虚拟机

虚拟机(virtual machine),在计算机科学中的体系结构里,是指一种特殊的软件,他可以在计算机平台和終端用戶之间建立一种环境,而終端用戶则是基于这个軟體所建立的环境来操作软件。在计算机科学中,虚拟机是指可以像真实机器一样运行程序的计算机的软件实现。

定义

虚拟机最初由波佩克Gerald J. Popek,美国计算机科学家,曾提出虚拟机的实现需求,通称'波佩克与戈德堡虚拟化需求'。与戈德堡定义为 '有效的、孤立的真实机器的副本' 。当前包括跟任何真实机器无关的虚拟机。

'例子': 用Java编写的程序可以通过对Java运行环境(JRE)软件发命令获得服务,取得期望的结果。透过提供这种服务,Java软件起到了'虚拟机'的作用。程序不必为特定的操作系统或硬件编写。

虚拟机根据它们的运用和与直接机器的相关性分为两大类。'系统虚拟机'提供一个可以运行完整操作系统的完整的系统平台。相反,'程序虚拟机'为运行单个计算机程序设计,这意味它支持单个进程。虚拟机的一个本质特点是运行在虚拟机上的软件被局限在虚拟机提供的资源里——它不能超出虚拟世界。

分类

  • RHEV红帽企业级虚拟化:Red Hat推出第三代全新基于KVM的虚拟化产品RHEV

  • OpenVZ是基于SWsoft公司Virtuozzo软件的开源项目,非真正的虚拟机操作系统,而是一个虚拟环境(容器),与母机(host)和邻居(同母机的其他 VPS)分享计算资源,简单的说母机上有什么就只能用什么(除了可以自己安装程序以外)。

  • VirtualBox是一款功能强大的x86虚拟机软件,它不仅具有丰富的特色,而且性能也很优异。更可喜的是,VirtualBox已经走向开源,成为了一个发布在GPL许可之下的自由软件。

  • QEMU是一个非特殊且开放源代码的处理器模拟器,用于在PC平台上模拟其他平台的环境,能够加速系统之间动态转换的速度。

  • Bochs是一种开源且高度可移植的IA-32(x86)虚拟机,用C++写成,能够在大部分常见的平台上运行。它包括了对Intel x86 CPU,通用I/O设备和定制BIOS的虚拟。

  • 与硬件虚拟化相比,Xen的独特之处在于对操作系统进行修改,以降低额外损耗,从而提供比硬件虚拟化技术更高的效率。

  • KVM全称为基于内核的虚拟机,它很友好, 稳定和高性能。

  • Xen 是一个开放源代码虚拟机

系统虚拟机

程序虚拟机

例如:JVM

技术

硬件的仿真

基于这种虚拟机,用户可以运行任何操作系统,比如可以在他们“个人的”虚拟电脑上运行兩個不同的操作系统(也被称为“访客(guests)”)。这样的话,新版的实验性操作系统就可以与旧版的较稳定版本一同在单独的虚拟机上运行。这个过程甚至可以重复(recursive);IBM就在运行于旧版的虚拟机上的虚拟机上调试它新版的虚拟机操作系统,VM

这个概念的一个早期使用者就是IBM的VM/CMS time-sharing产品,该产品使用的交互式计算单用户操作系统,CMS,相对来说比较简单,运行于VM上。通过这种方式,CMS编写起来就比较简单,就好像只有它一个在运行一样,VM操作系统就在幕后提供多任务以及资源管理服务。

当然,不是每个VM用户都必须运行CMS;有些用户选择在一个或者多个虚拟机上运行某种OS/360(或者MVS),来提供传统上的批处理服务。今天,IBM大型机还在使用VM,许多虚拟机上运行的是Linux操作系统。

VMwaretwoOStwo以及SVISTA软件包在现代PC上都在处理类似截获硬件访问,模拟除了处理器以外的任何主板上的器件的事情。

plex86属于另外一种情况,它使用特定的打过补丁的内核,只能运行于Linux下,而且只能在其之上运行Linux。因此,它不是仿真处理器,它利用bochs来仿真主板设备。

现代PC使用的x86处理器架构其实并不能满足Popek和Goldberg虚拟化要求。很明显,这种架构缺少所有特权机器指令都会产生异常的模式,而这种模式可以做到单指令的虚拟化。这导致VMware或类似的x86虚拟软件必须动态地重新编译特权模式代码。这种虚拟技术和运行于如IBM System/370、Motorola MC68020的原生态可虚拟架构上的VM相比,就会多出一些性能上的开销。IntelAMD都声称计划给未来的x86处理器加入x86虚拟化能力

非原生系統的模擬

虛擬機器列表

虛擬軟體的更多描述

下列的軟體產品可以用來虛擬硬體,故可用於各種作業系統之上。

*Adeos 是一種硬體抽象層

*KVM 是一種 Linux kernel模組,可以修正 QEMU program 使之可使用硬體虛擬實境 (hardware virtualization).

*QEMU

*VirtualBox

*VMware

*Xen

*Virtual PC

ESX关机命令:poweroff,shutdown now,init 0都可以!

参见

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*[http://citeseer.ist.psu.edu/cs?q=virtual+and+machine\Citations from CiteSeer]

*[http://www.trango-systems.com|TRANGO real-time embedded hypervisor]

*[http://acmqueue.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=168 The Reincarnation of Virtual Machines, Article on ACM Queue by Mendel Rosenblum, Co-Founder, VMware]

*[http://www.cl.cam.ac.uk/xeno/xen\Xen]

*[http://www.xuniji.com/|虚拟机之家]