本身可以很好地与虚拟进程配合。

图2半虚拟化模型

半虚拟化要求来宾操作系统进行一些更改，以使来宾操作系统了解其处于虚拟化环境中，但半虚拟化提供了类似的性能。到原来的操作系统。

虚拟化技术

基于内核的虚拟机（KVM）

KVM是集成到Linux内核中的虚拟机管理程序。它是X86架构，硬件支持使用虚拟化技术（IntelVT或AMD-V）的Linux完整虚拟化解决方案。它是Linux的一个小模块，使用Linux来执行许多任务，例如调度任务、管理内存以及与硬件设备交互等。

图3KVM虚拟化平台架构

Xen

Xen是第一种运行在裸机硬件上的虚拟化管理程序（管理程序）。它支持全虚拟化和半虚拟化。Xen支持虚拟机管理程序和虚拟机之间的通信。它还提供所有Linux版本的免费产品，包括RedHatEnterpriseLinux和SUSELinuxEnterpriseServer。Xen最重要的优势是半虚拟化。此外，未经修改的操作系统也可以直接在Xen之上运行（如Windows），从而允许虚拟机高效运行而无需模拟。因此，虚拟化机器无需模拟虚拟硬件即可体验Hypervisor，从而实现高性能。

虚拟化平台架构图4Xen

QEMU

QEMU是FabriceBellard编写的一套模拟处理器的自由软件。它与Bochs和PearPC类似，但它具有后两者所没有的一些特性，例如高速和跨平台特性。使用开源加速器kqemu，QEMU可以模拟接近真实计算机的速度。

KVM与QEMU的关系

准确的说，KVM是一个Linux内核模块

。您可以使用modprobe命令加载KVM模块。加载模块后，您可以通过其他工具创建虚拟机。但光有KVM模块是不够的，因为用户无法直接控制内核模块做事。您还需要有一个在用户空间中运行的工具。对于这个用户空间工具，kvm开发人员选择了已经成熟的开源虚拟化软件QEMU。说起来，QEMU也是虚拟化软件。它的特殊性在于它可以虚拟化不同的处理器。例如，Power处理器可以在x86处理器上虚拟化，并且可以用来编译可以在Power上运行的程序。KVM使用了QEMU的一部分并稍作修改，成为能够控制KVM的用户空间工具。因此，您将看到官方KVM下载包含两个文件（qemu和kvm）和三个文件（KVM模块、QEMU工具以及两者的集合）。也就是说，您可以只升级KVM模块或只升级QEMU工具。这就是KVM和QEMU的关系。

图5KVM与QEMU的关系

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二、半虚拟化和全虚拟化有什么区别和特点半虚拟化是通过与预先修改的客户操作系统内核共享底层主机硬件来实现的。优点是半虚拟虚拟机的操作系统内核可以直接管理底层硬件，性能比全虚拟化技术更好。缺点是需要先修改客户操作系统的Core，使用的易用性和灵活性不足。兼容性不够好。全虚拟化直接在guest和host之间使用虚拟化逻辑层的hypervisor来完全模拟底层硬件细节。优点客户操作系统的内核不需要特殊配置，使用方便、灵活、兼容性好。缺点是客户操作系统内核无法直接管理底层硬件。内核通过hypervisor来管理底层硬件，这需要转换开销和性能比。半虚拟化有点弱。

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三、虚拟化技术有哪三种类型OpenVZ、模块、虚拟内存和IO；3、KVM，完全虚拟化，支持任何类型的操作系统。
OpenVZ的优点：服务商的授权内存和CPU特别好。缺点：由于这个操作系统是基于虚拟化的，所以其他人用的多了，你受的苦就会少一些。一旦内存出现故障，就会崩溃并变得不稳定。
Zen的优点：具体的内存虽然小，但是都是分配的。无论内存多低，都不会崩溃或一段时间内无响应。缺点：内存小、硬盘小、带宽小。光伏发电性能较好。
KVM的好处：完全虚拟，不管PV和HVM有什么区别。支持任何类型的操作系统。

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四、半虚拟化和全虚拟化的区别

全虚拟化也称为原始虚拟化技术，是一种虚拟化方法。该模型使用虚拟机来协调来宾操作系统和原始硬件。“协调”是这里的一个关键词，因为VMM用于来宾操作系统和裸硬件之间的工作协调。一些受保护的指令必须由Hypervisor（虚拟机管理器）捕获和处理。因为操作系统是通过Hypervisor来共享底层硬件的。全虚拟化：使用Hypervisor共享底层硬件，全虚拟化运行速度比硬件模拟快，但性能不如裸机，因为Hypervisor需要占用一些资源。全虚拟化的最大优点是操作系统不需要任何修改。它唯一的限制是操作系统必须能够支持底层硬件（例如PowerPC）。具有某些旧硬件（例如x86）的旧机器上的虚拟机管理程序在完全虚拟化方面遇到了问题。例如，一些敏感指令需要由VMMHandling处理（VMM无法设置陷阱）。因此，Hypervisor必须动态扫描并捕获特权代码来处理该问题。

半虚拟化是另一种类似于全虚拟化的流行技术。它使用虚拟机管理程序共享对底层硬件的访问，但其客户操作系统集成了虚拟化代码。这种方法不需要重新编译或陷阱，因为操作系统本身可以与虚拟进程很好地配合。.半虚拟化，通过客户操作系统共享进程。如上所述，半虚拟化需要对客户操作系统进行一些修改（与虚拟机管理程序配合），这是一个缺点。然而，半虚拟化提供了与原始系统相似的性能。与全虚拟化一样，半虚拟化可以同时支持多个不同的操作系统。有这样一个问题：在半虚拟化环境中，没有修改内核的操作系统无法运行，因此CPU不支持vt，在主机系统上运行的虚拟环境可以称为半虚拟化环境。