三种虚拟化方式

完全虚拟化(Full virtualization)。虚拟化软件会模拟假的 CPU、内存、网络、硬盘给到我,让我自我感觉良好,感觉自己终于又像个内核了。这种方式一个坏处就是,慢,而且往往慢到不能忍受。

硬件辅助虚拟化(Hardware-Assisted Virtualization),对于虚拟机内核来讲,只要将标志位设为虚拟机状态,我们就可以直接在 CPU 上执行大部分的指令,不需要虚拟化软件在中间转述,除非遇到特别敏感的指令,才需要将标志位设为物理机内核态运行,这样大大提高了效率。

所以,安装虚拟机的时候,我们务必要将物理 CPU 的这个标志位打开。想知道是否打开,对于 Intel,你可以查看 grep “vmx” /proc/cpuinfo;对于 AMD,你可以查看 grep “svm” /proc/cpuinfo。

半虚拟化(Paravirtualization)访问网络或者硬盘的时候,为了取得更高的性能,也需要让虚拟机内核加载特殊的驱动,也是让虚拟机内核从代码层面就重新定位自己的身份,不能像访问物理机一样访问网络或者硬盘。

我知道我不是物理机内核,我知道我是虚拟机,我没那么高的权限,我很可能和很多虚拟机共享物理资源,所以我要学会排队,我写硬盘其实写的是一个物理机上的文件,那我的写文件的缓存方式是不是可以变一下。我发送网络包,根本就不是发给真正的网络设备,而是给虚拟的设备,我可不可以直接在内存里面拷贝给它,等等等等。

需要记住下面的这些知识点:

  • 虚拟化的本质是用 qemu 的软件模拟硬件,但是模拟方式比较慢,需要加速;
  • 虚拟化主要模拟 CPU、内存、网络、存储,分别有不同的加速办法;
  • CPU 和内存主要使用硬件辅助虚拟化进行加速,需要配备特殊的硬件才能工作;
  • 网络和存储主要使用特殊的半虚拟化驱动加速,需要加载特殊的驱动程序。

此文章为3月Day31 学习笔记,内容来源于极客时间《趣谈 Linux 操作系统》,推荐该课程。

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