操作系统中完全虚拟化和半虚拟化之间的区别

虚拟化允许一台计算机系统通过在多个环境中共享单个硬件资源来执行多台计算机的功能。CPU 虚拟化包括完全虚拟化和半虚拟化。它们之间的主要区别在于，在完全虚拟化中，未修改的操作系统不知道虚拟化，并在运行时使用二进制翻译来捕获操作系统调用。相比之下，半虚拟化使用 hypercalls 来代替不可虚拟化的操作系统指令，并且整个过程发生在编译时，由编译时处理这些指令。

在本文中，您将了解操作系统中完全虚拟化和半虚拟化之间的区别。但在讨论区别之前，您必须了解操作系统中的完全虚拟化和半虚拟化。

什么是完全虚拟化？

完全虚拟化是服务器虚拟化的第一代软件解决方案。它由IBM于1966年开发。它通过结合二进制翻译和直接编译来运行，其中客户操作系统与底层硬件和虚拟化层完全隔离。因此，无论虚拟机生成什么，底层硬件都会被动态翻译器重写。它涉及客户操作系统在虚拟化方面的专业知识缺乏，并且必须进行更改。

ESXi、VMWare 和 Microsoft 虚拟服务器是提供完全虚拟化功能的技。当创建操作系统指令时，hypervisor 会在运行时立即将其翻译并存储以供将来参考。同时，用户级指令以原生速度无更改地运行。

虽然在二进制翻译过程中存储翻译指令的主要目标是提高性能，但它可能会增加内存使用成本。二进制翻译是完全虚拟化的另一个缺点，因为它非常耗时，并且可能导致巨大的性能开销。I/O 密集型应用程序在完全虚拟化中很难使用。

什么是半虚拟化？

客户操作系统与 hypervisor 的交互以提高性能和生产力，这称为半虚拟化。与完全虚拟化不同，半虚拟化不实现完全隔离；相反，该方法实现部分隔离。它还修改操作系统内核以使用 hypercalls 而不是不可虚拟化的指令。hypercalls 的目的是直接与虚拟化层 hypervisor 进行通信。

在半虚拟化中，hypervisor 执行不同的功能，例如为其他关键内核服务（如内存管理、计时和中断处理）布局 hypercalls 接口。半虚拟化的主要优点是它可以显著减少虚拟化开销。

然而，大多数用户空间工作负载获得的收益相对较少，并实现了近乎原生的性能，但这并非适用于所有工作负载。此外，由于需要对操作系统内核进行大量修改，因此其兼容性和可移植性较差，因为它不支持未修改的操作系统。在生产环境中，它也可能导致特定的关键支持和维护问题。

操作系统中完全虚拟化和半虚拟化的主要区别

在这里，您将了解操作系统中完全虚拟化和半虚拟化多任务处理的各种主要区别。完全虚拟化和半虚拟化多任务处理在操作系统中的一些主要区别如下：

1. 完全虚拟化是服务器虚拟化的第一代软件解决方案。另一方面，客户操作系统与 hypervisor 的交互以提高性能和生产力，这称为半虚拟化。
2. 完全虚拟化允许客户操作系统独立运行。相比之下，半虚拟化允许客户操作系统与 hypervisor 交互。
3. 完全虚拟化的性能较慢。相比之下，半虚拟化的性能高于完全虚拟化。
4. 完全虚拟化比半虚拟化不安全。另一方面，半虚拟化比完全虚拟化更安全。
5. 完全虚拟化使用二进制翻译和直接方法。另一方面，半虚拟化通过 hypercalls 进行操作。
6. 完全虚拟化更具可移植性和适应性。另一方面，半虚拟化的可移植性和兼容性较差。
7. 完全虚拟化支持所有客户操作系统而无需任何更改。另一方面，在半虚拟化中必须修改客户操作系统，只有少数操作系统支持它。
8. 在完全虚拟化中，客户操作系统将发出硬件调用。相比之下，在半虚拟化中，客户操作系统将通过驱动程序直接与 hypervisor 交互。
9. 完全虚拟化的效率低于半虚拟化。另一方面，半虚拟化更简化。
10. 完全虚拟化提供了最佳隔离。另一方面，半虚拟化提供的隔离少于完全虚拟化。
11. 半虚拟化的例子很少，例如 VMware 和 Xen。相比之下，完全虚拟化用于 VMware、Microsoft 和 Parallels 系统。

操作系统中完全虚拟化和半虚拟化的对比比较

操作系统在完全虚拟化和半虚拟化方面存在各种对比比较。操作系统中完全虚拟化和半虚拟化之间的一些比较如下：

结论

总而言之，虚拟化方法有两种：完全虚拟化和半虚拟化。完全虚拟化与半虚拟化的区别在于，未修改的操作系统完全隔离运行。另一方面，半虚拟化不完全隔离操作系统，而是对其进行修改以使其与特定 API 兼容。