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QEMU
QEMU是一套由Fabrice Bellard所编写的模拟处理器的自由软件。它与Bochs,PearPC近似,但其具有某些后两者所不具备的特性,如高速度及跨平台的特性。经由kqemu这个开源的加速器,QEMU能模拟至接近真实电脑的速度。QEMU有两种主要运作模倾:
- User mode模拟模式,亦即是使用者模式。QEMU 能启动那些为不同中央处理器编译的Linux程序。而Wine及 Dosemu是其主要目标。
- System mode模拟模式,亦即是系统模式。QEMU能模拟整个电脑系统,包括中央处理器及其他周边设备。它使得为系统源代码进行测试及除错工作变得容易。其亦能用来在一部主机上虚拟数部不同虚拟电脑。
QEMU的主体部份是在LGPL下发布的,而其系统模式模拟与kqemu加速器则是在GPL下发布。使用kqemu可使QEMU能模拟至接近实机速度,但其在虚拟的操作系统是Microsoft Windows 98或以下的情况下是无用的。
优点:
- 支持其他架构,不论在主机或虚拟系统上
- 增加了模拟速度,某些程式甚至可以实时运行
- 可以在其他平台上运行Linux的程式
- 可以储存及还原运行状态(如运行中的程式)
- 可以虚拟网络卡
- 可模拟多CPU
- 开源,可移植,仿真速度快
- 可扩展,可自定义新的指令集
Xen
Xen 项目专注于在一些不同的商业和开源应用中推进虚拟化,包括服务器虚拟化、基础设施即服务(IAAS)、桌面虚拟化、安全应用、嵌入式和硬件设备以及汽车/航空。
Xen 是一个开放源代码虚拟机监视器,由剑桥大学开发。它打算在单个计算机上运行多达100个满特征的操作系统。操作系统必须进行显式地修改(“移植”)以在Xen上运行(但是提供对用户应用的兼容性)。这使得Xen无需特殊硬件支持,就能达到高性能的虚拟化。
Xen 通过一种叫做准虚拟化的技术获得高性能,甚至在某些与传统虚拟技术极度不友好的架构上(x86),Xen也有上佳的表现。与那些传统通过软件模拟实现硬件的虚拟机不同,在Intel VT-X支持下3.0版本之前的Xen需要系统的来宾权限,用来和Xen API进行连接。到目前为止,这种技术已经可以运用在NetBSD, GNU/Linux, FreeBSD和Plan 9系统上。在Brainshare 2005会议上,Novell展示了NetWare与 Xen的连通。与Windows XP连通的技术曾在Xen开发初期进行,但微软的协议未能允许它发布。Sun微系统公司也正在积极地将Solaris移植到Xen平台之上。
Xen虚拟机可以在不停止的情况下在多个物理主机之间实时迁移。在操作过程中,虚拟机在没有停止工作的情况下内存被反复的复制到目标机器。虚拟机在最终目的地开始执行之前,会有一次60-300秒的非常短暂的暂停以执行最终的同步化,给人无缝迁移的感觉。类似的技术被用来暂停一台正在运行的虚拟机到磁盘,并切换到另外一台,第一台虚拟机在以后可以恢复。
Xen目前可以运行在x86系统上,并正在向x86_64、IA64、PPC移植。移植到其他平台从技术上是可行的,未来有可能会实现。
优点:
- 性价比高,网络性能好
- Xen可以在一套物理硬件上安全的执行多个虚拟机
- Xen虚拟机可以在不停止的情况下在多个物理主机之间实时迁移
hyper-v
Hyper-V是
微软的一款虚拟化产品,是微软第一个采用类似Vmware ESXi和Citrix Xen的基于hypervisor的技术。这也意味着
微软会更加直接地与市场先行者VMware展开竞争,但竞争的方式会有所不同。
Hyper-V是
微软提出的一种
系统管理程序
虚拟化技术,能够实现桌面虚拟化
[1] 。Hyper-V最初预定在2008年第一季度,与Windows Server 2008同时发布。Hyper-V Server 2012完成RTM版发布。
Hyper-V采用
微内核的架构,兼顾了安全性和性能的要求。Hyper-V底层的Hypervisor运行在最高的特权级别下,
微软将其称为ring -1(而Intel则将其称为root mode),而
虚拟机的OS内核和驱动运行在ring 0,
应用程序运行在ring 3下,这种架构就不需要采用复杂的BT(二进制
特权指令翻译)技术,可以进一步提高安全性。
高效率的VMbus架构
由于Hyper-V底层的Hypervisor代码量很小,不包含任何第三方的驱动,非常精简,所以安全性更高。Hyper-V采用基于VMbus的高速内存总线架构,来自虚机的硬件请求(
显卡、鼠标、
磁盘、网络),可以直接经过VSC,通过VMbus总线发送到根分区的VSP,VSP调用对应的
设备驱动,直接访问硬件,中间不需要Hypervisor的帮助。
这种架构效率很高,不再像以前的Virtual Server,每个硬件请求,都需要经过用户模式、内核模式的多次切换转移。更何况Hyper-V可以支持Virtual SMP,Windows Server 2008虚机最多可以支持4个虚拟CPU;而Windows Server 2003最多可以支持2个虚拟CPU。每个虚机最多可以使用64GB内存,而且还可以支持X64
操作系统。
完美支持Linux系统
和很多朋友的想法不同,Hyper-V可以很好地支持Linux,我们可以安装支持Xen的
Linux内核,这样Linux就可以知道自己运行在 Hyper-V之上,还可以安装专门为Linux设计的Integrated Components,里面包含磁盘和
网络适配器的VMbus驱动,这样Linux虚机也能获得高性能。下图所示的就是Novell SUSE Linux 10 SP1,其中的
网卡驱动,其
总线类型就是VMbus。
这对于采用Linux系统的企业来说,是一个福音,这样我们就可以把所有的
服务器,包括Windows和Linux,全部统一到最新的Windows Server 2008平台下,可以充分利用Windows Server 2008带来的最新高级特性,而且还可以保留原来的Linux关键应用不会受到影响。
和之前的Virtual PC、Virtual Server类似,Hyper-V也是
微软的一种
虚拟化技术解决方案,但在各方面都取得了长足的发展。
Hyper-V可以采用半虚拟化(Para-virtualization)和全虚拟化(Full-virtualization)两种模拟方式创建虚拟机。半虚拟化方式要求虚拟机与物理主机的操作系统(通常是版本相同的Windows)相同,以使虚拟机达到高的性能;全虚拟化方式要求CPU支持全虚拟化功能(如Inter-VT或AMD-V),以便能够创建使用不同的操作系统(如
Linux和
Mac OS)的虚拟机。
从架构上讲Hyper-V只有“硬件-Hyper-V-
虚拟机”三层,本身非常小巧,代码简单,且不包含任何第三方驱动,所以安全可靠、执行效率高,能充分利用硬件资源,使虚拟机系统性能更接近真实系统性能。
按照
微软的虚拟化产品路线,微软在将2008年第四季度,推出脱离Windows Server 2008 的、独立的虚拟化产品Hyper-V Server。
优点:
- 由于Hyper-V底层的Hypervisor代码量很小,不包含任何第三方的驱动,非常精简,所以安全性更高
- 可以降低运作成本
- 提高硬件利用率、优化基础设施并提高服务器的可用性
常用的虚拟化产品和各自的优势
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