服务器虚拟化和底层实现方式

       虚拟化技术是伴随着计算机的出现而产生和发展起来的，虚拟化意味着对计算机资源的抽象。在云计算概念提出后，虚拟化技术可以用来对数据中心的各种资源进行虚拟化和管理，可以实现服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化和桌面虚拟化。虚拟化技术已经成为构建云计算环境的一项关键技术。

在这儿我们久谈谈服务器虚拟化，服务器虚拟化主要分为两种：

1.寄居虚拟化：寄居虚拟化一般称为虚拟机监视器（VMM）。它是安装在已有的主机操作系统上，通过宿主操作系统来管理和访问各类资源，这类虚拟化架构系统损耗大，没有**的Hypevisor层 。

2.裸机虚拟化：不需要在服务器上先安装操作系统，而 是直接将虚拟化系统安装在服务器硬件设备中，本质是认为这个虚拟化也是一个操作系统，一部称为Hypeivisor。Hypeivisor实现从虚拟资源到物理资源的映射，当虚拟机中的操作系统通过特权指令访问关键系统资源时，Hypeivisor将接管其请求，并进行相应的模拟处理。

服务器虚拟化的底层实现方式通过三个设备来完成：

（1）CPU虚拟化：CPU虚拟化技术把物理CPU抽象成虚拟CPU，任意时刻，一个物理CPU只能运行一个虚拟CPU指令。每个客户使用操作系统可以一个或多个虚拟CPU，在各个操作系统之间，虚拟CPU的运行相互隔离，互不影响。

     CPU虚拟化需要解决正确运行和调度两个关键问题。虚拟CPU的正确运行是要保证虚拟机指令正确运行，即操作系统要在虚拟化环境中执行特权指令功能，而且各个虚拟机之间不能相互影响。现有的实现技术包括模拟执行和监控执行。调度问题是指VMM决定当前哪个虚拟CPU在物理CPU上运行，要保证隔离性、公平性和性能。

（2）内存虚拟化：内存虚拟化技术把物理内存统一管理，包装成多个虚拟的物理内存提供给若干虚拟机使用，每个虚拟机拥有各自**的内存空间。内存虚拟化是虚拟机管理器的主要功能之一。内存虚拟化的思路主要是分块共享，内存共享的**思想的内存页面的写时复制。虚拟机管理器完成并维护物理机内存和虚拟机所用的内存的映射关系。与真实的物理机相比，虚拟内存的管理包括3种地址：机器地址、物理地址和虚拟地址。一般来说，虚拟机与虚拟机、虚拟机与虚拟机管理器之间的内存要相互隔离。

（3）I/O虚拟化：I/O设备的异构性和多样性，导致I/O设备的虚拟化相较于     CPU和内存的虚拟化要困难和复杂。I/O设备虚拟化技术把真是的设备统一 管理起来，包装成多个虚拟设备给若干个虚拟机使用，响应每个虚拟机的设备访问请求和I/O请求。I/O设备虚拟化统一是由VMM进行管理的，主要有全虚拟化、半虚拟化和软件模拟三种思路。目前主流的设备与I/O虚拟化大多是通过软件方式来实现的。