Hardveres virtualizáció

Hardvervirtualizáció  – virtualizáció speciális processzorarchitektúra támogatásával . A szoftvervirtualizációval ellentétben ezzel a technikával lehetőség van izolált vendég operációs rendszerek használatára, amelyeket közvetlenül a hypervisor vezérel .

A vendég operációs rendszer független a gazdagép platform architektúrától és a virtualizációs platform megvalósításától.

A hardveres virtualizáció a nem virtualizált gépek teljesítményéhez hasonló teljesítményt nyújt, ami praktikussá teszi a virtualizációt, és széleskörű elterjedéséhez vezet. A leggyakoribb virtualizációs technológiák az Intel -VT és az AMD -V.

• Az Intel VT (Intel Virtualization Technology) valós cím módú virtualizációt valósít meg (8086 kompatibilitási mód). A megfelelő I/O hardvervirtualizáció a VT-d (kódnéven Vanderpool ). Gyakran VMX -nek (Virtual Machine eXtension) rövidítik.

• Az AMD-V- t gyakran SVM-nek (Secure Virtual Machines) rövidítik. Kódnév: Pacifica. A megfelelő I/O virtualizációs technológia az IOMMU . Az AMD-V egyszerűbb és hatékonyabb, mint az Intel VT. [1] Az AMD-V támogatást a Xen 3.3 -ban vezették be .

Intel VT (Intel Virtualization Technology)

VTx

A korábban "Vanderpool" kódnéven ismert VT-x egy Intel virtualizációs technológia az x86 platformon. 2005. november 13-án az Intel kiadott két Pentium 4 modellt (662-es és 672-es modell), amelyek az első olyan processzorok voltak, amelyek támogatták a VT-x-et. VT-x támogatás jelzője - "vmx"; Linuxon a paranccsal grep vmx /proc/cpuinfo, Mac OS X -en a paranccsal  van bejelölve sysctl machdep.cpu.features. [2]

2015-től nem minden Intel processzor támogatja a VT-x-et, amelyet az Intel a piac szegmentálására használ . [3] A VT-x támogatása még ugyanazon modell különböző verziói között is változhat (az sSpec számmal azonosítva). [4] [5] A teljes lista megtekinthető az Intel honlapján. [6] A laptopokban használt Intel P6100 processzor még 2011 májusában sem támogatja a hardveres virtualizációt. [7]

Egyes alaplapokon a felhasználóknak manuálisan kell engedélyezniük a VT-x virtualizációt a BIOS beállításaiban . [nyolc]

Az Intel megkezdte az Extended Page Table (EPT) [9] virtualizációs technológiáját az oldaltáblázatokhoz [10] , kezdve a 2008-ban kiadott Nehalem architektúra processzorokkal [11] [12] .

2010-ben "unlimited guest" technológia került a Westmere architektúrába, amely valós módú logikai processzortámogatással rendelkezik , és működéséhez EPT szükséges. [13] [14]

A 2013-ban bejelentett Haswell architektúrától kezdve az Intel elkezdte beépíteni a VMCS árnyékolást  , egy olyan technológiát, amely felgyorsítja a beágyazott hipervizor virtualizációt . [15] VMCS – virtuális gép vezérlőstruktúra – olyan memórián belüli adatstruktúra , amely virtuális gépenként pontosan egy példányban létezik, és amelyet a hypervisor kezel. A különböző virtuális gépek közötti végrehajtási környezet minden egyes módosításával a VMCS-adatstruktúra visszaállításra kerül az aktuális virtuális géphez, amely meghatározza a virtuális gép virtuális processzorának állapotát. [16] Ha egynél több hipervizort vagy beágyazott hipervizorokat használnak, több VMCS-árnyékolásra van szükség. Az árnyékolás hardveres támogatása hatékonyabbá teszi a VMSC-kezelést.

VT-d

A VT-d (Virtualization Technology for Directed I/O) egy I/O virtualizációs technológia , amelyet az Intel a számítási virtualizációs technológiája ( VT ) mellett, Vanderpool kódnéven hozott létre. Az I/O-virtualizáció lehetővé teszi a PCI-buszon lévő eszközök (és a modernebb hasonló buszok) átadását a vendég operációs rendszernek , hogy az működhessen velük a szokásos eszközeivel . Ennek engedélyezéséhez az alaplap logikája egy dedikált I/O memóriakezelő egységet ( IOMMU ) használ, amely a CPU MMU - hoz hasonlóan működik , oldaltáblázatokat és egy speciális DMA újraleképezési táblát (DMAR) használ, amelyet a hypervisor kap a BIOS-tól ACPI -n keresztül . A DMA-leképezés azért szükséges, mert a hypervisor semmit nem tud a memóriával rendelkező eszköz sajátosságairól olyan fizikai címeken, amelyeket csak a driver ismer. A DMAR használatával leképezési táblákat hoz létre oly módon, hogy a vendég operációs rendszer meghajtója ugyanúgy látja az IOMMU virtuális címeit, mint a fizikaiakat nélküle és a hypervisor nélkül.

Az Intel Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d) a következő nagy lépés az Intel-alapú platformvirtualizáció átfogó hardveres támogatása felé. A VT-d kiterjeszti az IA-32 (VT-x) és az Itanium (VT-i) virtualizációs technológiát (VT), és virtualizációs támogatást ad az új I/O eszközökhöz.