虚拟化

虚拟化：

虚拟化需要满足的条件：
等价执行
性能良好
安全隔离

内核必须运行在环0上（不管虚拟机还是物理机）
用户空间运行在环3上

cpu虚拟化： 按时间切割

完全虚拟化：
软件模拟cpu:
需要模拟环0123
虚拟：
底层架构要和上层架构一致
Host虚拟出一套完全的环境（上层机器不知道自己在虚拟化中）
只需要模拟环0
性能很差，可以借助BT（二进制翻译）技术和HVM技术提高性能
硬件辅助虚拟化：
cpu多增加一个指令环
Host运行在环-1 上，让虚拟机运行在环0上（但是此时虚拟机实际是没有特权指令的）
Host能够捕获虚拟机的指令在环-1上执行特权指令

半虚拟化：
需要修改虚拟机内核
虚拟机内核知道自己运行在虚拟化环境中
虚拟机需要执行特权指令时，直接去调用Host主机的内核（由hyper call去调用）（底层host由hyperivor管理）


Memory虚拟化：按空间切割
进程：
线性地址空间
cpu：
物理地址空间
内核调用内存：
线性地址空间----cpu：nmu---》虚拟物理地址空间------》由Hyperivor映射到Host内存地址空间
MMU虚拟化：
线性地址空间----虚拟的MMU--->Host的内存地址空间

I/O虚拟化：
外存：
硬盘、光盘
网络设备：
网卡
显示设备：
VGA
键盘鼠标：
ps/2 , usb

IO虚拟化方式：
模拟：
完全适应软件模拟真实硬件
发送---用户空间---内核--驱动--模拟网卡---hyperivor中的虚拟网卡（很多）---IO stack---真实网卡
半虚拟化：
发送---用户空间---内核--IO前端驱动（让用户能看到，而本地直接转发到hyperivor）
通常只适用于硬盘和网卡等（显卡不行）
IO透传：
本地有多硬盘、网卡
直接分配资源（硬盘、网卡）给虚拟机适用
Inter：VT-d：
基于北桥的硬件辅助虚拟化技术
主要实现IO虚拟化的灵活性可靠性

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I型：xen、vmware exsi 
虚拟机 
Hyperivor
物理机 

II型：kvm、vmware workstation、virtualbox
虚拟机
虚拟化软件
物理机

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虚拟化技术：

cpu相关：     vt-x , EPT , tagged-TLB
IO/cpu相关: vt-d ,IOV ,VMDq

处理器相关的：vt-x
芯片相关：vt-d
IO相关：VMDq 、SR-IOV

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xen、kvm 不具备IO模拟功能

用QEMU，virtio 来实现IO模拟

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qemu：
工作于用户空间的进程
使用来qemu模拟IO设备
kqemu相当于vmware的BT技术（bug多不稳定）
kvm 取代了kqemu （kvm实际上就是qemu的加速工具）

kvm ：
linux内核的一个模块
内核装载了kvm后内核成为了Hyperivor（物理机内核运行移到ram -1）
硬件的Hyperivor要驱动IO设备：
自我驱动、dom 0 驱动 
kvm可以虚拟cpu、内存

kvm架构：
内核模式、用户模式、来宾模式
vcpu有线程模拟实现

kvm架构：

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guest Men
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vcpu
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thread | thread
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kvm | linux Kernel
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cpu cpu cpu