运营商还能为“稳保”做点什么
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操作系统内核代码运行在最高权限的Ring0状态，应用程序工作于最外围权限最低的Ring3状态，剩下的Ring1和Ring2主流的操作系统都基本上没有使用。 这里所说的权限，有两个层面的约束：
来关注一下第二点，特权指令。 CPU指令集中有一些特殊的指令，用于进行硬件I/O通信、内存管理、中断管理等等功能，这一些指令只能在Ring0状态下执行，被称为特权指令。这些操作显然是不能让应用程序随便执行的。处于Ring3工作状态的应用程序如果尝试执行这些指令，CPU将自动检测到并抛出异常。 回到我们的主题虚拟化技术上面来，如同前面的定义所言，虚拟化是将计算资源进行逻辑或物理层面的切割划分，构建出一个个独立的执行环境。 按照我们前面所说的陷阱 & 模拟手段，可以让虚拟机中包含操作系统在内的程序统一运行在低权限的Ring3状态下，一旦虚拟机中的操作系统进行内存管理、I/O通信、中断等操作时，执行特权指令，从而触发异常，物理机将异常派遣给VMM，由VMM进行对应的模拟执行。 这本来是一个实现虚拟化很理想的模式，不过x86架构的CPU在这里遇到了一个跨不过去的坎。 到底是什么问题呢? 回顾一下前面描绘的理想模式，要这种模式能够实现的前提是执行敏感指令的时候能够触发异常，让VMM有机会介入，去模拟一个虚拟的环境出来。 但现实是，x86架构的CPU指令集中有那么一部分指令，它不是特权指令，Ring3状态下也能够执行，但这些指令对于虚拟机来说却是敏感的，不能让它们直接执行。一旦执行，没法触发异常，VMM也就无法介入，虚拟机就露馅儿了! 这结果将导致虚拟机中的代码指令出现无法预知的错误，更严重的是影响到真实物理计算机的运行，虚拟化所谓的安全隔离、等价性也就无从谈起。 怎么解决这个问题，让x86架构CPU也能支持虚拟化呢? VMware和QEMU走出了两条不同的路。 VMware创造性的提出了一个二进制翻译技术。VMM在虚拟机操作系统和宿主计算机之间扮演一个桥梁的角色，将虚拟机中的要执行的指令“翻译”成恰当的指令在宿主物理计算机上执行，以此来模拟执行虚拟机中的程序。你可以简单理解成Java虚拟机执行Java字节码的过程，不同的是Java虚拟机执行的是字节码，而VMM模拟执行的就是CPU指令。 另外值得一提的是，为了提高性能，也并非所有的指令都是模拟执行的，VMware在这里做了不少的优化，对一些“安全”的指令，就让它直接执行也未尝不可。所以VMware的二进制翻译技术也融合了部分的直接执行。 对于虚拟机中的操作系统，VMM需要完整模拟底层的硬件设备，包括处理器、内存、时钟、I/O设备、中断等等，换句话说，VMM用纯软件的形式“模拟”出一台计算机供虚拟机中的操作系统使用。 这种完全模拟一台计算机的技术也称为全虚拟化，这样做的好处显而易见，虚拟机中的操作系统感知不到自己是在虚拟机中，代码无需任何改动，直接可以安装。而缺点也是可以想象：完全用软件模拟，转换翻译执行，性能堪忧!
而QEMU则是完全软件层面的“模拟”，乍一看和VMware好像差不多，不过实际本质是完全不同的。VMware是将原始CPU指令序列翻译成经过处理后的CPU指令序列来执行。而QEMU则是完全模拟执行整个CPU指令集，更像是“解释执行”，两者的性能不可同日而语。 （编辑：新余站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
