云计算实现之虚拟机

虚拟机

虚拟机是IaaS服务提供给用户的主要接口。

关键的接口，物理层有哪些层次，每一层都是什么样的接口？

已有接口，虚拟化通过间接层来实现，在已有的堆栈，现有的层次中，插入一个间接层。

在插入虚拟机之前，一般要考虑间接层在哪？在已有的简介层上插入接口，实现间接层位置。

在学习虚拟机的时候，库和运行时不是十分重要。

虚拟机的两个重要接口：

第一个就是硬件提供给软件环境的接口，ISA，叫指定集架构，Instruction Set。 硬件提供给所有软件用的接口，整个软件环境的视角。

第二个接口，操作系统提供给应用程序，叫做系统调用。应用程序访问共享的资源，因为是共享，应用程序不能随便用，否则影响别人的使用。利用资源需要通过操作系统实现，操作系统提供给应用程序提供接口，比如应用程序实现读的操作，保证应用程序不会破坏别的应用程序。

应用程序可以直接应用ISA，指定架构ISA的一部分用程序可以直接访问。指定架构一部分只有操作系统才能访问，这部分叫做系统ISA，比如输入输出指令；但有一部分指令，比如常见的算数指令，直接给用户使用。CPU共享，决定线程调用CPU资源的，属于系统ISA；一旦线程被调度CPU上使用，当被用来做加减乘除的时候，就不需要再经过操作系统。程序的指令需要跳着执行，跳转指令属于用户ISA。存数据和取数据也是用户ISA，内存访问处理如果要经过操作系统，程序的执行就会非常慢。

虚拟化CPU，虚拟化I/O，虚拟化内存。

ABI接口，应用二进制接口，把两个接口结合起来，

源代码写程序，编译为二进制编码。ABI程序就是应用程序，包括用户ISA，包括系统调用。

需要特权和不需要特权的指令，ABI是操作系统和硬件提供给应用程序的接口。

IIS虚拟化，实现的是ISA虚拟机，任何虚拟化都需要插入间接层，虚拟化插入软件和硬件环境之间。给软件环境提供ISA，提供iSA‘.

VM,XZEN.桌面上的虚拟机。VMWARE，服务器VEN。

ABI虚拟化，间接层是放在ABI上面。物理ABI，包括用户用户ABI和系统ABI。虚拟化既需要操作系统接口云计算实现，也需要虚拟化硬件提供·的用户ISA接口。虚拟化的ABI接口。

JAVA虚拟机，不是ISA虚拟机，是一个ABI虚拟机。ABI虚拟机通常跟编程语言相关。

JAVA编译的指令是JVM自己的指令。

JAVA虚拟化系统调用接口，访问共享的访问资源，通过JAVA提供的函数库，对系统调用的子序列。没有虚拟机，通过读和写的虚拟调用实现对共享硬件的访问。有了JAVA通过JVM的函数库的调用实现。

ISA和ABI的比较，ISA提供的是对整个软件环境的虚拟机。虚拟机所依赖的是物理所提供的ISA，ABI提供的虚拟机时提供给应用程序。ABI依赖的是，操作系统提供的系统调用接口，和用户实现的用户ISA。

系统VM：

IaaS云服务提供的云服务的接口时ISA接口，ABI虚拟机提供的库和运行时的接口，用户可以用来安装应用程序的接口。

PaaS实现应用，开率用什么语言实现。库时JAVd的库函数，运行时时运行的的接口。

ABI虚拟机是PaaS服务商提供给用户的接口，ISA虚拟机时IaaSf服务商提供给用户的接口。

重点 ISA虚拟机：

云服务商会把JAVAVirtual Machine运行在VM的Virtual Machine上，或者其他云服务上。

IaaS总是存在的，IaaS服务上经常回去用ISA虚拟机。

两种不同的ISA。

虚拟化的ISA‘,或者物理ISA，两者可以一样或者不一样。不一样的时候，针对不同的ISA上运行的程序的时候可以来实现，比如模拟器。比如游戏的模拟器，即使没有游戏硬件，我们可以通过ISA模拟器去实现。

游戏程序所实现的指令，翻译为当前硬件的指令，这是翻译器的作用。

安卓模拟器，非常广泛的操作系统，ARM是针对手机用的ISA，安卓的ARM指令被模拟器翻译为X86支持的指令。

模拟器的功能，模拟器的性能，安卓的每一个指令都需要进行翻译，运行会很慢。

云计算所依赖的虚拟机，是系统虚拟机。这个虚拟机的ISA’和当前硬件的ISA是一样的。和直接在物理机应用程序的性能是无差的。

系统虚拟机的实现：

主机操作系统是经典虚拟机和托管虚拟机的差别。

最早的虚拟机时IBM为了共享计算机的资源的虚拟机。没有操作系统。虚拟化软件是系统中唯一管理硬件资源的虚拟机。

经典：IBM z/VM、VMware、ESX、

Vmm直接管理硬件。

托管：VIRTUALBox、

有一个主机操作系统。

虚拟化的软件，叫做虚拟机管理器，Hyperversion,用VMM来实现。两个虚拟化的世界，主机操作系统来实现。虚拟机里也有操作系统，支持虚拟机的运行。区分虚拟机的操作系统和主机操作系统，主机操作系统叫做主机操作系统。虚拟机操作系统叫做来宾操作系统。

两种虚拟化的模式有不同的优缺点，经典虚拟机的性能由于直接管理，性能会很好。一般云计算一般会用。

托管虚拟机，性能较差。主机操作系统和VMM去争取资源。

需要主机操作系统：个人电脑需要。托管虚拟机不应响现有的框架。

（编辑：西安站长网）

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