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虚拟化

东京计划:VMWare虚拟化

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2017/5/3     浏览次数:    
1. 企业IT的虚拟化趋势
IT基础架构规模的日趋庞大,越来越高的复杂性,以及无法避免的异构性,向企业IT部门提出了更高的要求。IT经理或者企业的CIO需要在考虑如何应对不断出现的问题的同时,也考虑到未来企业IT的运营模式。比如:如何使规模庞大的IT系统运行的更有效率;如何从IT的角度增加企业的竞争力。
基于企业IT运营的需求,一种新的技术应运而生,这就是虚拟化技术。虚拟化技术为企业IT运营模式提供了新的解决方案。
A.        增强业务灵活性
B.        增强可管理性
C.        增强业务连续性
D.        减少整体拥有成本(TCO)
E.        投资?;?
应该说,虚拟化技术是一个新的工具,它将帮助企业从粗放的IT管理向精细化管理跃迁,对虚拟化模式下的IT管理的精细挖掘,以及有效使用,将极大提升企业的竞争力。
2. VMWare虚拟化技术介绍

东京1.5分彩开奖 www.r8j05.com.cn 虚拟化技术在发展过程中形成了如下几个层次。

Hypervisor是运行于单机的虚拟化软件,它能够从指令集层面集成虚拟化功能,在一台服务器上运行多个操作系统,为多个操作系统分配资源并且进行管理。
Virtual Infrastructure是虚拟化平台,是在多个物理服务器的基础上建立的统一的虚拟化平台,虚拟机可以方便的在不同的硬件平台上迁移,而不影响应用的运行。VI使企业的IT设备从孤立的一群设备变成一个统一的平台,或者设备池,为采用更先进的管理方式提供了可能。
Management & Automation是智能化的虚拟化管理?;赩I建立的平台,VMWare或者Xen等虚拟化管理软件,都或多或少的集成了先进的管理方式,能够根据设备的符合,自动分配资源,并进而提升设备利用率、可靠性,并达到节省功耗的目的。
3. AMD-V?虚拟化技术特点
基于x86架构的虚拟化技术,出现在上世纪90年代,然而由于企业级应用要求具有良好的安全性,以及不错的性能,而传统的纯软件的虚拟化解决方案,难以具备企业级应用的要求。AMD-V?技术在硬件级别集成了一系列独有的虚拟化技术,使虚拟化具备了高性能和高安全性。下面从性能和安全性两个方面,介绍AMD虚拟化技术的一些主要特性。
3.1 高性能的虚拟化技术
AMD-V?技术在性能优化方面主要包括如下一些技术。
A.        AMD-V?虚拟化指令集
B.        直连架构(DCA)
C.        Tagged TLB
D.        快速虚拟化索引(RVI)
3.1.1 AMD-V?虚拟化指令集
AMD在CPU中增加了新的虚拟化指令,这些指令使Hypervisor能够高效的启动和管理虚拟机,以及进行资源的分配。
3.1.2 直连架构

直连架构使AMD的CPU相对传统的FSB架构获得了更高的内存访问带宽和更低的访问时延,而由于同时在一台服务器上需要运行多个操作系统,因此虚拟化技术本身对内存的性能要求比较高,这样直连架构就良好的适应了虚拟化对硬件平台的要求。

在直连架构的平台上,通过合理的分配CPU和内存资源(例如上图),虚拟机将获得更高效的运行效率。
3.1.3 快速虚拟化索引RVI
快速虚拟化索引(Rapid Virtualization Index,RVI)也是AMD所独有的一种虚拟化技术。在采用虚拟化技术后,应用程序的内存访问模式将变的更加复杂(如下图),原先操作系统的物理地址,将需要通过Hypervisor再进行一次转换,才能映射到实际的物理地址上。

传统的模式是采用Shadow Page Tables,既由Hypervisor来管理内存映射关系,每一次内存访问都需要Hypervisor进行运算才能访问到实际的物理地址。而RVI技术,就是将这种转换直接通过嵌套TLB的方式实现,既通过硬件直接实现转换,极大的提升了虚拟机的工作效率。



通过测试,使用RVI技术后,最多可以减少75%的Hypervisor工作时间,虚拟机切换(world-switch)时间能够减少25%。
3.1.4 带标签的(Tagged)TLB

Tagged TLB是又一种AMD的创新技术。TLB 是 CPU 中的表格,包含内存页面的虚拟和现实地址间的相互参照。传统上虚拟机之间转换时需要清洗 TLB。与许多 RISC 架构相似,AMD 虚拟化具有带标志的 TLB,地址空间可以在不同虚拟机之间转换,包括Hypervisor和虚拟机之间,而无需刷新TLB。



AMD带标记的TLB相比Intel不带标记的TLB能够提供更出色的内存访问和虚拟机切换性能。
3.2 高安全性的虚拟化技术
对于企业级应用,高性能固然重要,然而高安全性才是其必要保证,AMD-V?技术在高安全性方面采用了如下一些技术,确保企业级应用的安全。
A.        Secure VMM(Secure Init)
B.        Secure Memory boundary(嵌套页表)
C.        Secure DMA(DEV)
D.        Secure SMM
在Hypervisor启动(boot sequence)时,AMD采用了Secure Init技术,来确保在Hypervisor启动过程的安全性。在Hypervisor运行过程中,仍然是有可能收到攻击的,AMD采用了Secure SMM(系统管理模式)来保证运行过程中的安全性。
在内存访问的安全性方面,首先RVI技术,从硬件角度进行内存地址的映射,提高了内存访问的安全性。此外,AMD还采用了集成到硬件中的设备排除列表DEV技术,使基于AMD-V?的虚拟化可以以最高的安全性和可靠性运行。

DEV使Hypervisor能够了解虚拟机是否被允许访问到的页面,所以DEV通过拒绝未经授权的内存访问而增强了虚拟化的安全性。如下图所示,VM1被允许访问第28个页面,而第22页面属于VM3,则不允许VM5进行访问。



DEV技术是虚拟化必须具备的技术,所不同的是,在AMD平台中,DEV是基于硬件的,因而可以获得更好的安全性。

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