软硬件虚拟化技术问题
［摘要］随着计算机应用的广泛和功能的丰富，计算机软件开发商普遍开始重点研制计算机软件、硬件“虚拟技术”方面的产品。

文章对计算机的虚拟化种类与相关技术进行研究和探讨。

［关键词］软件；硬件；虚拟化技术
［作者简介］刘一威，广东省电力设计研究院工程师，研究方向：网络信息管理，广东广州，510663
［中图分类号］TP311.5 ［文献标识码］ A ［文章编号］1007-7723（2011）01-0030-0003
为了达到广大用户的使用需要，计算机软件开发商开始重点研制“虚拟技术”方面的产品。

软件、硬件是计算机内部的重要组成部分，虚拟化技术的运用必须重视软硬件虚拟化的相关问题。

一、虚拟化种类与相关技术
从计算机理论知识看，虚拟化技术是一种与其他网络技术不同的形式。

早期计算机控制模式还局限在远程、多任务控制状态下，但现代控制系统的运用实现了虚拟化操作模式，在相同时间里能对2个以上的操作系统控制，让各个操作指令程序运用于虚拟的CPU中。

当前，虚拟化程度划分与
相关技术包括：
（一）虚拟化种类
1.完全虚拟。

目前，市场上销售虚拟化产业最常见的是借助于各种形式的软件，如：hypervisor等，利用这类软件可以与虚拟服务器、底层硬件等创建一个特殊的抽象层。

这种完全虚拟的技术最典型的产品要数VMware公司的Vsphere和微软公司的Hyper-V，能够在操作系统上实现各种虚拟操作。

2.准虚拟化。

从系统运行程度上看，完全虚拟化常常要承载众多不同的程序控制，这就使得完全虚拟化成为一种密集型技术的控制器，其掌握的服务数据也相当繁多。

为缓解这一状况，准虚拟化技术通常使用对操作系统调整的方式，实现和hypervisor共同操作。

（二）虚拟化相关的技术
1.Intel技术。

若从计算机虚拟化技术发展历程看，Virtualization虚拟化技术是运用时间最长的一项。

计算机刚刚普及的阶段，Intel虚拟化技术多数运用于服务器、主机等相关装置中。

现代计算机技术的发展，促进了PC功能的改善，Intel技术能把IT优化调整为高性能的框架模式。

2.AMD技术。

这类技术主要是在计算机硬件结构上形成的虚拟化技术，AMD虚拟化技术能够凭借不同的服务器广泛运用在不同的操作系统上，这对于改善服务器性能是很
有帮助的。

AMD的Virtualization技术能引导用户正确运用网络资源，确保信息数据的处理更加有效。

3.系统技术。

伴随着计算机技术的更新发现，实现虚拟的方式也变得多种多样。

操作系统层面虚拟化就是一种多见的操作技术，这种虚拟功能的实现必须要在系统内设置虚拟服务器。

需要注意的是，当采取了操作系统层虚拟化模式后，其他相关的虚拟服务器也要保持同步操作。

二、软件的虚拟化问题
软件是计算机硬件以外的重要组成部分，对于整个计算机系统运行有着很大的影响。

研究计算机系统的虚拟化技术需要对软件方面进行深入分析，这对于虚拟化技术的更新有促进作用。

为弄清计算机软件的虚拟化技术，我们需要从多个方面入手。

（一）计算机分层缺陷
由于我国社会信息化水平较低，对于计算机内部结构的层次划分还停留于传统的结构层次，一般包括：硬件层、主机操作系统层、应用层等，面对该类形式的结构体系，每个层面的作用更加显著。

但经过一段时间的运用后，发现传统计算机结构存在诸多缺陷。

1.效率不足。

这种结构下的主存储器难以发挥应有的作用，在操作运行过程中的使用效率低下，很多数据、程序难以及时处理，造成了传输信号难以更新。

调查显示，单核CPU
的使用率低于50%，双核CPU的使用率低于30%。

2.成本增加。

很多用户在使用计算机时要满足各种不同性能的使用要求，但这种复杂模式的构建需要多台计算机连接，增加了用户的使用成本投入。

且多台计算机的运行会增加操作系统控制的难度。

3.性能缺陷。

早期计算机内部结构体系划分缺乏科学性，这是因为很多装置没有发挥应有的价值，如：存储系统、IO系统等都没有得到利用。

长期保持这种状态将降低计算机内部的使用性能。

（二）软件虚拟化处理
为了有效处理上述问题，为用户创造良好的使用条件，我们需要借助纯软件的虚拟化技术进行操作，通过对计算机内部模式的优化改进提高各装置的使用效率。

软件虚拟化处理技术需要在硬件层中设置一个HOST OS系统，再配合安装相应的虚拟机软件。

虚拟机是软件虚拟化技术的重要装置，能够对硬件层、驱动接口层、操作系统等多个方面操作，处理好传统计算机层面的缺陷。

三、硬件的虚拟化问题
从目前市场上的销售产品看，对于硬件的虚拟化运用主要集中在PC和服务器系统。

而硬件的虚拟化技术一般可分为：处理器VT技术、IO虚拟分配技术。

计算机在这种环境下运行操作时，要面对不同的层面控制状况，有助于计算
机的显示操作运用。

硬件虚拟化涉及到的问题包括：（一）处理器VT技术
这一类型的处理操作必须要借助处理器的作用才能实现，这就要求产品制造商能根据计算机硬件实际需要开发产品。

处理器VT技术投入使用后能发挥出多个方面的优势，如：效率高、成本低、性能优、设计快等。

（二）IO虚拟分配技术
常用的主要是hiIntel VT-d，这种方法主要是对VM分配I/O 设备过程中，能够调动硬件装置的协调作用。

在这种状态下，硬件虚拟化技术能对传输的数据信息进行有效处理，保持内部数据的稳定性。

由于这类技术弥补了PCI SIG I/O 的虚拟操作，受到了广大用户的认可。

（三）优化结构设计
从专业角度看，硬件虚拟化技术构建的是一种全新的模式，能够为计算机操作提供更强的功能。

此外，硬件层、VMM间去掉了宿主操作系统，可让整个系统作用在VMM 上，有助于数据信息的二进制转换。

这既优化了计算机内部结构设计，也改善了操作系统性能。

四、服务器的虚拟化技术
除了在软件、硬件的虚拟化中发挥作用外，虚拟化技术运用在其他方面也显现了较强的性能。

如：存储虚拟化，其是对存储硬件资源进行抽象化表现，利用一个（或多个）
目标（Target）服务或功能与其他附加的功能集成，统一提供有用的全面功能服务；网络虚拟化，VPN 对网络连接的概念进行了抽象，允许远程用户访问组织的内部网络，就像物理上连接到该网络一样，服务器的虚拟化技术就是典型的代表。

运用这种服务器虚拟技术能体现多个方面的优势，具体表现在以下几个方面：
（一）降低数量
虚拟化技术的最大优势在于实现了多个操作系统的运行。

这就使得服务器装置的数量相比传统模式要更少，但使用性能方面却是同样的效果，并没有因为数量的减少而减弱性能。

（二）调整结构
使用虚拟技术以后，计算机内部的结构形式出现很大的变化。

服务器在这种状况下就需要调整具体的部署，见图1。

因此，在优化内部结构的同时也能降低计算机内部成本的消耗。

（三）优化环境
服务器虚拟技术的运用能改善系统操作的性能，发挥出透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离等多方面作用。

由此能为服务器创造良好的运行环境，让计算机各装置的使用性能增强。

五、结论
信息化时代的到来使得计算机技术得到了广泛的运用，满足了各种用户收集网络资源的需要。

但随着计算机用户使用需求的增加，对于计算机操作系统性能要求变得更加严格。

这就需要对虚拟化技术进行深入研究分析，增强软硬件的使用性能。

［参考文献］
［1］彭近兵,龙翔,肖利民.基于硬件虚拟化实现多结点单一系统映像［J］.计算机科学与探索,2008,(5).
［2］周文军,汤龙翔.虚拟化技术是计算机运行的未来趋势［J］.科技创新导报,2009,15（8）.
［3］钱根系,姚志丹.软硬件虚拟化技术的现实运用［J］.网络技术,2009,33（10）.
［4］金文,方德才.分析我国计算机虚拟化模式构件的方法［J］.南京理工大学学报，2008，16（3）.。