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Xen：修訂間差異

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Xen 是一個開放源代碼虛擬機監(jiān)視器，由劍橋大學(xué)開發(fā)。它打算在單個計算機上運行多達100個滿特征的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)必須進行顯式地修改（“移植”）以在Xen上運行（但是提供對用戶應(yīng)用的兼容性）。這使得Xen無需特殊硬件支持，就能達到高性能的虛擬化。
Xen是一個[[開源]]的虛擬機監(jiān)控器，最初由劍橋大學(xué)開發(fā)。其設(shè)計目標(biāo)是在單一物理[[服務(wù)器]]上能夠高效地運行多達100個功能完整的[[操作系統(tǒng)]]實例。為了在Xen平臺上順利運行，這些操作系統(tǒng)需要進行專門的修改（也稱為“移植”），以確保與Xen的兼容性。
== 概述 ==
Xen是一種開源的[[虛擬機]]監(jiān)控器，由英國劍橋大學(xué)[[計算機]]實驗室開發(fā)。它采用ICA協(xié)議和準(zhǔn)虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)高性能的虛擬化，特別適用于服務(wù)器應(yīng)用整合，可有效節(jié)省運營成本，提高設(shè)備利用率，最大化利用數(shù)據(jù)中心的IT基礎(chǔ)架構(gòu)。


Xen通過一種叫做準(zhǔn)虛擬化的技術(shù)獲得高性能，甚至在某些與傳統(tǒng)虛擬技術(shù)極度不友好的架構(gòu)上（x86），Xen也有上佳的表現(xiàn)。與那些傳統(tǒng)通過軟件模擬實現(xiàn)硬件的虛擬機不同，在Intel VT-X支持下3.0版本之前的Xen需要系統(tǒng)的來賓權(quán)限，用來和Xen API進行連接。到目前為止，這種技術(shù)已經(jīng)可以運用在NetBSD, GNU/Linux, FreeBSD和Plan 9系統(tǒng)上。在Brainshare 2005會議上，Novell展示了NetWare與 Xen的連通。與Windows XP連通的技術(shù)曾在Xen開發(fā)初期進行，但微軟的協(xié)議未能允許它發(fā)布。Sun微系統(tǒng)公司也正在積極地將Solaris移植到Xen平臺之上。
Xen能夠在一套物理硬件上安全地執(zhí)行多個虛擬機，與[[Linux]]等操作系統(tǒng)完美結(jié)合，占用資源最少。它的穩(wěn)定版本為3.0，支持完全虛擬化和超虛擬化。Xen的高性能和低資源占用特點贏得了IBM、AMD、HP、Red Hat和Novell等眾多世界級軟硬件廠商的高度認(rèn)可和大力支持。


Xen虛擬機可以在不停止的情況下在多個物理主機之間實時遷移。在操作過程中，虛擬機在沒有停止工作的情況下內(nèi)存被反復(fù)的復(fù)制到目標(biāo)機器。虛擬機在最終目的地開始執(zhí)行之前，會有一次60-300秒的非常短暫的暫停以執(zhí)行最終的同步化，給人無縫遷移的感覺。類似的技術(shù)被用來暫停一臺正在運行的虛擬機到磁盤，并切換到另外一臺，第一臺虛擬機在以后可以恢復(fù)。
Xen還支持虛擬機在不停止的情況下在多個物理主機之間實時遷移，通過短暫的暫停實現(xiàn)最終同步化，給人無縫遷移的感覺。這種技術(shù)可以暫停一臺正在運行的虛擬機到磁盤，并切換到另外一臺，第一臺虛擬機在以后可以恢復(fù)。
== 工作原理 ==
'''1、完全虛擬化'''


Xen目前可以運行在x86系統(tǒng)上，并正在向x86_64、IA64、PPC移植。移植到其他平臺從技術(shù)上是可行的，未來有可能會實現(xiàn)。
這種方法使用一個能夠理解并翻譯虛擬操作系統(tǒng)發(fā)出的未修改指令的[[CPU]]，使得不需要對操作系統(tǒng)進行任何修改即可在虛擬環(huán)境中運行。這種CPU通常具有硬件輔助[[虛擬化]]功能，如[[Intel]]的VT-x或AMD的AMD-V技術(shù)。
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'''2、準(zhǔn)虛擬化'''
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這種方法涉及修改客操作系統(tǒng)（即虛擬機上運行的操作系統(tǒng)），使其發(fā)出的指令更適合在虛擬化環(huán)境中執(zhí)行。準(zhǔn)虛擬化可以提高性能，因為它減少了宿主機和虛擬機之間交互的開銷。
== 虛擬化模式 ==
=== 半虛擬化 ===
Xen通過一種叫做半虛擬化的技術(shù)獲得高效能的表現(xiàn)(較少的效能損失, 典型的情況下大約損失 2%, 在最糟的情況下會有 8% 的效能耗損; 與其它使用完全的虛擬化卻造成最高到 20% 損耗的其他解決方案形成一個明顯的對比)，甚至在某些與傳統(tǒng)虛擬技術(shù)極度不友好的架構(gòu)上（x86），Xen也有極佳的表現(xiàn)。
=== 全虛擬化 ===
Intel對Xen貢獻修改以支持其VT-X Vanderpool架構(gòu)擴展。如果主系統(tǒng)支持Vanderpool或者Pacifica擴展（Intel和AMD對本地支持虛擬化的擴展），這項技術(shù)將允許未修改的客作業(yè)系統(tǒng)運行在Xen虛擬機中。
== 基本組件 ==
* 虛擬機監(jiān)控器（VMM）或Hypervisor：這是Xen的核心組件，位于硬件與虛擬機之間。Hypervisor是第一個加載到硬件上的軟件層，負(fù)責(zé)創(chuàng)建和管理虛擬機，這些虛擬機在Xen中被稱為“domain”。
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* Domain0：這是Xen中的一個特殊虛擬機，擁有更高的特權(quán)級別。它負(fù)責(zé)提供硬件驅(qū)動和管理接口，因為Hypervisor本身不包含與硬件通信的驅(qū)動程序，也沒有與管理員交互的接口。Domain0還負(fù)責(zé)管理和控制其他虛擬機（稱為domainU），并提供對它們的控制臺訪問。
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* Xend進程：這是一個運行在Domain0中的守護進程，用于管理所有其他虛擬機。管理員通過與Domain0交互來創(chuàng)建和管理虛擬機。
== 相關(guān)條目 ==
* [[虛擬化軟件]]
* [[KVM]]
* [[VMware]]
* [[FreeVM]]
* [[VirtualBox]]
* [[QEMU]]
* [[VMware vSphere]]
[[category:虛擬化軟件|X]]

2024年5月6日 (一) 15:33的最新版本

Xen是一個開源的虛擬機監(jiān)控器，最初由劍橋大學(xué)開發(fā)。其設(shè)計目標(biāo)是在單一物理服務(wù)器上能夠高效地運行多達100個功能完整的操作系統(tǒng)實例。為了在Xen平臺上順利運行，這些操作系統(tǒng)需要進行專門的修改（也稱為“移植”），以確保與Xen的兼容性。

概述[ ]

Xen是一種開源的虛擬機監(jiān)控器，由英國劍橋大學(xué)計算機實驗室開發(fā)。它采用ICA協(xié)議和準(zhǔn)虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)高性能的虛擬化，特別適用于服務(wù)器應(yīng)用整合，可有效節(jié)省運營成本，提高設(shè)備利用率，最大化利用數(shù)據(jù)中心的IT基礎(chǔ)架構(gòu)。

Xen能夠在一套物理硬件上安全地執(zhí)行多個虛擬機，與Linux等操作系統(tǒng)完美結(jié)合，占用資源最少。它的穩(wěn)定版本為3.0，支持完全虛擬化和超虛擬化。Xen的高性能和低資源占用特點贏得了IBM、AMD、HP、Red Hat和Novell等眾多世界級軟硬件廠商的高度認(rèn)可和大力支持。

Xen還支持虛擬機在不停止的情況下在多個物理主機之間實時遷移，通過短暫的暫停實現(xiàn)最終同步化，給人無縫遷移的感覺。這種技術(shù)可以暫停一臺正在運行的虛擬機到磁盤，并切換到另外一臺，第一臺虛擬機在以后可以恢復(fù)。

工作原理[ ]

1、完全虛擬化

這種方法使用一個能夠理解并翻譯虛擬操作系統(tǒng)發(fā)出的未修改指令的CPU，使得不需要對操作系統(tǒng)進行任何修改即可在虛擬環(huán)境中運行。這種CPU通常具有硬件輔助虛擬化功能，如Intel的VT-x或AMD的AMD-V技術(shù)。

2、準(zhǔn)虛擬化

這種方法涉及修改客操作系統(tǒng)（即虛擬機上運行的操作系統(tǒng)），使其發(fā)出的指令更適合在虛擬化環(huán)境中執(zhí)行。準(zhǔn)虛擬化可以提高性能，因為它減少了宿主機和虛擬機之間交互的開銷。

虛擬化模式[ ]

半虛擬化[ ]

Xen通過一種叫做半虛擬化的技術(shù)獲得高效能的表現(xiàn)(較少的效能損失, 典型的情況下大約損失 2%, 在最糟的情況下會有 8% 的效能耗損; 與其它使用完全的虛擬化卻造成最高到 20% 損耗的其他解決方案形成一個明顯的對比)，甚至在某些與傳統(tǒng)虛擬技術(shù)極度不友好的架構(gòu)上（x86），Xen也有極佳的表現(xiàn)。

全虛擬化[ ]

Intel對Xen貢獻修改以支持其VT-X Vanderpool架構(gòu)擴展。如果主系統(tǒng)支持Vanderpool或者Pacifica擴展（Intel和AMD對本地支持虛擬化的擴展），這項技術(shù)將允許未修改的客作業(yè)系統(tǒng)運行在Xen虛擬機中。

基本組件[ ]

  • 虛擬機監(jiān)控器（VMM）或Hypervisor：這是Xen的核心組件，位于硬件與虛擬機之間。Hypervisor是第一個加載到硬件上的軟件層，負(fù)責(zé)創(chuàng)建和管理虛擬機，這些虛擬機在Xen中被稱為“domain”。
  • Domain0：這是Xen中的一個特殊虛擬機，擁有更高的特權(quán)級別。它負(fù)責(zé)提供硬件驅(qū)動和管理接口，因為Hypervisor本身不包含與硬件通信的驅(qū)動程序，也沒有與管理員交互的接口。Domain0還負(fù)責(zé)管理和控制其他虛擬機（稱為domainU），并提供對它們的控制臺訪問。
  • Xend進程：這是一個運行在Domain0中的守護進程，用于管理所有其他虛擬機。管理員通過與Domain0交互來創(chuàng)建和管理虛擬機。

相關(guān)條目[ ]