Quantifying Performance Properties of Virtual Machine 的關鍵字義瞭解

課程：45101論文研討（一）
日期：99年9月24日
時間：13:50~15:40
地點：S401
編輯：資工產碩一張金燦

Quantifying Performance Properties of Virtual Machine－的關鍵字義瞭解

果然是不一樣，今天聽研二的前輩們做的論文研究探討，真的有霧煞煞的感覺，下課後趕緊回家找資料研讀一下，既然霧茫茫了，以前只知道有VM，在架設Linux時以曾跑過KVM，但就是不懂，真的只能如老師說的先就關鍵字的部分，來看看自己能吸收多少囉！

首先當然是就虛擬機器的用語－Hypervisor作瞭解(前輩好像要提，可是最後還是沒提到)：

什麼是 Hypervisor，指的是虛擬化的平台，也就是可以讓兩個或多個的作業系統共用同一部電腦的監督程式：
1. 能在主機執行多種的作業系統(OS)。
2. 為每一虛擬機器提供獨立的執行環境。
3. 管理介於虛擬機器Guest OS與主機底層的硬體資源。

現有 Virtualization 的區分，共有三種模式：

1. Fully Virtualization：透過純粹的軟體模擬硬體的方式，再讓Guest OS在虛擬的硬體上運作的方式，主要就是透過Binary translation的方式作為虛擬與真實硬體間的溝通，其效能較差。

2. Para-virtualization：準虛擬化，需要修改客戶端的OS，以取得更高的執行效率。會採用這樣的技術係因早前的CPU設計的關係，衍生出修改Guest OS的方法，使得VM在執行應用程式時，就不用再花時間檢查程式碼，以提高執行的效能，但是其最大的缺點在修改Guest OS，在GNU的架構下的還好解決，如果是封閉式的，如MS的話就只能期待MS的修改了。

3. Native Virtualization(Hardware-Assisted-Virtualization)：Intel VT-X以及 AMD-V就是由Intel以及AMD對新的x86 CPU硬體做修改，以符合VM架構的要求；在這種架構的電腦上跑VM的話，就不再需要Para-virtualization對Guest

OS的修改，也不需要Fully Virtualization對執行程式做程式碼的檢查了，可以說是完全的VM了。


Hypervisor的型態:
1. Hypervisor直接架構在底層硬體之上，不是在實體電腦的作業系統中

　 VM1 　 VM2
　 ----- -----
　 Hypervisor
　 ------------
　　　Hardware

2. Hypervisor架構在作業系統之上，由作業系統管理VM的運作

　 VM1 　 VM2
　 ----- -----
　 Hypervisor
　 ------------
　　　　OS
　 ------------
　　　Hardware

根據Hypervisor搭配核心的不同，分有：Monolithic hypervisor以及Microkernel hypervisor兩種，Monolithic hypervisor主要係將對應的Driver架構於Hypervisor中，在同一部電腦中架構出多少個VM，在Hypervisor就會相對應的Driver被建構出來，如此Hypervisor的運作會比較頻繁。而Microkerne Hypervisor則建構於Hypervisor上之VM中，也就是Driver在虛擬環境中直接使用，使得Hypervisor的使用上會更穩定。



網站參考：
paper: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=4732162
http://www.dotblogs.com.tw/nel/archive/2010/06/01/15542.aspx
http://en.wikipedia.org/wiki/Virtualization
http://oasis.csie.ntu.edu.tw/2009_fall_network/slides/45.docx (Server Farm with Virtualization)
http://www.syscom.com.tw/Industry_Observation_Detail.aspx?EPAID=44 (鄭健忠前輩的發表文章)