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服务器虚拟化

不论是否进行虚拟化，我们都应该使用故障转移集群来保护负载。可以在虚拟服务器环境当中创建一个虚拟化机集群，或者使用主机级别的虚拟化集群功能，如果发生主机故障可以将虚拟化（自动实时迁移到另外一台虚拟化主机当中。然而这种方式存在一种问题，就是虚拟化资源消耗。

服务器虚拟化的前提就是所有虚拟机共享一个物理硬件资源池。异常消耗资源的负载可能会占用大量虚拟化服务器资源，因此如果目标主机上已经运行了任何其他虚拟化负载，那么资源密集型应用非常有可能无法完成故障虚拟化转移过程。因此对于虚拟化情况来说，vmware虚拟化软件出售，将这种负载运行在虚拟化物理硬件当中更加实际，除非有非常紧迫的业务需求要对这个负载进行虚拟化（比如为***终迁移到云中做好准备）。

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虚拟化技术的影响力

无论是何种软件方法，隔离性都是由Hypervisor软件提供的，过多的隔离必然会导致性能的下降。这些问题主要跟x86设计时就没有考虑虚拟化有关。我们先来看看x86处理器的Privilege特权等级设计。虚拟化技术x86架构为了保护指令的运行，提供了指令的4个不同Privilege特权级别，术语称为Ring，从Ring 0～Ring 3。Ring 0的优先级***1高，Ring 3***1低。

各个级别对可以运行的指令有所限制，例如，GDT，IDT，LDT，TSS等这些指令就只能运行于Privilege 0，也就是Ring 0。要注意Ring/Privilege级别和我们通常认知的进程在操作系统中的优先级并不同。Xeon Stoakley平台操作系统必须要运行一些Privilege 0的特权指令，因此Ring 0是被用于运行操作系统内核，vmware虚拟化软件出售，Ring 1和Ring 2是用于操作系统服务，Ring 3则是用于应用程序。然而实际上并没有必要用完4个不同的等级，一般的操作系统实现都仅仅使用了两个等级，即Ring 0和Ring 3，如图所示：虚拟化技术也就是说，在一个常规的x86操作系统中，系统内核必须运行于Ring 0，而VMM软件以及其管理下的Guest OS却不能运行于Ring 0——因为那样就无法对所有虚拟机进行有效的管理，就像以往的协同式多任务操作系统（如，Windows 3.1）无法保证系统的稳健运行一样。在没有处理器辅助的虚拟化情况下，挑战就是采用Ring 0之外的等级来运行VMM (Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器）或Hypervisor，以及Guest OS。

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虚拟化技术的重要性

虚拟化技术今天，虚拟化技术的各方面都有了进步，虚拟化也从纯软件逐深入到处理器级虚拟化，再到平台级虚拟化乃至输入/输出级虚拟化，代表性技术就是Intel Virtualization Technology for Directed I/O，简写为Intel VT-d，在介绍这个Intel VT-d之前，我们先来看看x86硬件虚拟化的第1一步：处理器辅助虚拟化技术，vmware虚拟化软件，也就是Intel Virtualization Technology，分为对应Itanium平台的VT-i和对应x86平台的VT-x两个版本。AMD公司也有对应的技术AMD-V，vmware虚拟化软件出售，用于x86平台。

我们介绍的是x86平台上的VT-x技术，VT-i技术原理上略为相近。纯软件虚拟化主要的问题是性能和隔离性。Full Virtualization完全虚拟化技传统的I/O模拟虚拟化术可以提供较好的客户操作系***立性，不过其性能不高，在不同的应用下，可以消耗掉主机10%~30%的资源。而OS Virtualization可以提供良好的性能，然而各个客户操作系统之间的***性并不强。

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