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虚拟化技术原理

news 2026/2/10 22:13:07

计算虚拟化

介绍

把物理主机上物理资源（CPU，内存，IO外设），通过虚拟化层抽象成超量、等量的逻辑资源（虚拟CPU，虚拟内存，虚拟IO设备），然后重新组合形成新的虚拟主机。
在这里插入图片描述

实现方式

全虚拟化

靠虚拟化引擎实现

半虚拟化

靠修改虚拟机内核引擎实现

硬件辅助虚拟化

靠硬件辅助实现

对象

CPU

用户态和内核态

资源管控、安全
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部署虚拟化后的用户态和内核态

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发现问题

不同操作系统的虚拟机（linux，Windows等）指令集存在差异化，有些虚拟机的请求指令，物理机操作系统内核无法识别。

其实CPU虚拟化做的事情就是“翻译”。

解决问题

软件翻译法（全虚拟化）
  • 说明
    设计一个翻译器，即VMM，虚拟机通过运行在内核态的VMM程序，实现指令集翻译，然后进行调用。
    在这里插入图片描述
  • 缺点
    在这里插入图片描述
软件翻译法（半虚拟化）
  • 说明
    不通过VMM进行指令集翻译，而是在Guest OS内修改，然后直接访问物理机内核，调用外设。
    在这里插入图片描述
  • 缺点
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硬件翻译法（硬件辅助虚拟化）
  • 说明
    通过外部硬件模块来实现指令集翻译，然后调用外设，提升运算兴性能。
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    在这里插入图片描述
  • 缺点
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存储虚拟化

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