Xen

Xen是一个开源的虚拟机监控器，最初由剑桥大学开发。其设计目标是在单一物理服务器上能够高效地运行多达100个功能完整的操作系统实例。为了在Xen平台上顺利运行，这些操作系统需要进行专门的修改（也称为“移植”），以确保与Xen的兼容性。

概述

Xen是一种开源的虚拟机监控器，由英国剑桥大学计算机实验室开发。它采用ICA协议和准虚拟化技术，实现高性能的虚拟化，特别适用于服务器应用整合，可有效节省运营成本，提高设备利用率，最大化利用数据中心的IT基础架构。

Xen能够在一套物理硬件上安全地执行多个虚拟机，与Linux等操作系统完美结合，占用资源最少。它的稳定版本为3.0，支持完全虚拟化和超虚拟化。Xen的高性能和低资源占用特点赢得了IBM、AMD、HP、Red Hat和Novell等众多世界级软硬件厂商的高度认可和大力支持。

Xen还支持虚拟机在不停止的情况下在多个物理主机之间实时迁移，通过短暂的暂停实现最终同步化，给人无缝迁移的感觉。这种技术可以暂停一台正在运行的虚拟机到磁盘，并切换到另外一台，第一台虚拟机在以后可以恢复。

工作原理

1、完全虚拟化

这种方法使用一个能够理解并翻译虚拟操作系统发出的未修改指令的CPU，使得不需要对操作系统进行任何修改即可在虚拟环境中运行。这种CPU通常具有硬件辅助虚拟化功能，如Intel的VT-x或AMD的AMD-V技术。

2、准虚拟化

这种方法涉及修改客操作系统（即虚拟机上运行的操作系统），使其发出的指令更适合在虚拟化环境中执行。准虚拟化可以提高性能，因为它减少了宿主机和虚拟机之间交互的开销。

虚拟化模式

半虚拟化

Xen通过一种叫做半虚拟化的技术获得高效能的表现(较少的效能损失, 典型的情况下大约损失 2%, 在最糟的情况下会有 8% 的效能耗损; 与其它使用完全的虚拟化却造成最高到 20% 损耗的其他解决方案形成一个明显的对比)，甚至在某些与传统虚拟技术极度不友好的架构上（x86），Xen也有极佳的表现。

全虚拟化

Intel对Xen贡献修改以支持其VT-X Vanderpool架构扩展。如果主系统支持Vanderpool或者Pacifica扩展（Intel和AMD对本地支持虚拟化的扩展），这项技术将允许未修改的客作业系统运行在Xen虚拟机中。

基本组件

• 虚拟机监控器（VMM）或Hypervisor：这是Xen的核心组件，位于硬件与虚拟机之间。Hypervisor是第一个加载到硬件上的软件层，负责创建和管理虚拟机，这些虚拟机在Xen中被称为“domain”。

• Domain0：这是Xen中的一个特殊虚拟机，拥有更高的特权级别。它负责提供硬件驱动和管理接口，因为Hypervisor本身不包含与硬件通信的驱动程序，也没有与管理员交互的接口。Domain0还负责管理和控制其他虚拟机（称为domainU），并提供对它们的控制台访问。

• Xend进程：这是一个运行在Domain0中的守护进程，用于管理所有其他虚拟机。管理员通过与Domain0交互来创建和管理虚拟机。

相关条目

• 虚拟化软件
• KVM
• VMware
• FreeVM
• VirtualBox
• QEMU
• VMware vSphere