什么是虚拟机监控程序
虚拟机监控程序(Virtual Machine Monitor, VMM)也被称为虚拟化管理程序或超级监控程序,是一种计算机软件、固件或硬件,用于创建和运行虚拟机。它为客户机操作系统提供虚拟操作平台,并管理客户机操作系统的执行。与模拟器不同,客户机大多数指令都在本机硬件上执行。多个不同操作系统实例(如Linux、Windows和macOS)可以在单个物理x86机器上运行。第1类虚拟机监控程序直接运行在主机硬件上,而第2类虚拟机监控程序则运行在传统操作系统之上。KVM等虚拟化平台都利用了硬件辅助虚拟化技术。虚拟机监控程序确保每个虚拟机获得分配的资源,并且不会干扰其他虚拟机的运行,从而在单台物理计算机上管理多个虚拟机。
虚拟机监控程序的工作原理是什么
虚拟机监控程序(Virtual Machine Monitor,VMM),也称为虚拟机管理程序(Hypervisor),是一种系统软件,它在计算机硬件和操作系统之间提供了一个虚拟化层。VMM通过模拟硬件环境,创建一个或多个虚拟机(Virtual Machine,VM),为每个虚拟机提供独立的操作系统和应用程序运行环境。VMM负责管理和调度虚拟机对底层硬件资源的访问,确保各虚拟机之间的隔离和资源分配。通过虚拟化技术,VMM能够在单一物理硬件平台上高效运行多个虚拟机,提高硬件资源利用率,并实现操作系统的可移植性和应用程序的隔离性。这种技术广泛应用于云计算、服务器集群等领域,极大地增强了系统的灵活性和安全性。
虚拟机监控程序有哪些优势
虚拟机监控程序为虚拟化环境带来了诸多优势,值得企业重视。

提高安全性
虚拟机可以轻松克隆和在不同环境之间迁移,这可能会绕过传统的IT安全实践。在单个主机内的虚拟机到虚拟机网络流量可能难以记录和监控,从而影响合规性。通过部署虚拟安全解决方案和支持安全功能的虚拟交换机,可以在虚拟化环境中提供数据包过滤、监控和安全服务,从而确保虚拟网络流量在虚拟化基础设施内得到安全和监控。

提高合规性
虚拟机监控程序可以提高虚拟环境的可见性、控制和合规性。它们能够检测虚拟网络中不当使用资源和运行异常服务的情况,确保虚拟环境符合相关法规和政策要求。

优化资源管理
虚拟机监控程序可以监视虚拟机资源的使用情况,包括CPU、内存和存储等,从而优化资源分配和利用率。它们还可以检测虚拟机性能问题并提供故障排除支持,确保虚拟基础设施的高效运行。
如何使用虚拟机监控程序
虚拟机监控程序(Hypervisor)是一种软件、固件或硬件,用于创建和运行虚拟机。它为客户机操作系统提供虚拟操作平台,并管理客户机操作系统的执行。以下是如何使用虚拟机监控程序的几个关键步骤:

选择合适的虚拟机监控程序类型
虚拟机监控程序分为两种主要类型:Type-1和Type-2。Type-1虚拟机监控程序直接运行在主机硬件上。Type-2虚拟机监控程序则运行在传统操作系统之上。根据您的需求选择合适的类型。

利用硬件辅助虚拟化
现代CPU通常提供硬件辅助虚拟化功能,如Intel VT-x和AMD-V,可以提高虚拟机监控程序的性能和效率。确保您的主机硬件支持这些功能,并在虚拟机监控程序中启用它们。

配置主机系统
为了让客户机操作系统能够启动,主机系统必须提供一个固件映像,通常是一个定制的BIOS。虚拟机监控程序负责为客户机模拟I/O并将客户机的视频显示映射回主机系统。

创建和管理虚拟机
一旦虚拟机监控程序启动并运行,您就可以创建和管理虚拟机实例。根据需求配置虚拟机的CPU、内存、存储和网络资源。虚拟机监控程序还提供诸如热插拔vCPU、动态内存管理和实时迁移等高级功能。

维护和监控
与物理计算机一样,虚拟机也需要维护,如更新和系统监控。虚拟机监控程序通常提供相关工具来帮助您管理和监控虚拟机。
虚拟机监控程序有哪些应用场景
虚拟机监控程序在现代IT基础设施和应用程序管理中扮演着关键角色。以下是其主要应用场景:

基础设施性能监控
虚拟机监控程序能够收集虚拟机、服务器、容器和数据库等后端系统的性能数据,帮助检测性能瓶颈并识别应用程序错误的根本原因。随着分布式、虚拟化和云应用的普及,应用程序的关键组件不再局限于单一机器,而是作为互联网服务运行在多个虚拟化系统上。虚拟机监控在这种复杂的多层架构中扮演着至关重要的角色,确保系统的高效管理和优化运行。

分析与优化
有效的虚拟机监控可为企业提供分析数据,用于修复或改进应用程序。一些监控工具采用人工智能和机器学习算法进行预测性分析、诊断根本原因并链接复杂的性能问题。这使得组织能够主动解决问题并优化基于虚拟机的应用程序的性能。

服务级别协议(SLA)监控
监控虚拟机性能对于确保IT提供商与客户之间的服务级别协议得到满足至关重要。虚拟机监控程序可以跟踪关键性能指标,确保服务水平满足双方的期望。
虚拟机监控程序的类型有哪些
虚拟机监控程序主要分为两种类型:

类型1虚拟机监控程序(裸机监控程序)
类型1虚拟机监控程序也被称为裸机监控程序,它们直接运行在主机硬件上,控制硬件并管理客户虚拟机。

类型2虚拟机监控程序(托管监控程序)
类型2虚拟机监控程序也被称为托管监控程序,它们运行在传统操作系统(如Windows或Linux)之上,并将客户虚拟机作为主机操作系统上的应用程序进行管理。

模糊的区分
然而,类型1和类型2虚拟机监控程序之间的区分并不总是明确的。一些监控程序实际上可以将主机操作系统转变为类型1虚拟机监控程序。此外,一些公司推出的硬件辅助虚拟化功能也使得类型1和类型2虚拟机监控程序的虚拟化效率都得到了提高。
虚拟机监控程序与容器技术的区别是什么

隔离级别和资源分配
虚拟机监控程序(VMM)和容器技术在隔离级别和资源分配方面存在显著差异。VMM通过创建完全隔离的虚拟机,使每个虚拟机在同一硬件上能够运行不同的操作系统,并独立访问所有硬件资源。相比之下,容器技术在同一操作系统的内核中创建隔离的分区或“容器”,这些容器共享同一操作系统内核,但可以拥有独立的用户空间应用程序和配置,并按需分配部分物理硬件资源。

可移植性和可伸缩性
容器比虚拟机更易移植和可伸缩。容器可以跨不同环境轻松部署,而无需重写应用程序代码。而虚拟机则需要重新创建整个虚拟环境才能运行应用程序。

性能和开销
由于容器不需要为每个实例运行单独的操作系统,因此通常比虚拟机具有更低的开销和更好的性能。容器可以在单个主机上高效运行多个实例,而虚拟机则需要为每个实例重新创建整个虚拟环境。

容错能力
容器提供了更好的容错能力。单个容器发生故障不会影响同一主机上运行的其他容器,从而提高了容器化应用程序的可靠性和可用性。而虚拟机则依赖于虚拟机监控程序的安全性,任何虚拟机监控程序问题都可能影响运行在其上的所有虚拟机。
虚拟机监控程序的性能开销是什么
虚拟机监控程序在物理硬件和虚拟机之间充当中介,负责虚拟化物理资源并分配给虚拟机。虚拟机监控程序的性能开销主要来自于虚拟化过程中的额外开销,包括CPU虚拟化、内存虚拟化、I/O虚拟化等。这些虚拟化操作需要额外的CPU周期和内存资源,从而会对系统整体性能产生一定影响。不过,现代虚拟化技术已经非常成熟,通过硬件辅助虚拟化等优化手段,虚拟机监控程序的性能开销已经降至可接受的水平,对大多数应用场景的影响较小。
虚拟机监控程序的安全性如何保证

虚拟安全解决方案
虚拟安全解决方案可以作为软件安全解决方案安装在客户虚拟机中,也可以是专用的虚拟安全设备或具有额外安全功能的虚拟交换机。这些虚拟安全解决方案能够完全在虚拟化环境内部监控和过滤虚拟机之间的流量,而无需通过物理安全解决方案。

内存和指针控制
虚拟机对指针和内存访问的控制可以确保类型安全的数据访问,并将代码片段限制在内存的特定元素中,防止它们绕过虚拟机。还可以在此基础上添加额外的安全机制,如代码验证器和堆栈验证器。

即时编译技术
即时编译技术还可以通过将编译的代码片段专门化为运行时参数,从而提高虚拟机的效率和安全性。

虚拟安全交换机
虚拟安全交换机概念可以进一步隔离虚拟机,限制允许的通信,并监控恶意内容或拒绝服务攻击的传播。

健壮的虚拟机监控程序
虚拟机监控程序(即管理程序)是将硬件从虚拟机抽象出来的软件层,在确保虚拟化环境安全方面发挥着关键作用。任何影响管理程序的问题都会影响在其上运行的所有虚拟机,因此使用具有内置安全防护措施的管理程序来保护工作负载的完整性至关重要。
虚拟机监控程序的发展历史是什么
虚拟机监控程序是一种允许多个操作系统同时运行在同一台物理机器上的软件。它的发展历史可以追溯到20世纪60年代。

早期虚拟化技术
虚拟机监控程序的雏形可以追溯到20世纪60年代的分时系统。这种系统允许多个用户同时使用一台计算机。随后一些研究系统进一步发展了虚拟化技术,成为早期虚拟机监控程序的典范。

现代操作系统中的虚拟化
随着时间推移,虚拟化成为现代操作系统的一项关键功能。例如某些操作系统中的虚拟化技术等。在某些系统中,虚拟机监控程序已不再是可选项。

虚拟机监控程序的发展
一些操作系统被设计为仅在虚拟系统上运行。同时,应用程序也被重新设计为直接在虚拟机监控程序上运行。随着虚拟机监控程序变得越来越复杂,拥有自己的应用程序接口、内存管理和文件系统,它们与虚拟机和操作系统之间的界限变得越来越模糊。
欢迎加入亚马逊云科技培训中心
欢迎加入亚马逊云科技培训中心
-
快速上手训练营
-
账单设置与查看
-
动手实操
-
快速上手训练营
-
第一课:亚马逊云科技简介
本课程帮助您初步了解云平台与本地环境的差异,以及亚马逊云科技平台的基础设施和部分核心服务,包括亚马逊云科技平台上的弹性高可用架构,架构设计准则和本地架构迁移上云的基本知识。
亚马逊云科技技术讲师:李锦鸿第二课:存储与数据库服务
您将在本课程中学习到亚马逊云科技上的三个存储服务分别是什么。我们也将在这个模块中为您介绍亚马逊云科技上的关系型数据库服务 Amazon Relational Database Service (RDS)。
亚马逊云科技资深技术讲师:周一川第三课:安全、身份和访问管理
在这个模块,您将学习到保护您在亚马逊云科技上构建的应用的安全相关知识,责任共担模型以及身份和访问管理服务, Identity and Access Management (IAM) 。同时,通过讲师演示,您将学会如何授权给 EC2 实例,允许其访问 S3 上的资源。
亚马逊云科技技术讲师:马仲凯 -
账单设置与查看
-
-
动手实操
-