虛擬機(jī)管理程序的基本知識 ??

什么是虛擬機(jī)監(jiān)控器？

虛擬機(jī)監(jiān)控器（VMM：虛擬機(jī)監(jiān)控器）是一種利用虛擬化技術(shù)運(yùn)行虛擬機(jī)（VM）的軟件或固件。

虛擬機(jī)是在物理計(jì)算機(jī)硬件上創(chuàng)建的，使每個(gè)虛擬機(jī)能夠獨(dú)立運(yùn)行。 這使得多個(gè)操作系統(tǒng)能夠在同一硬件上同時(shí)運(yùn)行。 一個(gè)關(guān)鍵特性是高效利用物理服務(wù)器資源，如CPU和存儲。

通過使用虛擬機(jī)監(jiān)控程序進(jìn)行虛擬化，可以減少物理服務(wù)器數(shù)量。 這減少了數(shù)據(jù)中心空間、能耗或冷卻成本，提高了成本效益。 此外，它提供了高度的靈活性，因?yàn)榭梢暂p松創(chuàng)建新的虛擬機(jī)或修改現(xiàn)有虛擬機(jī)資源。

實(shí)時(shí)虛擬機(jī)監(jiān)控程序也已存在，使實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能夠無延遲運(yùn)行，虛擬化技術(shù)也在需要硬實(shí)時(shí)技術(shù)的控制設(shè)備中不斷進(jìn)步。

虛擬機(jī)監(jiān)控程序的應(yīng)用

虛擬機(jī)監(jiān)控程序被用于多種用途。 這里有一些例子。

1. 信息與通信產(chǎn)業(yè)

信息與通信公司使用虛擬機(jī)監(jiān)控程序來提供云服務(wù)。 通過使用虛擬機(jī)監(jiān)控程序，你可以優(yōu)化物理服務(wù)器資源，服務(wù)多個(gè)租戶和客戶。 它也被用來虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能。

2. 汽車工業(yè)

汽車制造商在車載系統(tǒng)和嵌入式軟件開發(fā)中使用虛擬機(jī)監(jiān)控程序。 這使得多個(gè)系統(tǒng)能夠在單一硬件上運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)車載系統(tǒng)的集成和高效。 這增強(qiáng)了我們制造車輛的市場競爭力。

3. 零售

在零售業(yè)中，虛擬機(jī)監(jiān)控器用于虛擬化POS系統(tǒng)，以增強(qiáng)安全性并在多家門店之間提供一致的系統(tǒng)。 這有助于資源共享和增強(qiáng)安全性。 它也常被用于高效運(yùn)營在線商店和后臺系統(tǒng)。

4. 工業(yè)系統(tǒng)（實(shí)時(shí)控制）

在工業(yè)系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)用于運(yùn)動控制等工作，但通用虛擬機(jī)監(jiān)控器無法保證實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)操作所需的最終操作，因此通常使用實(shí)時(shí)虛擬機(jī)監(jiān)控器。 這使得操作面板操作系統(tǒng)（HMI）與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)集成到單一硬件上實(shí)現(xiàn)控制，從而降低安裝空間和維護(hù)成本。

虛擬機(jī)監(jiān)控器的原理

虛擬機(jī)監(jiān)控程序抽象硬件，為虛擬機(jī)提供物理硬件。 這使得每個(gè)虛擬機(jī)的行為仿佛占據(jù)了物理硬件。

它是一種抽象和虛擬化資源的機(jī)制，如 CPU 處理能力、內(nèi)存和存儲。 每個(gè)虛擬機(jī)在其分配的資源范圍內(nèi)運(yùn)行，表現(xiàn)得就像是與其他虛擬機(jī)隔離的環(huán)境。

近年來的CPU已成為主流，具備支持虛擬環(huán)境的硬件能力，使虛擬機(jī)信息管理脫離軟件負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了與真實(shí)機(jī)器相媲美的無延遲運(yùn)行。

此外，虛擬機(jī)監(jiān)控程序還提供管理功能，如創(chuàng)建虛擬機(jī)、啟動或停止虛擬機(jī)。 你還可以執(zhí)行資源分配和備份等操作。

每個(gè)虛擬機(jī)，訪客操作系統(tǒng)都在運(yùn)行。 虛擬機(jī)監(jiān)控程序?yàn)榇颂峁┮粋€(gè)虛擬環(huán)境。 訪客操作系統(tǒng)與虛擬機(jī)監(jiān)控程序通信以請求硬件資源，并在虛擬化硬件上運(yùn)行。

虛擬機(jī)監(jiān)控器的類型

有類型 1 和類型 2 的超級監(jiān)控器。 每種方式都針對不同的使用場景和需求量身定制。 選擇虛擬機(jī)監(jiān)控器時(shí)，重要的是根據(jù)您的需求和目的選擇合適的類型。

1. 類型1（裸金屬虛擬機(jī)監(jiān)控器）

1型虛擬機(jī)監(jiān)控程序直接運(yùn)行在物理硬件上。 首先加載的是虛擬機(jī)管理程序本身，虛擬機(jī)運(yùn)行在虛擬機(jī)上。 由于無需主機(jī)操作系統(tǒng)，其特點(diǎn)是資源效率高。

它們通常用于數(shù)據(jù)中心的虛擬化環(huán)境和云平臺上。 Microsoft Hyper-V 和 Xen Hypervisor 就是一個(gè)例子。

2. 類型2（主機(jī)型虛擬機(jī)監(jiān)控器）

Type 2 虛擬機(jī)監(jiān)控程序運(yùn)行在現(xiàn)有操作系統(tǒng)上。 主機(jī)操作系統(tǒng)是第一個(gè)啟動的，然后在上面執(zhí)行虛擬機(jī)監(jiān)控程序。 它常用于小型虛擬化環(huán)境，如桌面或開發(fā)環(huán)境。

其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡便且能夠同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)。 然而，其性能可能低于1型虛擬機(jī)管理程序。

3. 實(shí)時(shí)虛擬機(jī)監(jiān)控器

當(dāng)用于運(yùn)動控制及類似目的的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)虛擬機(jī)監(jiān)控程序上運(yùn)行時(shí)，由于設(shè)備通過虛擬機(jī)監(jiān)控程序訪問和虛擬機(jī)調(diào)度，會產(chǎn)生延遲，這使得應(yīng)用到實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)變得困難。 尤其是在需要硬實(shí)時(shí)的環(huán)境中，必須在確定性延遲下運(yùn)行。 實(shí)時(shí)虛擬機(jī)監(jiān)控程序使實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能夠像在真實(shí)環(huán)境中一樣無延遲地運(yùn)行。