linux认证：Xen起源与工作原理，如今，虚拟化市场上满是各种不同的虚拟化解决方案。多年以来，VMware一直控制着基于i386的虚拟化市场。然而，现在的开源解决方案Xen也在迅速地扩张自己的市场。在本文中，TechTarget中国的特约虚拟化专家Sander van Vugt将介绍什么是Xen、它如何工作以及Xen如何与其它虚拟化解决方案一争高下。

　　要理解Xen的虚拟化方法，首先你必须了解什么是虚拟化。在计算时代早期，虚拟化并不存在。那时，使用的是模拟（Emulation）。在模拟技术中，软件程序模拟了计算机（硬件和软件）的行为。模拟层与操作系统对话，而操作系统与计算机硬件对话。在模拟层中安装的操作系统并不知道自己是被安装在模拟环境下的，你可以按照常规的方法安装操作系统。市场上有两大开源的模拟器：QEMU和Bochs.

　　模拟技术最重要的特点之一是所有硬件都是模拟的，包括CPU.此外，还能在自己的架构中运行为其它架构开发的操作系统。不过，它也有一个缺点：虚拟完整的CPU要付出很大的性能代价。

　　在下一代中，虚拟化被带到了一个更高的级别。在模拟层（负责被虚拟机器的指令翻译）和硬件之间，不需要任何主机操作系统运行硬件上的虚拟机。虚拟机监控器（也称hypervisor或管理程序）被直接放在硬件之上运行。有了这种新型架构之后，虚拟化变得更加高效。例如，VMware在VMware ESX中应用了该架构，取得了巨大的成功。

　　在基于hypervisor的虚拟化中，有两种实现方法。第一种，虚拟机器产生的所有指令都需要被翻译成CPU能识别的指令格式，这会给 hypervisor带来大量的工作负荷。另一种方法（VMware ESX Server采用的就是这种方法）直接执行大部分子机CPU指令，直接在主机物理CPU中运行指令，性能负担很小。

　　在Xen使用的方法中，没有指令翻译。这是通过两种方法之一实现的。第一，使用一个能理解和翻译虚拟操作系统发出的未修改指令的CPU（此方法称作完全虚拟化或full virtualization）。另一种，修改操作系统，从而使它发出的指令最优化，便于在虚拟化环境中执行（此方法称作准虚拟化或 paravirtualization）。

　　完全虚拟化与准虚拟化

　　完全虚拟化（full virtualization）是虚拟一台机器的一种方法。在此方法中，虚拟机与一个叫做虚拟机监控器（VMM）的部件进行通信，而VMM则与硬件平台进行通信。要在Xen中利用完全虚拟化方法，需要一个特殊的CPU，此CPU能理解虚拟操作系统发出的未修改指令。如果没有这样的特殊CPU功能，是不可能在Xen中使用完全虚拟化的。这是因为，在Xen方法中不是每条虚拟操作系统发出的指令都可以被翻译为每个CPU都能识别的格式，因为这非常耗费资源。完全虚拟化的主要优势在于，它安装了一个未修改的操作系统，这意味着运行于同样架构的所有操作系统都可以被虚拟化。