
无论是开发人员需要测试新软件,还是系统管理员希望在同一硬件平台上运行多个操作系统,虚拟机管理器都提供了极大的便利
本文将详细探讨虚拟机管理器的位置、功能及其在不同操作系统中的应用
一、虚拟机管理器的基本概念 虚拟机管理器(VMM)是一种实际操作系统,它的核心功能是建立和维护一个管理虚拟机的框架
VMM不仅管理虚拟机,还为其他VxD(Virtual Device Drivers)程序提供重要的服务
在Windows 95等早期操作系统中,VMM是系统的一个重要组成部分,它通过Intel 80386或更新处理器的内存调页能力,为系统虚拟机创建一个32位的虚地址空间
二、VMM的内存管理 VMM将32位的虚地址空间分为四个不同的部分: 1.V86区:地址从0H到10FFEFH,这个区域属于当前执行的虚拟机
2.应用程序私有区:地址从4MB到2GB,这是Win32应用程序运行的空间
每个Win32进程都有自己独立的2GB空间(减去4MB)
3.应用程序共享区:地址从2GB到3GB,这个区域在虚拟机内的所有应用程序之间共享
系统DLL(如user32、kernel32、gdi32)以及所有的Win16程序都驻存在这里
4.系统共享区:地址从3GB到4GB,这里是VMM和VXM存放的地方
VMM为VxD程序提供三种主要的VxD服务: - 页面内存服务:分配和管理页面大小为4KB的内存,这是最低级的服务,其他服务都建立在页面内存服务之上
- 堆内存服务:管理小的内存块,这种高级别的内存管理服务建立在页面内存服务的基础上
表服务:管理固定大小的内存块,用于实现链结表
三、VMM的中断处理和线程调度 在保护模式下,中断指向中断描述表(IDT)
VMM通过VxD的帮助监视虚拟机的IDT,并处理IDT内几乎所有的中断入口
VMM进行第一级的中断处理,保存被中断程序的状态,把控制传送到第二级的中断处理,第二级的中断处理通常由各种VxD程序来进行实际的处理
VMM使用两个调度器组件来实现虚拟机之间的有优先级的多线程处理: - 主调度器:选择有最高优先级的线程来执行,这种选择在VMM处理一个中断(如计时器中断)时进行
- 副调度器:通过主调度器提供的服务,为享有最高优先级的线程分配CPU时间
四、虚拟机管理器的位置 虚拟机管理器的位置取决于具体的虚拟化解决方案和操作系统
以下是几种常见的虚拟机管理器及其位置: 1.Windows系统下的VMM: 在Windows操作系统中,VMM通常是操作系统的一部分,例如Windows 95中的VMM
而在现代的Windows系统中,虚拟化功能通常由Hyper-V提供,Hyper-V是一个内置的虚拟机管理器,可以管理虚拟机及其资源
2.Linux系统下的VMM: Linux系统提供了多种虚拟机管理器,如KVM(Kernel-based Virtual Machine)、Xen等
KVM是Linux内核的一部分,它利用Linux内核的调度器、内存管理和I/O子系统来管理虚拟机
KVM通常通过libvirt这个用户空间工具集进行管理
3.第三方虚拟机管理器: 除了内置于操作系统的虚拟机管理器外,还有许多第三方虚拟机管理器可供选择,如Oracle VM VirtualBox、VMware Workstation等
这些虚拟机管理器通常作为独立的应用程序安装,并提供图形化界面或命令行工具来管理虚拟机
五、Multipass:一个轻量级的Ubuntu虚拟机管理器 Multipass是一个轻量级的Ubuntu虚拟机管理器,适用于Linux、Windows和macOS
它通过一个简单的指令就能快速启动一个Ubuntu虚拟机,并像公共云一样使用cloud-init进行配置
Multipass在Linux上使用KVM,在Windows上使用Hyper-V,在macOS上使用HyperKit,以较小的花销运行虚拟机
Multipass具有以下特点: - 快速启动:只需一个指令就能启动一个Ubuntu虚拟机
- 易用性:提供图形化界面和命令行工具,方便管理虚拟机
- 云集成:支持cloud-init,方便在虚拟机中配置应用程序和服务
六、virt-manager:Linux下的虚拟化管理工具 virt-manager是一个功能强大的虚拟化管理工具,它提供了图形化的用户界面来管理KVM、Xen等虚拟化解决方案
virt-manager可以执行以下虚拟化管理任务: - 分配内存和虚拟CPU:根据需求为虚拟机分配内存和CPU资源
- 监控操作性能:实时监控虚拟机的性能,包括CPU使用率、内存使用情况等
- 保存和恢复虚拟机:保存虚拟机的当前状态,并在需要时恢复
- 管理虚拟机生命周期:启动、关闭、暂停、继续和迁移虚拟机
- 连接到文本和图形控制台:通过VNC或其他协议连接到虚拟机的控制台
virt-manager的主窗口显示了所有运行的虚拟机及其资源分配情况,用户可以通过双击某个虚拟机来查看其控制台或详细信息
七、虚拟机管理器的应用场景 虚拟机管理器广泛应用于各种场景,包括但不限于: - 软件开发与测试:开发人员可以在虚拟机中安装和测试软件,而不必担心对主机系统造成影响
- 服务器虚拟化:通过虚拟机管理器,可以在同一物理服务器上运行多个虚拟机,提高资源利用率和灵活性
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