30.Виртуализация. Методы виртуализации.

Методы виртуализации

При реализации VMM для создания интерфейса между виртуальными машинами и виртуализованными системными ресурсами используются три возможных метода:

- полная виртуализация

- собственная виртуализация

- паравиртуализация

Полная виртуализация

При использовании этого метода монитором VMM (для абстрагирования виртуальной машины от реального оборудования) создается и поддерживается полная виртуальная система. Этот подход позволяет выполнять в виртуальной машине операционную систему без всяких ее модификаций.

Двоичная трансляция – процесс, который позволяет VMM обрабатывать невиртуализуемые инструкции x86 для обеспечения виртуализации систем на предшествовавших Intel VT и AMD-V архитектурах процессоров.

Преимуществом полной виртуализации и подхода с полным развязыванием физического оборудования и виртуальной машины является способность легко переносить виртуальные машины между серверами с различными физическими конфигурациями. Такая гибкость достигается ценой потери производительности из-за накладных расходов на обслуживание состояний виртуальных машин и задержек при двоичной трансляции.

Собственная виртуализация

Такая виртуализация зависит от архитектуры виртуализуемого процессора (Intel VT или AMD-V). Эти процессоры имеют в своей аппаратной части новые режимы выполнения, инструкции и структуры данных, которые предназначены для уменьшения сложности VMM.

При собственной виртуализации монитору VMM больше не требуется поддерживать в программном обеспечении характеристики ресурсов виртуальной машины и ее состояние. Точно так же, как и в случае полной виртуализации, внутри виртуальных машин операционные системы могут выполняться без их модификации.

Такой тип реализации имеет много потенциальных преимуществ – от упрощения архитектуры VMM и до существенного повышения производительности (в результате снижения накладных расходов программного обеспечения).

Паравиртуализация

Паравиртуализация была разработана как альтернатива использованию двоичной трансляции при обработке невиртуализуемых инструкций процессора x86. При этом подходе требуется модификация гостевых операционных систем (для того, чтобы сделать возможным «гипервызовы» от виртуальной машины к гипервизору). Вместо выполнения гипервизором (или монитором VMM) трансляции потенциально небезопасной инструкции гостевой операционной системы, для управления изменением состояния системы делается структурированный гипервызов от гостя к гипервизору.

Применяется в совокупности с аппаратной виртуализацией ,что позволяет предоставить более широкую поддержку, охватывающую и устаревшие операционные системы.

31.Общие сведения о Hyper-V. Кольца процессора.

Общие сведения о Hyper-V

Компания Microsoft поставляет Hyper-V в двух видах: как роль сервера Windows Server 2008 и как отдельный продукт под названием Microsoft Hyper-V Server 2008. Без Hyper-V компоненты операционной системы и приложения работают непосредственно на аппаратном обечспечении. При появлении Hyper-V это поведение коренным образом изменяется. Сервер Microsoft Hyper-V Server является отдельным продуктом, который реализует виртуализацию на базе технологий, используемых в Windows Server 2008 и Hyper-V.

Роль Hyper-V в Windows Server 2008 состоит из набора компонентов, который включает: гипервизор (называемый гипервизором Windows), компоненты режима ядра и компоненты пользовательского режима. Гипервизор Windows спроектирован как гипервизор первого типа на базе микроядра. Это означает, что гипервизор Windows работает непосредственно на аппаратном обеспечении.

Кольца процессора

Кольца процессора определяют уровень привилегий для инструкций, причем кольцо Ring 0 имеет наивысшие привилегии, а кольцо Ring 3 – низшие. Ядро операционной системы работает в кольце Ring 0, а приложения пользователя обычно работают в кольце Ring 3. Кольцо Ring -1 (с номером «минус один») было введено в аппаратных расширениях виртуализации, которые компании Intel и AMD реализовали в своих новых линейках процессоров. Это новое кольцо позволяет гипервизору Windows работать в своем собственном контексте и с таким уровнем привилегий, который выше уровня ядра Windows, позволяя в то же время ядру любой гостевой операционной системы выполняться в кольце Ring 0. Пользовательские приложения продолжают работать в кольце Ring 3.

После инсталляции роли Hyper-V и загрузки гипервизора можно создавать разделы. Корневой раздел (называемый родительским) – это единственный создаваемый по умолчанию раздел, который содержит операционную систему Windows Server 2008 и драйверы.