x86平台虚拟化技术概览
基于X86架构的虚拟化实践与探索
基于X86架构的虚拟化实践与探索摘要：针对VMware虚拟化平台在企业信息系统中的应用及探索，讨论了VMware虚拟化平台的实现及其体系结构，研究使用VMware 虚拟化技术提高信息系统中服务的高可用性，并且使用VMware提供的各种功能建设高可用的信息系统。
关键词：虚拟化；VMware；高可用性；容灾0引言随着信息技术与经济的飞速发展，为了提高工作效率及便于管理，各企业都投资建设了自己的信息系统。
对于很多不断发展壮大的企业来说，信息系统也越来越庞大，在这些信息系统中有二三十台甚至更多的服务器。
那么，这些服务器的利用率能达到多少呢？如何提高服务器的利用率让很多企业的IT部门绞尽了脑汁，但效果并不是很明显。
最近几年，虚拟化技术（Virtualization Technology，简称VT技术）迅速崛起，它可以帮助解决上述问题。
实现虚拟化的技术主要有纯软件虚拟化技术和硬件辅助虚拟化技术两种。
目前用纯软件的主流虚拟化技术有VMware ESX、Mircrosoft Viridian、开源的XEN等。
1VMware虚拟化平台为了能搭建一个高性能高可用性的虚拟化平台，需要做足充分的准备。
下面对所需要的硬件及软件产品进行分析。
VMware ESX主机两台PC Server，另外需要两台FC Storageswitch及两台FC Storage，考虑到成本问题，可选用一台FC Storage 或者采用IPSAN Storage，但实际性能上跟FC Storage相比可能会逊色一些。
硬件环境及拓扑结构并不复杂，下面主要分析虚拟化平台所需的软件环境,如表1所示。
2物理环境向虚拟化平台的迁移企业的信息化平台已经运行了多年，如何将部署在物名称说明VMware ESXi一个在物理服务器上运行的虚拟化层，它将处理器、内存、存储器和资源虚拟化为多个虚拟机。
可用利用vCenter对多台ESX主机进行集中管理，也可利用vSphere Client单独管理VMware vCenter Server配置、置备和管理虚拟化IT 环境的中央点。
虚拟化技术总体介绍
电信网络NFV引入价值和策略
基于云的自愈和弹性机制实现低冗余率/高利用率不成功/过时业务退出时，硬件资源可循环利用，减少部分重复投资软硬件分离开发/采购，降低技术门槛和开发成本，竞争充分，通用硬件开发成本的规模效应
CAPEX
统一硬件降低多种专用设备规划和运维复杂度，运维效率提升集中部署和自动化运维，减少运维人员，提升效率统一基础设施平台，缩短TTM网络切片能力在统一基础设施平台上快速提供服务不同用户的软网络/业务
虚拟化技术总体介绍
虚拟化发展背景虚拟化基本概念虚拟化架构特性虚拟化产品介绍
目录
通信行业的演进
通信网的发展是一个不断学习新技术、不断焕发青春的过程，在经历了模拟通信、数字通信、IP化后，当前通信网正加速转向基于虚拟化、软件化等IT技术的通信4.0时代。
过去十年的变革核心是IP化，其特征是CT的网络实质，IP化的外在通信方式（承载、协议等）下一步变革的核心是IT化，网络采用IT化的内在实现形式，保留CT的网络内涵和品质，更加深刻地再造电信网络
VNF（xGW）
VNF（CG）
虚拟化网元，对应vEPC、vIMS、vMSC等业务网元
公共基础设置
计算
存储
网络
TECS在网络架构中的位置
TECS（Telecom Elastic Cloud System）在ETSI NFV框架中对应MANO域的VIM，以及NFVI域中的虚拟化层、虚拟计算、虚拟存储、虚拟网络部分
OPEX
网络能力开放，从封闭的业务供给到广泛合作网络架构灵活，业务感知和适配能力更强、更快，相对僵化的网络更适合不可预知新业务创新，提高收益
REVENUE
开放，软硬件分开开发和采购，更低的投资、技术门槛，更多的player，更充分的竞争开放，更快地更换硬件/软件供应商，消除vendor-locking以更低的成本和风险更快地提供业务
操作系统虚拟化技术
操作系统虚拟化技术操作系统虚拟化技术是一种基于硬件虚拟化技术之上的软件层虚拟化技术，它允许在一个物理主机上运行多个隔离的虚拟操作系统实例。
这些虚拟操作系统实例具有独立的资源管理、独立的系统调用和独立的进程空间，彼此之间相互隔离，互不影响。
操作系统虚拟化技术主要包括以下几种：1.容器虚拟化（Container Virtualization）2.操作系统级虚拟化（OS-Level Virtualization）3.全虚拟化（Full Virtualization）4.硬件虚拟化（Hardware-Assisted Virtualization）二、容器虚拟化容器虚拟化是基于操作系统内核实现的轻量级虚拟化技术。
它通过内核隔离机制（如cgroups和namespaces）实现资源的隔离和分配。
容器之间共享宿主机的内核，因此启动速度快，资源消耗低。
容器虚拟化技术的主要代表有Docker、Kubernetes等。
三、操作系统级虚拟化操作系统级虚拟化技术是将一个操作系统的内核进行虚拟化，使得多个虚拟操作系统实例可以在一个物理主机上运行。
这些虚拟操作系统实例具有独立的系统调用和独立的进程空间，但共享物理机的内核和其他硬件资源。
操作系统级虚拟化技术的主要代表有OpenVZ、LXC等。
四、全虚拟化全虚拟化技术是在虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM）的基础上实现的虚拟化技术。
VMM负责模拟硬件资源，并将这些资源提供给虚拟机。
全虚拟化技术可以支持不同类型的操作系统，但虚拟机之间的资源隔离程度较低，性能开销较大。
全虚拟化技术的主要代表有VMware、VirtualBox等。
五、硬件虚拟化硬件虚拟化技术是利用处理器和其他硬件设备的虚拟化支持，实现虚拟化的一种高效方法。
通过硬件虚拟化技术，虚拟机可以在不牺牲性能的前提下，实现对不同操作系统的支持。
硬件虚拟化技术的主要代表有Intel VT、AMD-V等。
x86服务器简介演示
性能优化建议
优化处理器配置
根据应用需求合理配置处理器数量和核心数 ，使用多线程技术提高计算效率。
优化网络设置
合理配置网络连接，使用更快的网络设备， 优化网络拓扑结构，降低网络延迟。
升级内存和存储
增加内存容量，使用更快的内存类型，优化 存储配置，提高读写速度。
实施负载均衡和容错机制
使用负载均衡技术分配请求负载，避免单点 故障，提高系统可用性。
存储特点
高性能存储
x86服务器通常配备高性 能的硬盘和固态硬盘，以 提高数据存储和读取速度 。
RAID技术
x86服务器通常支持RAID 技术，可以提高数据存储 的可靠性和性能。
存储容量大
x86服务器的存储容量通 常比普通PC更大，可以存 储更多的数据和处理更大 的数据集。
显卡特点
高性能显卡
x86服务器通常配备高性能的显 卡，以满足复杂图形处理和可视
04
系统综合性能测 试工具
使用如PCMark、 SYSmark等综合性能测试 工具评估服务器整体性能 。
05
x86服务器市场趋势与前 景
市场现状与趋势
增长趋势
近年来，随着云计算、大数据和人工智能的快速发展，x86服务器 市场呈现持续增长趋势。
市场份额
x86服务器在全球服务器市场中占据主导地位，特别是在互联网、 金融、电信等领域。
02
x86服务器通常采用标准的x86指 令集，具有较高的灵活性和可扩 展性，是构建企业级数据中心和 云计算基础设施的主流选择之一 。
x86服务器的历史与发展
x86服务器的发展历程可追溯至上世 纪80年代，当时IBM公司推出第一 台x86服务器，随后x86架构逐渐成 为服务器市场的主流。
虚拟化平台技术方案
虚拟化平台技术方案技术方案1.1.1什么是虚拟化通过虚拟化技术将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，或者让几台服务器变成一台服务器来用，我们不再受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合。
1.1.2实施虚拟化技术可产生的好处降低物理基础架构的成本如下图所示，使用了虚拟化技术之后，资源的利用率由8%提升至80%，因而可以保证所有服务应用系统正常运行的同时，物理服务器的使用数量仅为原有数量的8%，机架与电源插座的数量仅为原数量的10%，其他物理设备也得到了较大幅度的精简，达到了简化构架结构及节约大量投入成本的目的点击加载图片图2-1 使用虚拟化技术前后的比较降低数据中心的运营成本（例如：能耗和散热）物理服务器的数量得到精简后，其运营成本也可得到大幅节约。
对设备占用的空间及维护人员的需求得到降低暂且不说，相应节能减排的时代潮流，所有设备的耗电量也得到了大幅的减少。
据权威部门统计，每百台服务器在进行虚拟化之后，耗电量由原来的725MW降低为104MW，不但为全社会的节能减排做出了贡献，还节省了高额的电费支出。
点击加载图片图2-2 每百台服务器每年所消耗的电量（兆瓦）提高工作效率、运营灵活性和响应度通过即时部署，动态补丁应用，零停机维护，内置高可用性，自动灾难恢复等机制，简化了工作流程，提高了工作效率及运营的灵活度，管理员的工作负载得到了大幅提升，同时也达到了节约运营成本的目的。
1.1.3虚拟化技术前景在本世纪中，各种机构面临重重的成本压力、环保的压力，不断增长的业务压力，都在迫使信息部门更多、更好地采用更为成熟的虚拟化技术，而当前计算机及相关技术的新发展也为进一步采用虚拟技术提供了极为有利的条件。
正如摩尔定律所示，CPU速度越来越快，计算机内存和外存的容量和存取速度又有了惊人的发展，硬件成本也有了相应的降低，软件技术和开发工具更加完备而能力大大加强，x86技术的大范围推广应用给虚拟技术的推广应用提供了方便和广阔的平台。
虚拟化基础知识介绍
随着虚拟机数量的增加，管理复杂性也会相应提 高，需要专业的虚拟化管理工具和人员来维护和 管理虚拟化环境。
安全风险
虚拟化技术可能会增加安全风险，例如虚拟机逃 逸攻击和侧信道攻击等。因此，需要加强虚拟化 环境的安全防护和管理。
03 存储虚拟化
存储虚拟化原理及作用
原理
存储虚拟化通过抽象、聚合和自动化 等技术，将物理存储资源转化为逻辑 视图，并提供统一的管理和访问接口 。
• 降低应用部署难度：无需考虑用户设备的操作系统和硬件配置，简化应 用部署流程。
• 提高应用兼容性：使得同一应用程序可以在不同操作系统和硬件平台上 运行，提高了应用的兼容性。
• 实现应用快速响应：可以快速响应用户的应用需求，提高用户体验。
桌面与应用虚拟化实施建议
选择合适的技术方案
根据需求评估结果，选择适合 的桌面和应用虚拟化技术方案。
培训和支持
为用户提供必要的培训和技术 支持，确保用户能够熟练使用 虚拟桌面和应用。
评估需求
在实施前，应对企业或组织的 需求进行充分评估，明确虚拟 化的目标和范围。
制定实施计划
制定详细的实施计划，包括虚 拟化环境的搭建、用户迁移、 数据备份等。
监控和维护
建立监控机制，及时发现并解 决虚拟化环境中出现的问题， 确保系统的稳定性和可用性。
提升数据安全性
数据存储在服务器端，减少了数据泄露的风险。
提高资源利用率
通过集中化管理，降低硬件成本，提高资源利用 率。
实现桌面环境快速部署
可以快速为用户配置和部署桌面环境，提高工作 效率。
应用虚拟化原理及作用
• 原理：应用虚拟化是将应用程序与操作系统分离，使得应用程序可以在 不同的操作系统和硬件平台上运行。通过流技术或容器技术等，将应用 程序的运行环境与用户的设备解耦，实现应用程序的快速部署和灵活使 用。
服务器虚拟化
启动虚拟机
启动虚拟机实例，检查虚 拟机状态，确保虚拟机正 常运行。
资源池管理与优化方法
资源池管理
将物理服务器资源划分为 多个资源池，实现资源的 动态分配和调度，提高资 源利用率。
资源优化
监控虚拟机资源使用情况 ，根据实际需求调整资源 分配，实现资源的合理分 配和利用。
负载均衡
采用负载均衡技术，将虚 拟机负载分散到多个物理 服务器上，提高系统整体 性能。
监控和管理
企业应建立有效的监控和管理机制，确保服务器虚拟化的稳定运行 和资源的合理分配。
未来研究方向和挑战
安全性问题
随着服务器虚拟化的广泛应用，安全性问题日益突出，如 虚拟机逃逸、恶意软件感染等，需要加强安全研究和防范 措施。
多租户支持
如何实现高效、安全的多租户支持是服务器虚拟化面临的 一个重要挑战，需要研究新的隔离机制和资源调度算法。
。
关键组件及功能介绍
虚拟机监视器（Hypervisor）
负责管理和调度虚拟机资源，提供虚拟硬件接口，实现虚拟机与物理 硬件的交互。
虚拟化管理工具
提供对虚拟机生命周期的管理，包括创建、配置、启动、暂停、迁移 和删除等操作。
资源池
将物理资源抽象成资源池，实现资源的动态分配和共享，提高资源利 用率。
虚拟网络
的可靠性和稳定性。
04
性能监控与调优实践指南
性能监控指标体系构建
CPU利用率
反映服务器CPU的繁忙 程度，过高或过低的
CPU利用率都可能影响 性能。
内存占用率
内存不足可能导致应用 程序运行缓慢或崩溃， 需密切关注内存占用情
况。
磁盘I/O性能
磁盘读写速度直接影响 服务器性能，需监控磁 盘I/O等待时间、吞吐量
虚拟化技术区别
虚拟化技术区别————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：x86平台三种不同的虚拟化之路从1998年开始，VMware创造性的将虚拟化引入x86平台，通过二进制翻译（BT，Binary Translation）和直接执行的模式，让x86芯片可以同时运行不同的几种操作系统，并且确保性能、稳定性和安全性。
从那时起，数以万计的企业已经从虚拟化中获得了极大的收益。
但是，关于虚拟化的几种实现方式，引起了很多误解，为此，希望通过此文澄清几种虚拟化道路的优缺点，以及VMware公司对几种虚拟化之路的支持情况。
图1总结了x86虚拟化技术的进展情况，从VMware的BT最近的内核部分虚拟化和硬件辅助虚拟化。
1.x86虚拟化概览所谓x86服务器的虚拟化，就是在硬件和操作系统之间引入了虚拟化层，如图2所示。
虚拟化层允许多个操作系统实例同时运行在一台物理服务器上，动态分区和共享所有可用的物理资源，包括：CPU、内存、存储和I/O设备。
图2. x86架构上的虚拟化层近年来，随着服务器和台式机的计算能力急剧增加，虚拟化技术应用广泛普及，很多用户已经在开发/测试、服务器整合、数据中心优化和业务连续性方面证实了虚拟化的效用。
虚拟架构已经可以将操作系统和应用从硬件上分离出来，打包成独立的、可移动的虚拟机，从来带来了极大的灵活性。
例如：现在可以通过虚拟架构，让服务器7x24x365运行，避免因为备份或服务器维护而带来的停机。
已经有用户在VMware平台上运行3年而没有发生任何的停机事件。
对于x86虚拟化，有两种常见的架构：寄居架构和裸金属架构。
寄居架构将虚拟化层运行在操作系统之上，当作一个应用来运行，对硬件的支持很广泛。
相对的，裸金属架构直接将虚拟化层运行在x86的硬件系统上，可以直接访问硬件资源，无需通过操作系统来实现硬件访问，因此效率更高。
x86服务器
运维管理策略与工具
运维管理策略
运维管理工具
• 制定x86服务器的运维管理策略，包括服务器的监控、备
• 选择合适的运维管理工具，如监控系统、备份软件和故
份、恢复和故障处理等。
障诊断工具等，实现x86服务器的自动化运维管理。
• 考虑x86服务器的可用性、稳定性和安全性，制定合适的
用场景。
未来机遇
• x86服务器的发展为企业带来了新的机遇，如大数据分析、人工智能和物联网等领
域的应用，提高了企业的竞争力。
• x86服务器的发展为企业降低了运营成本，提高了企业的经济效益。
CREATE TOGETHER
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
DOCS
硬件配置与性能评估
硬件配置建议
性能评估方法
• 根据应用程序的性能需求，选择合适的处理器、内存、
• 使用性能测试工具，如基准测试软件（Benchmark）等，
存储和网络等硬件组件。
对x86服务器的性能进行评估。
• 考虑硬件的兼容性和扩展性，以保证x86服务器可以适应
• 评估x86服务器的CPU、内存、存储和网络等方面的性能，
虚拟化软件的选择与部署
虚拟化软件的选择
虚拟化软件的部署
• 根据企业的需求和预算，选择合适的虚拟化软件，如
• 根据企业的需求和架构，规划虚拟化软件的网络拓扑和
VMware、VirtualBox、KVM等。
部署方案。
• 考虑虚拟化软件的性能、稳定性和安全性，选择适合企
• 考虑虚拟化软件的安全配置和权限管理，保证虚拟化环
Unix操作系统
x86服务器虚拟化平台性能测试
行多个虚拟服务器 ， 带来降低运 营成本、 加速部署应 用、 提 高服务 可用 性 、 提升 资 源 利 用 率 和动 态 调 度 资 源的技术优势…。Ｖ Ｍ ｗ ａ ｒ ｅ 将服务器虚拟化技术引人 ｘ ８ ６ 平台， 并迅速被业界接受 ， 成为炙手可热 的技术。 目前主 流 的 ｘ ８ ６服 务 器 虚 拟 化 平 台有 开 源 的 Ｘ ｅ ｎ 、
一
针对 ｘ ８ ６服 务器 虚拟化 平 台 ， 本 文提 出一 种 支持 Ｘ ｅ ｎ 、 Ｖ Ｍ ｗ ａ ｒ ｅ Ｅ Ｓ Ｘ ｉ 和 Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｏ ｆ ｔ Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ — Ｖ 的性 能 测 试
。
服务 器 虚拟化 使 一 个 物 理 服 务器 上 可 以 同时 运
系统 。该系统在运用传统测试工具 的同时 ， 可以实时 获 取虚 拟化平 台 的性 能数 据 。本 文运 用 该 系 统 进行
ｆ ｅ ｔ ｃ ｈ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｌ ａ ｆ ｔ ｏ ｍ ｒ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｉ ｍｅ ．Ｐｅ ｆｏ ｒ ｍ ａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｍａ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ３ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ａ － ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｍｓ ｒ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗ ｓ Ｘｅ ｎ ｐ ａ ｒ ａ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ａ ｓ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｍａ ｒ ｎ ｃ ｅ ａ ｄ ｖ ｎｔ ａ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ Ｓ Ｘ ｉ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍｓ ｂ ｅ ｓ ｔ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ Ｍｌ ｙ ．
服务器虚拟化技术了解KVM、Xen、VMware等常见方案
服务器虚拟化技术了解KVM、Xen、VMware等常见方案服务器虚拟化技术是当今互联网时代中不可或缺的重要技术之一，它可以帮助企业提高服务器资源的利用率，降低硬件成本，简化管理维护，提高灵活性和可靠性。
在众多的服务器虚拟化技术中，KVM、Xen和VMware是比较常见的方案。
本文将对这三种常见的服务器虚拟化技术进行介绍和比较，帮助读者更好地了解它们的特点和适用场景。
一、KVM（Kernel-based Virtual Machine）KVM是一种基于Linux内核的开源虚拟化技术，它将Linux内核转变为一个虚拟化的hypervisor，可以让Linux作为主机操作系统来运行多个虚拟机。
KVM支持硬件虚拟化，可以充分利用现代处理器的虚拟化扩展功能，提供接近原生性能的虚拟化体验。
KVM的优点：1. 性能优秀：KVM利用硬件虚拟化技术，可以实现接近原生性能的虚拟化，适合对性能要求较高的应用场景。
2. 安全可靠：KVM作为Linux内核的一部分，得到了广泛的社区支持和更新，具有较高的安全性和稳定性。
3. 成本低廉：KVM是开源软件，免费使用，可以帮助企业降低虚拟化成本。
KVM的缺点：1. 管理复杂：KVM的管理工具相对较为简陋，对于初学者来说可能需要一定的学习成本。
2. 生态相对较弱：相比商业虚拟化解决方案，KVM的生态系统相对较弱，可能无法提供完善的支持和解决方案。
二、XenXen是一种开源的虚拟化软件，最初由剑桥大学开发，后来成为Linux Foundation的项目之一。
Xen采用裸机hypervisor的架构，可以在硬件和操作系统之间提供一个独立的虚拟化层，实现多个虚拟机的隔离运行。
Xen的优点：1. 高性能：Xen采用裸机hypervisor的设计，可以实现接近原生性能的虚拟化，适合对性能要求较高的应用场景。
2. 安全稳定：Xen具有较高的安全性和稳定性，可以提供可靠的虚拟化环境。
3. 灵活性：Xen支持多种虚拟化模式，可以根据不同的需求选择适合的虚拟化方式。
虚拟化技术的原理与实现
虚拟化技术的原理与实现虚拟化技术的原理与实现虚拟化技术是一种将物理资源虚拟化为逻辑资源的技术，通过将一个物理实例划分为多个虚拟实例，从而提高硬件资源的利用率。
本文将介绍虚拟化技术的原理和实现方式。
一、虚拟化技术的原理虚拟化技术的原理主要分为硬件虚拟化和软件虚拟化两种。
1. 硬件虚拟化硬件虚拟化是指通过虚拟化软件（如Hypervisor）将一台物理服务器划分为多个虚拟机，每个虚拟机可以运行不同的操作系统和应用程序。
虚拟机与物理服务器之间通过Hypervisor进行通信和调度，实现资源的隔离和共享。
硬件虚拟化可以提供更高的安全性和稳定性，并且可以充分利用服务器硬件资源。
2. 软件虚拟化软件虚拟化是指通过虚拟化软件将一个操作系统的功能进行划分，每个划分单元可以独立运行。
常见的软件虚拟化技术包括容器化和操作系统虚拟化。
容器化技术通过隔离进程和文件系统，实现多个应用程序的隔离运行。
操作系统虚拟化则是将一个操作系统划分为多个虚拟机实例，每个虚拟机拥有独立的内核和文件系统。
二、虚拟化技术的实现虚拟化技术可以通过不同的实现方式来实现。
1. 完全虚拟化完全虚拟化是一种对硬件进行虚拟化的技术，它可以在不修改操作系统的情况下运行多个虚拟机。
完全虚拟化需要通过Hypervisor来模拟物理硬件，并为每个虚拟机提供一个独立的运行环境。
常见的完全虚拟化软件有VMware和KVM。
2. 半虚拟化半虚拟化是一种修改操作系统的方式实现虚拟化，它需要对操作系统进行修改以便与虚拟化软件进行通信。
半虚拟化可以提供更高的性能和效率，但需要对操作系统进行修改，兼容性较差。
常见的半虚拟化软件有Xen。
3. 容器化容器化是一种轻量级的虚拟化技术，它通过隔离进程和文件系统实现多个应用程序的隔离运行。
容器化技术可以在较低的资源开销下实现快速启动和高密度部署。
常见的容器化软件有Docker和Kubernetes。
三、虚拟化技术的应用虚拟化技术的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 服务器虚拟化服务器虚拟化是虚拟化技术最常见的应用场景之一，它可以将单个物理服务器划分为多个虚拟机，在同一台服务器上运行多个应用程序和操作系统，充分利用硬件资源，提高运行效率和可靠性。
X86架构的认识
X86架构的认识X86架构是一种广泛应用于个人计算机和服务器的微处理器架构。
它最初由英特尔公司于1978年推出，并成为了个人计算机的主要架构。
此后，X86架构逐渐发展壮大，并适用于各种领域，包括嵌入式系统、移动设备和云计算等。
X86架构是一种复杂而强大的架构，它支持大量的指令集和特性。
这些指令集包括基本指令、浮点指令、媒体指令和扩展指令等。
这些指令集使得X86架构能够执行各种任务，包括通用计算、图形处理、媒体处理和加密解密等。
X86架构不断演进和发展，新的指令集和特性不断加入，使得X86架构在计算性能和功能方面达到了令人难以置信的高度。
X86架构最大的特点之一是兼容性。
作为一个成熟的架构，X86架构保持了向后兼容性，这意味着旧的软件和操作系统可以在新的X86处理器上运行，而不需要做任何修改。
这一点对于个人计算机用户来说尤为重要，因为用户可以更轻松地升级他们的硬件而不必担心软件的兼容性问题。
此外，X86架构还具有广泛的生态系统和支持。
自从个人计算机的普及以来，各种软件和硬件厂商都致力于开发与X86架构兼容的产品。
这使得X86架构在软件和硬件资源方面非常丰富，用户可以享受到各种各样的应用程序和硬件设备。
然而，X86架构也存在一些缺点。
首先，由于历史原因，X86架构的设计变得复杂和庞大，这给芯片制造商和软件开发者带来了挑战。
其次，X86架构相对于其他架构而言，在功耗和散热方面表现并不理想。
尽管有一些技术和优化可以改善这些问题，但相对于低功耗的移动设备和嵌入式系统来说，X86架构的功耗仍然较高。
最近几年，随着移动计算和云计算的兴起，X86架构逐渐在移动设备和云服务领域面临着竞争。
ARM架构等其他架构迅速发展，并在这些领域取得了巨大的成功。
为了应对这种竞争，英特尔公司推出了一系列针对低功耗和高性能的X86处理器，以满足不同应用场景的需求。
总的来说，X86架构是一种功能强大且广泛应用的架构，它在个人计算机和服务器领域一直占据主导地位。
x86平台DSM群晖、ESXi虚拟化网络性能对比
x86平台DSM群晖、ESXi虚拟化⽹络性能对⽐本帖最后由 glk17 于 2017-3-9 16:43 编辑x86平台家庭⽹络中⼼折腾系列：【第⼀篇】抛砖引⽟--x86 mini主机虚拟NAS,下载机,软路由带宽叠加7层流控家庭⽹络中⼼需求分析，虚拟化⼀机多⽤实现⽅案，硬件选型，软路由系统选型【第⼆篇】x86平台DSM群晖、ESXi虚拟化⽹络性能对⽐本⽂，未完，测试补齐中物理机跑软路由，ESXi虚拟机跑软路由（含⽹卡直通），DSM群晖下phpVirtualBox虚拟机跑软路由，性能、效率对⽐测试【第三篇】2017路由器、⽹络该怎么玩——ESXi多条宽带接⼊多线策略路由ESXi虚拟机⽹卡直通跑软路由，⽹络功能实现及设置参考x86平台软路由的⽤法有很多譬如最简单的直接物理机做软路由或者跑DSM⿊群晖，再跑虚拟机运⾏软路由或者跑ESXi再跑虚拟机运⾏软路由或者跑Hyper-V Server再跑虚拟机运⾏软路由等等软路由家⽤，只要性能够⽤的前提下当然最好是功耗能多⼩就多⼩，体积能多⼩就多⼩功耗低了发热量⼩就可以⽤被动散热，适合放在弱电箱等狭⼩空间⾥能10W解决的话就不要⽤20W的机器，能5W解决的就不要⽤10W的机器所以，本帖想探究这⼏个问题：1，物理机跑软路由，什么样的硬件配置能跑满千兆NAT2，虚拟化后虚拟机跑软路由，什么样的硬件配置能跑满千兆NAT3，虚拟化后虚拟机跑⿊群晖，什么样的硬件配置能跑满千兆samba共享平台1：DELL OptiPlex 380CPU：Intel® Pentium® Processor E54002M Cache, 2.70 GHz, 800 MHz FSB 双核 45nm TDP 65W 内存⽀持双通道 DDR3 不⽀持VT-d/zh-cn/products/40478/Intel-Pentium-Processor-E5400-2M-Cache-2_70-GHz-800-MHz-FSB内存：DDR3 4G *1（内存插槽两个）存储：SATA 120G SSD*1⽹卡：BCM5721*1，Intel平台2：CPU：Intel® Celeron® Processor J19002M Cache, 2 GHz up to 2.42 GHz 4核4线程 22nm TDP 10W 内存⽀持双通道最⼤8G DDR3⽀持VT-x（不⽀持VT-d）/zh-cn/products/78867/Intel-Celeron-Processor-J1900-2M-Cache-up-to-2_42-GHz内存：DDR3L 4G *1（内存插槽⼀个）存储：mini SATA SSD 32G *1，eMMc4.5 32G *1（仅⽀持EFI启动，暂未使⽤），SATA 2.5⼨硬盘接⼝*1⽹卡：Intel® Ethernet Controller I211-AT *4平台3：Intel® Celeron® Processor 3215U2M Cache, 1.70 GHz 2核2线程 14nm TDP 15W（⽀持TDP-down 10W）内存⽀持双通道最⼤16G DDR3L ⽀持VT-x和VT-d/products/84810/Intel-Celeron-Processor-3215U-2M-Cache-1_70-GHz内存：DDR3L 8G *1（内存插槽⼀个）存储：mSATA SSD 24G *1，SATA 硬盘接⼝*1（含数据、供电⼆合⼀线）⽹卡：Intel® Ethernet Controller I211-AT *4测试环境：PC1: CLEVO W150ERWindows 10 Pro x64I5 3320M/8G DDR3 1600MHz/GT650M 1G DDR5/128G PM830/Realtek PCIe GBE Family Controller/BCM94360HMBPC2: FUJITSU FMVA15MJWindows 7 Ultimate x64I3 3110M/4G DDR3 1600MHz/20G SSD/Realtek PCIe GBE Family Controller/Atheros AR946XIxChariot Console 6.70IxChariot Endpoint 7.10Ultra_High_Performance_Throughput.scrLAN<->LAN：PC1->PC2 1 pairPC1->PC2 10 pairPC1<-PC2 1 pairPC1<-PC2 10 pair平台2 物理机 WAN<->LAN：LAN->WAN，PC1->PC2 1 pairLAN->WAN，PC1->PC2 10 pairLAN<-WAN，PC1<-PC2 1 pairLAN<-WAN，PC1<-PC2 10 pair平台2 ESXi6.5a WAN虚拟⽹卡<->LAN虚拟⽹卡：LAN->WAN，PC1->PC2 1 pairLAN->WAN，PC1->PC2 10 pairLAN<-WAN，PC1<-PC2 1 pairLAN<-WAN，PC1<-PC2 10 pair平台3 物理机 WAN<->LAN：LAN->WAN，PC1->PC2 1 pairLAN->WAN，PC1->PC2 10 pairLAN<-WAN，PC1<-PC2 1 pairLAN<-WAN，PC1<-PC2 10 pair平台3 ESXi6.5a WAN虚拟⽹卡<->LAN虚拟⽹卡：LAN->WAN，PC1->PC2 1 pairLAN->WAN，PC1->PC2 10 pairLAN<-WAN，PC1<-PC2 1 pairLAN<-WAN，PC1<-PC2 10 pair平台3 ESXi6.5a WAN直通物理⽹卡<->LAN直通物理⽹卡：LAN->WAN，PC1->PC2 1 pairLAN->WAN，PC1->PC2 10 pairLAN<-WAN，PC1<-PC2 1 pairLAN<-WAN，PC1<-PC2 10 pair数据汇总：注：前台CPU占⽤率为iKuai WEB界⾯系统状态显⽰的数值曲线因为显⽰的不是瞬时CPU占⽤率，⽽是某段时间内的平均CPU占⽤率，以及显⽰刷新率等等原因显⽰的值本⾝只能作为⼀个参考，这⾥取值的话也只能⼤概的选取某⼀点作为结果，可能会有⼀定误差从上图可以看出：1，虽然是跑TCP⼤包的情况，显然CPU还有⾜够的余量（这也是让它跑ESXi兼任其他功能的理论依据）但跑满千兆3215U这台只⽤了⼤概15%以内的CPU，J1900⽤了30%左右的CPU（这个可能是iKuai对J1900 ⽀持和和优化不⾜的问题，后续可能会跑其他软路由譬如碧海威、LEDE、ROS等来验证）2，ESXi下，虚拟⽹卡和⽹卡直通对于CPU的占⽤，差别⾮常明显如果要跑ESXi⼀机多⽤，显然应该尽量节省CPU留给其他应⽤，所以CPU是否⽀持VT-d硬件直通的意义在这⾥。
虚拟化技术
2.1.4 KVM 介绍
KVM（Kernel-based Virtual Machine）是一种基于 Linux x86 硬件平台的开源全虚拟化解决方案。它依托于 CPU 虚拟化指 令集，性能、安全性、兼容性、稳定性表现很好，每个虚拟化操作系统表现为单个系统进程，可与 Linux 安全模块—Selinux 安全 模块很好地结合KVM 作为 Hypervisor，主要涵盖两个重要组成部分：一个是 Linux 内核的 KVM 模块，另外一个是提供硬件仿真的 QEMU（Quick Emulator）。另外，为了使 KVM 整个虚拟化环境能够易于管理，还需要 Libvirtd 服务和基于 Libvirt 开发出来的管 理工具。KVM 架构包括 KVM 模块、QEMU、Libvirt、Libvirtd、Virsh、Virt-Manager 等。KVM 模块的主要功能是提供物理 CPU 到 虚拟 CPU 的一个映射，提供虚拟机的硬件加速来提升虚拟机的性能。KVM 模块本身无法作为一个 Hypervisor 模拟出一个完整的虚 拟机，并且我们也无法直接对 Linux 内核进行操作，所以需要借助其他的软件来进行，QEMU 就扮演着一个这样的角色。
2.1.2 虚拟化分类
按照不同的方式，虚拟化有多种分类。 （1）按照操作系统耦合程度分类，可分为全虚拟化和半虚拟化。 ① 全虚拟化（Full Virtualization）又叫硬件辅助虚拟化技术，最初所使用的虚拟化技术就是全虚拟化技术， 它在虚拟机（VM）和硬件之间加了一个软件层—Hypervisor，或者称为虚拟机管理程序（VMM）。Hypervisor 可以划分 为两种：一种是直接运行在物理硬件之上的，如基于内核的虚拟机（KVM—它本身是一个基于操作系统的 Hypervisor）； 另一种运行在另一个操作系统（运行在物理硬件之上）中，包括 QEMU 和 WINE。因为运行在虚拟机上的操作系统通过 Hypervisor 来最终分享硬件，所以虚拟机发出的指令需经过 Hypervisor 捕获并处理。为此，每个客户操作系统 （Guest OS）所发出的指令都要被翻译成 CPU 能识别的指令格式，这里的客户操作系统即运行的虚拟机，所以 Hypervisor 的工作负荷会很大，因此会占用一定的资源，从而在性能方面不如裸机，但运行速度要快于硬件模拟。全 虚拟化最大的优点是，运行在虚拟机上的操作系统没有经过任何修改，唯一的限制是操作系统必须能够支持底层的硬件， 因为目前的操作系统一般都能支持底层硬件，所以这个限制就变得微不足道了。 ② 半虚拟化（Para Virtualization）是后来才出现的技术，也称为准虚拟化技术，现在比较热门。它是在全 虚拟化的基础上，对客户操作系统进行了修改，增加了一个专门的 API。这个API 可以将客户操作系统发出的指令进行 最优化，即不需要 Hypervisor 耗费一定的资源进行翻译操作，因此 Hypervisor 的工作负担变得非常小，从而整体的 性能也有很大的提高。缺点是，要修改包含该 API 的操作系统。但是，对于某些不含该 API 的操作系统（主要是 Windows）来说，就不能用这种方法，Xen 就是一个典型的半虚拟化的技术。
虚拟化技术介绍及分类
1.1 虚拟化技术发展史虽然虚拟化技术在最近几年才开始大面积推广和应用，但是如果从其诞生时间来看，可以说它的历史源远流长。
1959年，克里斯托弗（Christopher Strachey）发表了一篇学术报告，名为"大型高速计算机中的时间共享"（Time Sharing in Large Fast Computers），他在文中提出了虚拟化的基本概念，这篇文章也被认为是虚拟化技术的最早论述。
可以说虚拟化作为一个概念被正式提出即是从此时开始。
最早在商业系统上实现虚拟化的是IBM公司在1965年发布的IBM7044。
它允许用户在一台主机上运行多个操作系统，让用户尽可能充分地利用昂贵的大型机资源。
随后虚拟化技术一直只在大型机上应用，而在PC服务器的x86平台上仍然进展缓慢。
不过也可以理解，以当时x86平台的处理能力，应付一两个应用都有些捉襟见肘，还怎么可能将资源分给更多的虚拟应用呢？随着x86平台处理能力与日俱增，1999年，VMware在X86平台上推出了可以流畅运行的商业虚拟化软件。
从此虚拟化技术终于走下大型机的神坛，来到PC服务器的世界之中。
在随后的时间里，虚拟化技术在x86平台上得到了突飞猛进的发展。
尤其是CPU进入多核时代之后，PC具有了前所未有的强大处理能力，终于到了我们考虑如何有效利用这些资源的时候了。
从2006年到现在，可以说是进入了虚拟化技术的爆发期。
诸多厂商如雨后春笋般涌现，而微软这样的主流操作系统厂商也终于按捺不住，从2003年收购Connectix获得虚拟化技术并很快推出Virtual Server免费版到2008年年底推出Hyper-V，可以说每一步都是势头逼人，就连已经成为业内老大的VMware也不得不一再出招应对。
纵观虚拟化技术的发展历史，可以看到它始终如一的目标就是实现对IT资源的充分利用。
1.2 虚拟化技术概念及分类实际上，我们通常所说的虚拟化是指服务器虚拟化技术。
x86-64安全虚拟机构架
x86-64安全虚拟机构架• 1 x86-64安全虚拟机构架o 1.1 SVM硬件概述o 1.2 SVM处理器和平台扩展o 1.3 指令VMRUN与虚拟机控制块VMCBo 1.4 #VMEXITo 1.5 拦截操作o 1.6 指令VMSAVE和VMLOADo 1.7 TLB控制o 1.8 事件抛出o 1.9 中断和本地APIC支持o 1.10 SMM支持o 1.11 上次分支记录的虚拟化o 1.12 外部访问检测o 1.13 嵌套的分页▪ 1.13.1 （1）传统分页与嵌套分页的比较▪ 1.13.2 （2）复制的状态▪ 1.13.3 （3）打开嵌套分页机制▪ 1.13.4 （4）嵌套分页机制和VMRUN/#VMEXIT ▪ 1.13.5 （5）嵌套表遍历▪ 1.13.6 （6）嵌套页与客户机页出错、出错排序▪ 1.13.7 （7）将嵌套和客户机属性联合▪ 1.13.8 （8）将内存类型和MTRR联合▪ 1.13.9 （9）页裂变▪ 1.13.10 （10）传统PAE模式▪ 1.13.11 （11）A20掩码▪ 1.13.12 （12）检测嵌套分页支持o 1.14 安全▪ 1.14.1 （1）指令SKINIT▪ 1.14.2 （2）安全例外o 1.15 SVM相关的MSR▪ 1.15.1 （1）VM_CR MSR (C001_0114h)▪ 1.15.2 （2）IGNNE MSR (C001_0115h)▪ 1.15.3 （3）SMM_CTL MSR (C001_0116h)▪ 1.15.4 （4）VM_HSAVE_PA MSR (C001_0117h) o 1.16 SVM-Locko 1.17 SMM-Lockx86-64安全虚拟机构架AMD虚拟化（AMD-V?）构架安全虚拟机（Secure Virtual Machine，SVM）为企业级服务器虚拟软件技术设计，SVM在处理器上提供了硬件资源，允许单个机器更有效地运行多个操作系统，并维护安全和资源相互隔离。
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n 收购前可以支持Linux，但收购后被取消了该特性 n 收费
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x86平台虚拟化技术概览
已有的虚拟化技术一览
n FreeBSD Jail
n FreeBSD 中提供的一个虚拟机技术，虚拟化 程度比较低
n 优点
n 性能无损
n 缺点
n 只能用于FreeBSD n 没有图形化部署工具，不适合新手使用
使32位 CPU可以使用4G以上内存 n 支持 x86/64 处理器 (Intel EM64T, AMD Opteron) n 支持 Intel VT-x 技术，客户机操作系统不经过修改
即可运行 (Windows XP/2003, 各类Linux) n 增强的控制工具 n 增强的 ACPI 支持 n 支持 AGP/DRM 图形技术
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Xen Linux 虚拟化技术
n Xen 的前景
n 成为Linux内核标准功能 n 各种Linux发行版都支持 n 其他操作系统支持
n FreeBSD/NetBSD/OpenBSD n Solaris
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Xen 的竞争对手
n VMware
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已有的虚拟化技术一览
n Xen
n 开源项目，基于 Linux，打内核补丁，2005年初成 了 xensource 公司，专注于这个产品的开发和推广， 目前有Intel, AMD, HP, IBM, Redhat, SuSE 等厂商 支持
n 优点
n 性能损失很小
n 支持FreeBSD/NetBSD/Linux
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2020/11/3
x86平台虚拟化技术概览
前言
本演讲介绍了目前x86平台比较流行的众多虚拟机技术，涉 及 VMware, VirtualPC, FreeBSD Jail, Xen 等。
重点介绍了目前最为广泛讨论的一款虚拟化平台技术 Xen,这 是最早始于 剑桥大学 作为服务器管理技术的一个课题，最终却 发展为了一个格外耀眼的新生技术明星，它不光受到了硬件厂商 Intel, AMD 的青睐，更是直接推动了这两个厂商对CPU虚拟化技 术的研发和早日产品化，而Linux的最大发行商RedHat也已经计 划在其06年后半年发行的下一代产品 Enterprise 5.0 中加入 Xen 技术，SuSE也表示会在06年发行的企业版中加入 Xen 技术，更 牛的是连 IBM 也是 Xen 主要的支持者之一，看来 2006 年将会是 虚拟化技术大为流行的一年了，让我们一起来了解一下这些有意 思的技术吧。
虚拟化技术趋势
n 由软件实现发展为硬件支持 n Intel 的虚拟化技术 n AMD 的虚拟化技术 n 多种虚拟化技术竞争到融合 n 成为计算机和操作系统标准功能
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第四部分
n 虚拟化技术介绍 n 已有的虚拟化技术一览 n 虚拟化技术趋势 虚拟化技术带来的好处 n 特别介绍：Xen Linux 虚拟化技术
n 开始 paravirtualization 技术研究 n VMI (Virtual Machine Interface)
n OpenVZ n UML
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参考资料
n Xen官方网站
n Virtualization in Xen 3.0
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已有的虚拟化技术一览
n Bochs
n 开源项目，很早的虚拟机项目之一，2000 年开源，但发展缓慢，不成熟
n 可以支持Linux和Windows
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已有的虚拟化技术一览
n UML (User Mode Linux)
n 开源项目，基于 Linux，打内核补丁，目前 已经被收入 2.6 内核，SuSE 9.0中就已经开 始使用这个软件，前景不是很好
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Xen Linux 虚拟化技术
n Xen 3.0 特性 n Xen 的发展现状 n Xen 的前景 n Xen 的竞争对手
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Xen Linux 虚拟化技术
n Xen 3.0 特性
n 客户机最大支持到32颗处理器 n 支持 Intel (Physical Addressing Extensions) PAE，
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已有的虚拟化技术一览
n VMware n MS VirtualPC n FreeBSD Jail n Bochs n UML (User Mode Linux) n OpenVZ n Xen n Plex86
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已有的虚拟化技术一览
n VMware
n 比较早的商业化公司之一，产品目前有3个系列：WorkStation， GSX，ESX，目前以被EMC公司收购，IBM在其服务器中采用
n 优点
n 易用性好 n 完全可以模拟一台服务器，客户操作系统不作修改就能使用 n 服务器可以运行在Windows和Linux上 n 客户机可以支持Windows/Linux/FreeBSD/Solaris等
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虚拟化技术介绍
n 什么是虚拟化技术？ n 如何实现？软件还是硬件？ n 性能如何？ n 收费还是免费？ n 容易使用吗？
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第二部分
n 虚拟化技术介绍 已有的虚拟化技术一览 n 虚拟化技术趋势 n 虚拟化技术带来的好处 n 特别介绍：Xen Linux 虚拟化技术
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提纲
n 虚拟化技术介绍 n 已有的虚拟化技术一览 n 虚拟化技术趋势 n 虚拟化技术带来的好处 n 特别介绍：Xen Linux 虚拟化技术
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第一部分
➢ 虚拟化技术介绍 • 已有的虚拟化技术一览 • 虚拟化技术趋势 • 虚拟化技术带来的好处 • 特别介绍：Xen Linux 虚拟化技术
n 缺点
n 服务器只能运行于Linux n 运行于其上的客户机需要打内核补丁
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第三部分
n 虚拟化技术介绍 n 已有的虚拟化技术一览 虚拟化技术趋势 n 虚拟化技术带来的好处 n 特别介绍：Xen Linux 虚拟化技术
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n 优点
n 免费
n 缺点
n 性能损失大 n 只支持Linux
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已有的虚拟化技术一览
n OpenVZ
n 开源项目，基于 Linux，打内核补丁，有商 业化公司支持，目前开发很活跃，但还缺乏 大厂商支持
n 优点
n 免费 n 性能很高
n 缺点
n 只支持Linux
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n 缺点
n 运行效率差，使用GSX版本服务器性能衰减20%左右，ESX稍微 好些
n 收费
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已有的虚拟化技术一览
n MS VirtualPC
n 比较早的商业化公司之一，03年被微软收购，目前 微软的Windows 2003有VirtualPC的版本
n 优点
n 很容易使用
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Xen Linux 虚拟化技术
n Xen 的发展现状
n 开发非常活跃
n 已有上百名开发人员(来自Xen和合作厂商)
n 支持厂商众多
n IBM (Secure Hypervisor) n Redhat, SuSE n AMD, Intel n HP
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/article/8909
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演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/3
x86平台虚拟化技术概览
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虚拟化技术带来的好处
n 提高投资的利用率 n 方便开发人员 n 搭建大规模的虚拟化数据中心 n 提高系统的可管理性 n 提高系统的安全性
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第五部分
n 虚拟化技术介绍 n 已有的虚拟化技术一览 n 虚拟化技术趋势 n 虚拟化技术带来的好处 特别介绍：Xen Linux 虚拟化技术