英特爾® 虛拟化技術

虛拟化作為一項技術，可以使計算機實體資源得以在一台機器上的多個虛拟分區上抽取、配置、共享和利用。虛拟化一般通過硬體手段、軟體手段、或二者的 配合來完成。每個虛拟分區包含它自己的作業系統環境。虛拟化可以通過各種技術來實作，對于使用者而言，理想的虛拟化解決方案應該提供不同虛拟機之間的徹底的 安全的隔離，并為每個虛拟機提供卓越的性能，進而確定整個平台的出色實用性、可靠性和安全性。  虛拟化本身并不是一個很新的概念，早在幾十年前就已經出現了。那麼英特爾公司為什麼要發展自己的虛拟化技術，英特爾 ® 虛拟化技術又有什麼技術特點呢？這正是本文所要介紹的。  英特爾 ® 虛拟化技術是一組基于晶片級别的技術，進而改進純軟體虛拟化解決方案。這些虛拟化解決方案使多個作業系統和相關應用能夠同時在各分區内運作。是以，一個實體系統能夠作為一系列邏輯虛拟系統運作。英特爾 ® 虛拟化技術通過增強虛拟化解決方案的可靠性、可支援性、安全性和靈活性，可改進現有純軟體虛拟化解決方案。這些晶片進步代表着技術的巨大進步，具體表現在大大減少了軟體虛拟機的相關開銷，以及支援了更廣泛的作業系統。   以往純軟體虛拟化解決方案為 IT 部門和最終使用者提供了顯著的優勢，但它們存在着很多的限制。下面舉兩個例子來說明。上層模拟的 Guest OS很多情況下是通過虛拟機螢幕（ VMM）來與硬體進行通信，再由 VMM 來決定其對系統上所有虛拟機的通路。而這裡請注意傳統的 VMM在作業系統看來也是一個應用程式，是運作在 RING 3上的，而不是 RING 0。這就導緻了 VMM是不能執行一些特權指令的，而我們知道 Guest OS是一定會涉及到特權指令的，是以 VMM對 Guest OS的模拟支援是不全面的。又比如，傳統的純軟體 VMM常常涉及到對 Guest OS二進制代碼的修改，進而不能廣泛的支援各種 OS。 而英特爾 ® 虛拟化技術通過晶片級的技術，加入了幾條專門的 CPU指令來支援 VMM，進而使 VMM不再運作在傳統的 RING 3上，進而解決了前述的問題。  英特爾 ® 虛拟化技術為豐富的虛拟化解決方案生态系統提供強大的基礎。這些受硬體輔助的虛拟化解決方案将可擴充強大計算引擎的能力，以同時處理多個完全不同的任務。那麼虛拟化有哪些可能的應用場景呢？下面是一些示例：

• 降低總體擁有成本：為優化部署并降低潛在的軟體相容沖突，IT 部 門通常需要每個伺服器隻部署一個單獨應用，随着計算機處理能力的不斷提升，這就導緻了大量伺服器無法得到充分利用。又比如，某些應用需要其它地方都不使用 的過時的作業系統，很難更新運作新系統；如果想更新，就隻能冒很大的風險進行移植。借助虛拟化，一個硬體平台可以運作不同作業系統的多個執行個體，其中每個實 例均在自己的虛拟機（VM）中運作，并共享對硬體資源的通路。由于整合降低了系統維護成本和移植成本，同時資料中心内的空間和電源能夠得到更好的管理，進而使總體擁有成本顯著降低。
• 提高可管理性、可靠性與可用性：采用虛拟化技術的伺服器可以根據負載均衡的要求，接受來自其它系統的虛拟機動态遷移，更加容易管理。同時，虛拟化解決方案可以在單一實體系統上提供可靠的故障轉移方案和系統備份，進而提升了可靠性與可用性。
• 實作故障隔離：虛拟化可以通過隔離不同虛拟機來提供安全性。通過在不同執行個體中運作各種應用，一個虛拟機不會遭 到另一個虛拟機中病毒或惡意軟體的破壞。惡意軟體所造成的任何破壞均會影響到其所運作的具體虛拟機。同樣，如果應用出了問題，它也隻會鎖定其自己的會話。 之後，該虛拟機可在不影響系統上運作的任何其它虛拟機的情況下重新啟動。
• 提升工作效率：更新和更新軟體是所有 IT 經理所執行的常見重要任務之一。如果站點想在與目标裝置相同的硬體上測試軟體包更新，可以通過在平台上運作新的虛拟機來輕松實作。通過底層硬體的虛拟化，應用将自動的跨平台功能；開發人員可以通過在隔離的虛拟機上進行開發和測試。

看來虛拟化的确有很多的好處，那麼是不是所有的應用都十分适合在虛拟環境下運作呢？當然不是，我們現在就看看哪些應用比較适合虛拟化，哪些不合适。  就目前來看，運算密集型的應用比較适合在虛拟化環境下運作；而 I/O密集型應用則不是十分合适，性能的損耗會比較大。這是因為頻繁的 I/O需要通過 VMM層的介入來實作，是會有相應的性能懲罰的。英特爾公司也看到了這個問題，現在已經開發了 VT-d技術來減小 I/O性能的損耗。 VT-d允許 VMM将授權 VM直接操作 I/O裝置，而不是一定通過 VMM的介入，進而在性能上達到和傳統環境下一樣的效果。 不僅僅是發展自己的技術，英特爾公司也與微軟、VMWare、Linux社群等VMM軟體夥伴的緊密合作，為基于英特爾機構的虛拟化解決方案提供了安全高效的軟硬體環境。  與英特爾® 虛拟化技術相關的價值定位的另一個方面，是新的英特爾處理器還具有一些額外的特征。 比如，英特爾® 主動管理技術令管理者可以遠端發現、修複和保護硬體，即使電源已切斷或作業系統被破壞；英特爾® I/O 加速技術加快了網絡和 I/O 操作的速度。這些能力和虛拟技術的結合，會給客戶帶來更多獨特的價值。  随 着虛拟化技術本身以及計算機硬體技術的不斷發展，虛拟化已經成為了一個有着廣闊應用場景的應用模式，為解決方案提供商提供了更多的解決問題的手段。英特爾 公司也為業界做出了莊嚴的承諾，将緻力于不斷的提升虛拟化技術的性能、安全性和可靠性，為使用者提供一個理想的應用平台。

本文轉自Intel_ISN 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/intelisn/131527，如需轉載請自行聯系原作者