软硬件虚拟化技术问题

软硬件虚拟化技术问题

［摘要］随着计算机应用的广泛和功能的丰富，计算机软件开发商普遍开始重点研制计算机软件、硬件“虚拟技术”方面的产品。文章对计算机的虚拟化种类与相关技术进行研究和探讨。

［关键词］软件；硬件；虚拟化技术

［作者简介］刘一威，广东省电力设计研究院工程师，研究方向：网络信息管理，广东广州，510663

［中图分类号］TP311.5 ［文献标识码］ A ［文章编号］1007-7723（2011）01-0030-0003

为了达到广大用户的使用需要，计算机软件开发商开始重点研制“虚拟技术”方面的产品。软件、硬件是计算机内部的重要组成部分，虚拟化技术的运用必须重视软硬件虚拟化的相关问题。

一、虚拟化种类与相关技术

从计算机理论知识看，虚拟化技术是一种与其他网络技术不同的形式。早期计算机控制模式还局限在远程、多任务控制状态下，但现代控制系统的运用实现了虚拟化操作模式，在相同时间里能对2个以上的操作系统控制，让各个操作指令程序运用于虚拟的CPU中。当前，虚拟化程度划分与

相关技术包括：

（一）虚拟化种类

1.完全虚拟。目前，市场上销售虚拟化产业最常见的是借助于各种形式的软件，如：hypervisor等，利用这类软件可以与虚拟服务器、底层硬件等创建一个特殊的抽象层。这种完全虚拟的技术最典型的产品要数VMware公司的Vsphere和微软公司的Hyper-V，能够在操作系统上实现各种虚拟操作。

2.准虚拟化。从系统运行程度上看，完全虚拟化常常要承载众多不同的程序控制，这就使得完全虚拟化成为一种密集型技术的控制器，其掌握的服务数据也相当繁多。为缓解这一状况，准虚拟化技术通常使用对操作系统调整的方式，实现和hypervisor共同操作。

（二）虚拟化相关的技术

1.Intel技术。若从计算机虚拟化技术发展历程看，Virtualization虚拟化技术是运用时间最长的一项。计算机刚刚普及的阶段，Intel虚拟化技术多数运用于服务器、主机等相关装置中。现代计算机技术的发展，促进了PC功能的改善，Intel技术能把IT优化调整为高性能的框架模式。

2.AMD技术。这类技术主要是在计算机硬件结构上形成的虚拟化技术，AMD虚拟化技术能够凭借不同的服务器广泛运用在不同的操作系统上，这对于改善服务器性能是很

有帮助的。AMD的Virtualization技术能引导用户正确运用网络资源，确保信息数据的处理更加有效。

3.系统技术。伴随着计算机技术的更新发现，实现虚拟的方式也变得多种多样。操作系统层面虚拟化就是一种多见的操作技术，这种虚拟功能的实现必须要在系统内设置虚拟服务器。需要注意的是，当采取了操作系统层虚拟化模式后，其他相关的虚拟服务器也要保持同步操作。

二、软件的虚拟化问题

软件是计算机硬件以外的重要组成部分，对于整个计算机系统运行有着很大的影响。研究计算机系统的虚拟化技术需要对软件方面进行深入分析，这对于虚拟化技术的更新有促进作用。为弄清计算机软件的虚拟化技术，我们需要从多个方面入手。

（一）计算机分层缺陷

由于我国社会信息化水平较低，对于计算机内部结构的层次划分还停留于传统的结构层次，一般包括：硬件层、主机操作系统层、应用层等，面对该类形式的结构体系，每个层面的作用更加显著。但经过一段时间的运用后，发现传统计算机结构存在诸多缺陷。

1.效率不足。这种结构下的主存储器难以发挥应有的作用，在操作运行过程中的使用效率低下，很多数据、程序难以及时处理，造成了传输信号难以更新。调查显示，单核CPU

的使用率低于50%，双核CPU的使用率低于30%。

2.成本增加。很多用户在使用计算机时要满足各种不同性能的使用要求，但这种复杂模式的构建需要多台计算机连接，增加了用户的使用成本投入。且多台计算机的运行会增加操作系统控制的难度。

3.性能缺陷。早期计算机内部结构体系划分缺乏科学性，这是因为很多装置没有发挥应有的价值，如：存储系统、IO系统等都没有得到利用。长期保持这种状态将降低计算机内部的使用性能。

（二）软件虚拟化处理

为了有效处理上述问题，为用户创造良好的使用条件，我们需要借助纯软件的虚拟化技术进行操作，通过对计算机内部模式的优化改进提高各装置的使用效率。软件虚拟化处理技术需要在硬件层中设置一个HOST OS系统，再配合安装相应的虚拟机软件。虚拟机是软件虚拟化技术的重要装置，能够对硬件层、驱动接口层、操作系统等多个方面操作，处理好传统计算机层面的缺陷。

三、硬件的虚拟化问题

从目前市场上的销售产品看，对于硬件的虚拟化运用主要集中在PC和服务器系统。而硬件的虚拟化技术一般可分为：处理器VT技术、IO虚拟分配技术。计算机在这种环境下运行操作时，要面对不同的层面控制状况，有助于计算

机的显示操作运用。硬件虚拟化涉及到的问题包括：（一）处理器VT技术

这一类型的处理操作必须要借助处理器的作用才能实现，这就要求产品制造商能根据计算机硬件实际需要开发产品。处理器VT技术投入使用后能发挥出多个方面的优势，如：效率高、成本低、性能优、设计快等。

（二）IO虚拟分配技术

常用的主要是hiIntel VT-d，这种方法主要是对VM分配I/O 设备过程中，能够调动硬件装置的协调作用。在这种状态下，硬件虚拟化技术能对传输的数据信息进行有效处理，保持内部数据的稳定性。由于这类技术弥补了PCI SIG I/O 的虚拟操作，受到了广大用户的认可。

（三）优化结构设计

从专业角度看，硬件虚拟化技术构建的是一种全新的模式，能够为计算机操作提供更强的功能。此外，硬件层、VMM间去掉了宿主操作系统，可让整个系统作用在VMM 上，有助于数据信息的二进制转换。这既优化了计算机内部结构设计，也改善了操作系统性能。

四、服务器的虚拟化技术

除了在软件、硬件的虚拟化中发挥作用外，虚拟化技术运用在其他方面也显现了较强的性能。如：存储虚拟化，其是对存储硬件资源进行抽象化表现，利用一个（或多个）