计算机的三大分类
大型机 大型主机，使用专用的处理器指令集、操作系统和应用软件通常体积都是很大，处理能力也很大 小型机 采用精简指令集处理器，性能和价格介于PC服务器和大型主机之间的一种高性能 64 位计算机 x86服务器 我们目前使用的笔记本、服务器都是x86服务器采用CISC架构处理器，复杂指令集
特权指令和非特权指令
指令：计算机CPU能理解并执行指令之中相应的操作
在计算机之中，有的指令是”人畜无害”的，比如加法指令
但是有的指令却十分危险，比如内存清零指令，所以就针对指令做了权限分类
特权指令：由操作系统使用的指令非特权指令：由用户程序使用的指令
CPU的内核态和用户态
CPU怎么判断当前程序是否执行特权还是非特权呢，就引入了cpu的2种状态
内核态：当应用程序需要执行自己无法完全的权限时，由系统帮助切换到内核态用户态：大部分应用运行在用户态层
谈的更多的虚拟化都是针对x86服务器来说的，那么传统的针对服务器是怎么实现虚拟化的呢
VMM：也叫虚拟化监视器，由VMM中间件来管理系统和硬件资源
在OS中加入一个虚拟化层(VMM)，虚拟化层可以对下层(HostOS)硬件资源(物理CPU、内存、磁盘、网卡、显卡等)进行封装、隔离，抽象为另一种形式的逻辑资源，再提供给上层(GuestOS)使用
特权解除和陷入模拟
虚拟化场景下，要求将GuestOS内核的特权解除，从原来的0降低到1或者3。这部分特权指令在Guest OS中发生的时候，就会产生Trap，被VMM捕获，从而由VMM完成。
敏感指令
敏感指令是指操作特权资源的指令。包括修改虚拟机的运行模式或者下面物理机的状态。
根据Popek和勤恳的龙猫的定义，指令集支持虚拟化的前提是：所有敏感指令都是特权指令。很可惜x86指令集不能满足这个要求
x86架构非特权指令里就包含19条敏感指令，那么现虚拟的架构就存在了一个问题，怎么把非特权的敏感指令交由VMM管理
解决方案：
全虚拟化：特权和非特权指令全部交由VMM
全虚拟化的VMM会将一个OS所能够操作的CPU、内存、外设等物理设备逻辑抽象成为虚拟CPU、虚拟内存、虚拟外设等虚拟设备后，再交由GuestOS来操作使用。这样的GuestOS会将底层硬件平台视为自己所有的，但是实际上，这些都是VMM为GuestOS制造了这种假象
当客户操作系统执行特权指令时，会触发异常（CPU机制，没权限的指令，触发异常），VMM捕获这个异常，在异常处做翻译、模拟，返回处理结构到客户操作系统内。客户操作系统认为自己的特权指令工作正常，继续运行。
缺点：性能损耗比较大
半虚拟化：修改操作系统针对敏感指令
通过修改客户操作系统代码（内核），将原来在物理机上执行的一些敏感指令，修改成可以和VMM直接交互的方式，实现操作系统的定制化。
半虚拟化技术XEN，就是通过为客户操作系统定制一个专门的内核版本，和X86、MIPS、ARM这些内核版本等价。
这样，就不会有捕获异常、翻译和模拟的过程，性能损耗比较少。
缺点：
只能针对开源的系统源代码进行修改，windows系统就不行了各厂商兼容性不好，很难大规模使用
基于硬件辅助的全虚拟化：
Guest OS的敏感指令可以直接下达到计算机系统硬件执行，而不需要经过VMM。当Guest OS执行到敏感指令的时候，系统会切换到VMM，让VMM来处理特殊指令
目前主流趋势都是基于硬件虚拟化技术
硬件虚拟化技术
Intel公司：Intel VT
AMD公司：AMD-V
安装虚拟软件的时候，记得开启硬件虚拟化
参考：Intel VT 和AMD-V
22052117
