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访问特权资源

Guest OS对特权资源的每次访问都会触发处理器异常，然后由 VMM 模拟执行，如果访问过于频繁，则系统整体性能将会受到较大损害。比如对中断的屏蔽和启用，cli（Clear Interrupts）指令在 Pentium 4处理器上需要花费 60 个时钟周期（cycle）。又如，处理器本地高1级可编程中断处理器（Local APIC）上有一个操作系统可修改的任务**级寄存器（Task-Priority Register），IO-APIC 将外部中断转发到 TPR 值较1低的处理器上（期望该处理器正在执行低**级的线程），从而优化中断的处理。TPR 是一个特权寄存器，vmware虚拟化技术供应商，某些操作系统会频繁设置（Linux Kernel只在初始化阶段为每个处理器的 TPR 设置相同的值）。

软件VMM 所遇到的以上挑战从本质上来说是因为 Guest OS 无法运行在它所期望的较1高特权级，传统的 Trap-And-Emulate 处理方式虽然以透明的方式基本解决上述挑战，但是带来较大的设计复杂性和性能下降。当前比较先进的虚拟化软件结合使用二进制翻译和**虚拟化的技术，核心思想是动态或静态地改变 Guest OS 对特权状态访问的操作，尽量减少产生不必要的硬件异常，vmware虚拟化技术供应商，同时简化 VMM 的设计。

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I/O设备虚拟化

一般的I/O设备虚拟化主要是采用模拟方式或者软件接口方式，因此性能上很容易成为瓶颈——毕竟传统的机器上，I/O设备都很容易成为瓶颈，因此Intel就适时提出了Intel Virtualization Technology for Directed I/O，简称为Intel VT-d。

关键在于解决I/O设备与虚拟机数据交换的问题，而这部分主要相关的是DMA直接内存存取，以及IRQ中断请求，只要解决好这两个方面的隔离、保护以及性能问题，就是成功的I/O虚拟化。虚拟化技术和处理器上的Intel VT-i和VT-x一样，Intel VT-d技术是一种基于North Bridge北桥芯片（或者按照较新的说法：MCH）的硬件辅助虚拟化技术，通过在北桥中内置提供DMA虚拟化和IRQ虚拟化硬件，实现了新型的I/O虚拟化方式，Intel VT-d能够在虚拟环境中大大地提升 I/O 的可靠性、灵活性与性能。

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准虚拟化

完全虚拟化是处理器密集型技术，河北vmware虚拟化技术，因为它要求hypervisor管理各个虚拟服务器，vmware虚拟化技术供应商，并让它们彼此独立。减轻这种负担的一种方法就是，改动客户操作系统，让它以为自己运行无法虚拟64-bit客户操作系统在虚拟环境下，能够与hypervisor协同工作。这种方法就叫准虚拟化（para-virtualization）。Xen是开源准虚拟化技术的一个例子。

操作系统作为虚拟服务器在Xen hypervisor上运行之前，它必须在核心层面进行某些改变。因此，Xen适用于BSD、Linux、Solaris及其他开源操作系统，但不适合对像Windows这些专有的操作系统进行虚拟化处理，因为它们无法改动。准虚拟化技术的优点是性能高。经过准虚拟化处理的服务器可与hypervisor协同工作，其响应能力几乎不亚于未经过虚拟化处理的服务器。准虚拟化与完全虚拟化相比优点明显，以至于微软和VMware都在开发这项技术，以完善各自的产品。

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