云计算虚拟化技术与开发-------虚拟化技术应用第二章内容（CPU虚拟机X86要解决的问题、VT-x、VMX、vCPU、EPT、VT-d）

目录

第二章：虚拟化实现技术架构

CPU虚拟机要解决的问题（x86处理器结构漏洞）及软硬件解决方案

intel VT-x的技术特点，VMX（非根操作）的操作模式及操作流程

vCPU的组成和基本操作

内存虚拟化的地址映射问题

Intel EPT的基本概念及地址转换实现过程

Intel VT-d的技术特点以及DMA重映射过程

 TUN/TAP设备的工作原理

KVM的系统框架结构、QEMU和KVM的关系

KVM的初始化过程

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• 第二章：虚拟化实现技术架构

CPU虚拟机要解决的问题（x86处理器结构漏洞）及软硬件解决方案

        要解决的问题在x86体系结构中实现虚拟化，需要客户机系统一下加入虚拟化层，来实现物理资源的共享。因此，这个虚拟化层应该运行在 Ring0 级别，而客户机操作系统只能运行在 Ring0 的以上的级别。但是，客户机操作系统中的特权指令，如果不运行在 Ring0 级别，将会有不同的 语义，产生不同的效果，或者根本不起作用，这是处理器结构在虚拟化设计上存在的缺陷，这 些缺陷会直接导致虚拟化漏洞。为了弥补这种漏洞，在硬件还未提供足够的支持之前，在半虚拟化中，客户机操作系统和虚拟花平合必须兼容，否则虚拟机无法有效操 作宿主机。x86 系统结构下处理器虚拟化如图 2-1 所示。

        解决方法基于软件：基于软件的虚拟化技术就已经先给出了两种可行的解决方案：全虚拟化和半虚拟化。全虚拟化可以采 用二进制代码动态翻译技术（Dynamic Binary Translation）来解决客户机的特权指令问题，这 种方法的优点在于代码的转换工作是动态完成的，无须修改客户机操作系统，因而可以支持多 种操作系统。而半虚拟化通过修改客户机操作系统来解决虚拟机执行蛙权拼令的问题。被虚拟 化平台托管的客户机操作系统需要修改其操作系统，将所有敏感指令替换为对底层虚拟化平台的超级调用。

        解决方法基于硬件：目前，Intel和AMD公司分别推出了硬件辅助虚拟化技术Intel VT和AMD SVM来更高效，更容易的实现虚拟化.

intel VT-x的技术特点，VMX（非根操作）的操作模式及操作流程

 VT-x的技术特点：能够降低（甚至消除）多个虚拟机操作系统之间的资源争夺和限制，从硬件上极大地改善虚拟机的安全性和性能，有助于提高基于软件的虚拟化解决方案的灵活性与稳定性。. IntelVT-x技术可以消除VMM（VirtualMachineMonitor虚拟机监视器）参与虚拟机“中断”请求的处理与特定指令的执行.