出版社: 清华大学出版社
副标题: 原理与实现
出版年: 2009-1
页数: 238
定价: 29.00元
装帧: 平装
ISBN: 9787302193722
内容简介 · · · · · ·
本书深入而又系统地介绍了以软件完全虚拟化、硬件辅助虚拟化及类虚拟化为核心的各种系统虚拟化技术。全书共9章,第1章概述性地介绍了虚拟化技术;第2章介绍计算机系统知识;第3章从CPU虚拟化、内存虚拟化和I/0虚拟化三大块对系统虚拟化技术进行概述,并介绍虚拟机监控器(VMM)的组成与分类,而且对市场上流行的虚拟化产品进行了简单介绍;第4-6章分别从基于软件的完全虚拟化、硬件辅助的完全虚拟化和类虚拟化三种实现技术角度深入介绍系统虚拟化方法;第7章介绍虚拟机的性能评测和调试技术;第8章介绍系统虚拟化的应用实例;最后在第9章对虚拟机和系统虚拟化技术的发展作一个展望。
本书是系统虚拟化技术实现原理的全面展示,也是作者这些年在虚拟化学术和工业研究领域开发的经验总结。本书理论与实践相结合,用通俗易懂的语言描述系统虚拟化技术原理,其中不乏具有代表性和普遍意义的实例和技术...
本书深入而又系统地介绍了以软件完全虚拟化、硬件辅助虚拟化及类虚拟化为核心的各种系统虚拟化技术。全书共9章,第1章概述性地介绍了虚拟化技术;第2章介绍计算机系统知识;第3章从CPU虚拟化、内存虚拟化和I/0虚拟化三大块对系统虚拟化技术进行概述,并介绍虚拟机监控器(VMM)的组成与分类,而且对市场上流行的虚拟化产品进行了简单介绍;第4-6章分别从基于软件的完全虚拟化、硬件辅助的完全虚拟化和类虚拟化三种实现技术角度深入介绍系统虚拟化方法;第7章介绍虚拟机的性能评测和调试技术;第8章介绍系统虚拟化的应用实例;最后在第9章对虚拟机和系统虚拟化技术的发展作一个展望。
本书是系统虚拟化技术实现原理的全面展示,也是作者这些年在虚拟化学术和工业研究领域开发的经验总结。本书理论与实践相结合,用通俗易懂的语言描述系统虚拟化技术原理,其中不乏具有代表性和普遍意义的实例和技术细节,是学习系统虚拟化技术的宝贵资料。本书不仅可以作为教材,供计算机相关专业的大学高年级学生和研究生阅读;而且可以作为一本参考手册,供大学或企业里与系统相关领域的研究开发人员以及对虚拟机及虚拟化核心技术有兴趣的研究者和开源工作者阅读。
目录 · · · · · ·
1.1 形形色色的虚拟化
1.2 系统虚拟化
1.3 系统虚拟化简史
1.4 系统虚拟化的好处
第2章 x86架构及操作系统概述
2.1 x86的历史和操作系统概要
2.1.1 x86的历史
2.1.2 操作系统概述
2.2 x86内存架构
2.2.1 地址空间
2.2.2 地址
2.2.3 x86内存管理机制
2.3 x86架构的基本运行环境
2.3.1 三种基本模式
2.3.2 基本寄存器组
2.3.3 权限控制
2.4 中断与异常
2.4.1 中断架构
2.4.2 异常架构
2.4.3 操作系统对中断/异常的处理流程
2.5 进程
2.5.1 上下文
2.5.2 上下文切换
2.6 I/O架构
2.6.1 x86的I/O架构
2.6.2 DMA
2.6.3 PCI设备
2.6.4 PCI Express
2.7 时钟
2.7.1 x86平台的常用时钟
2.7.2 操作系统的时钟观
第3章 虚拟化概述
3.1 可虚拟化架构与不可虚拟化架构
3.2 处理器虚拟化
3.2.1 指令的模拟
3.2.2 中断和异常的模拟及注入
3.2.3 对称多处理器技术的模拟
3.3 内存虚拟化
3.4 I/O虚拟化
3.4.1 概述
3.4.2 设备发现
3.4.3 访问截获
3.4.4 设备模拟
3.4.5 设备共享
3.5 VMM的功能和组成
3.5.1 虚拟环境的管理
3.5.2 物理资源的管理
3.5.3 其他模块
3.6 VMM的分类
3.6.1 按虚拟平台分类
3.6.2 按VMM实现结构分类
3.7 典型虚拟化产品及其特点
3.7.1 VMware
3.7.2 Microsoft
3.7.3 Xen
3.7.4 KVM
3.8 思考题
第4章 基于软件的完全虚拟化
4.1 概述
4.2 CPU虚拟化
4.2.1 解释执行
4.2.2 扫描与修补
4.2.3 二进制代码翻译
4.3 内存虚拟化
4.3.1 概述
4.3.2 影子页表
4.3.3 内存虚拟化的优化
4.4 I/O虚拟化
4.4.1 设备模型
4.4.2 设备模型的软件接口
4.4.3 接口拦截和模拟
4.4.4 功能实现
4.4.5 案例分析: IDE的DMA操作
4.5 思考题
第5章 硬件辅助虚拟化
5.1 概述
5.2 CPU虚拟化的硬件支持
5.2.1 概述
5.2.2 VMCS
5.2.3 VMX操作模式
5.2.4 VM?Entry/VM?Exit
5.2.5 VM?Exit
5.3 CPU虚拟化的实现
5.3.1 概述
5.3.2 VCPU的创建
5.3.3 VCPU的运行
5.3.4 VCPU的退出
5.3.5 VCPU的再运行
5.3.6 进阶
5.4 中断虚拟化
5.4.1 概述
5.4.2 虚拟PIC
5.4.3 虚拟I/O APIC
5.4.4 虚拟Local APIC
5.4.5 中断采集
5.4.6 中断注入
5.4.7 案例分析
5.5 内存虚拟化
5.5.1 概述
5.5.2 EPT
5.5.3 VPID
5.6 I/O虚拟化的硬件支持
5.6.1 概述
5.6.2 VT?d技术
5.7 I/O虚拟化的实现
5.7.1 概述
5.7.2 设备直接分配
5.7.3 设备I/O地址空间的访问
5.7.4 设备发现
5.7.5 配置DMA重映射数据结构
5.7.6 设备中断虚拟化
5.7.7 案例分析: 网卡的直接分配在Xen里面的实现
5.7.8 进阶
5.8 时间虚拟化
5.8.1 操作系统的时间概念
5.8.2 客户机的时间概念
5.8.3 时钟设备仿真
5.8.4 实现客户机时间概念的一种方法
5.8.5 实现客户机时间概念的另一种方法
5.8.6 如何满足客户机时间不等于实际时间的需求
5.9 思考题
第6章 类虚拟化技术
6.1 概述
6.1.1 类虚拟化的由来
6.1.2 类虚拟化的系统实现
6.1.3 类虚拟化接口的标准化
6.2 类虚拟化体系结构
6.2.1 指令集
6.2.2 外部中断
6.2.3 物理内存空间
6.2.4 虚拟内存空间
6.2.5 内存管理
6.2.6 I/O子系统
6.2.7 时间与时钟服务
6.3 Xen的原理与实现
6.3.1 超调用
6.3.2 虚拟机与Xen的信息共享
6.3.3 内存管理
6.3.4 页表虚拟化
6.3.5 事件通道
6.3.6 授权表
6.3.7 I/O系统
6.3.8 实例分析: 块设备虚拟化
6.4 XenLinux的运行
6.5 思考题
第7章 虚拟环境性能和优化
7.1 性能评测指标
7.2 性能评测工具
7.2.1 重用操作系统的性能评测工具
7.2.2 面向虚拟环境的性能评测工具
7.3 性能分析工具
7.3.1 Xenoprof
7.3.2 Xentrace
7.3.3 Xentop
7.4 性能优化方法
7.4.1 降低客户机退出事件发生频率
7.4.2 降低客户机退出事件处理时间
7.4.3 降低处理器利用率
7.5 性能分析案例
7.5.1 案例分析: Xenoprof
7.5.2 案例分析: Xentrace
7.6 可扩展性
7.6.1 宿主机的可扩展性
7.6.2 客户机的可扩展性
7.7 思考题
第8章 虚拟化技术的应用模式
8.1 常用技术介绍
8.1.1 虚拟机的动态迁移
8.1.2 虚拟机快照
8.1.3 虚拟机的克隆
8.1.4 案例分析: VMware VMotion 和VMware 快照
8.2 服务器整合
8.2.1 服务器整合技术
8.2.2 案例分析: VMware Infrastructure 3
8.3 灾难恢复
8.3.1 灾难恢复与虚拟化技术
8.3.2 案例分析: VMware Infrastructure 3
8.4 改善系统可用性
8.4.1 可用性的含义
8.4.2 虚拟化技术如何提高可用性
8.4.3 虚拟化技术带来的新契机
8.4.4 案例分析: VMware HA和 LUCOS
8.5 动态负载均衡
8.5.1 动态负载均衡的含义
8.5.2 案例分析: VMware DRS
8.6 增强系统可维护性
8.6.1 可维护性的含义
8.6.2 案例分析: VMware VirtualCenter
8.7 增强系统安全与可信任性
8.7.1 安全与可信任性的含义
8.7.2 虚拟化技术如何提高系统安全
8.7.3 虚拟化技术如何提高可信任性
8.7.4 案例分析: sHyper、VMware Infrastructure 3和CoVirt
8.8 Virtual Appliance
第9章 前沿虚拟化技术
9.1 基于容器的虚拟化技术
9.1.1 容器技术的基本概念和发展背景
9.1.2 基于容器的虚拟化技术
9.2 系统安全
9.2.1 基于虚拟化技术的恶意软件
9.2.2 虚拟机监控器的安全性
9.3 系统标准化
9.3.1 开放虚拟机格式
9.3.2 虚拟化的可管理性
9.3.3 虚拟机互操作性标准
9.4 电源管理
9.5 智能设备
9.5.1 多队列网卡
9.5.2 SR?IOV
9.5.3 其他
索引
参考文献
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Thinker Wu (技术就是信仰!志在终身探索!)
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虚拟化前沿技术包括容器模式——老实说,感觉还不是很懂、系统标准(应该说这是一个任务)、虚拟化安全性、电源管理(虽然传统OS解决的很好,但随着虚拟化技术的出现,电源管理面临新的问题)和智能设备 容器模型——资源容器与安全容器 操作系统领域一直以来面临的一个主要挑战是:应用程序间存在的相互独立性+资源互操作性之间的矛盾 资源容器(Resource Container)——核心:准确估算出单个资源消费者所使用的资源量 把...
2014-05-13 10:06
虚拟化前沿技术包括容器模式——老实说,感觉还不是很懂、系统标准(应该说这是一个任务)、虚拟化安全性、电源管理(虽然传统OS解决的很好,但随着虚拟化技术的出现,电源管理面临新的问题)和智能设备 容器模型——资源容器与安全容器 操作系统领域一直以来面临的一个主要挑战是:应用程序间存在的相互独立性+资源互操作性之间的矛盾 资源容器(Resource Container)——核心:准确估算出单个资源消费者所使用的资源量 把系统的资源主体(resource principal)从运行主体(即进程)中剥离(process abstraction)出来,从而达到对系统资源更精确和高效控制的目的 安全容器(Security Container)——核心思相在于:将访问控制从OS剥离出来独立于运行环境,依据不同的安全策略形成虚拟的安全容器
容器模式系统安全——由于现代操作系统的层次化结构,因此,越是低层,对安全的威胁与管理权限也越大 虚拟机监控器的安全性: 缩小可信计算环境(Trusted Computing Base,TCB) 可信虚拟化环境——可信任执行技术(Trusted Execution Technology,TXT)利用硬件提供动态可信根
回应 2014-05-13 10:06 -
本章主要介绍系统虚拟化的应用模式,包括我们平常使用Hypervisor VirtualBox或VMware WorkStation时会操作到的虚拟机克隆、迁移以及快照,还有涉及到的虚拟磁盘格式与虚拟机格式的不同概念等。 本章讲述思路按——常用模式(包括迁移、快照、克隆)、服务器整合、系统灾难恢复与虚拟化技术、动态负载均衡和Virtual Appliance等方面的优势 虚拟机的动态迁移——即是在虚拟机工作状态下的迁移,实际上做的工作是将虚拟机的内存信...
2014-05-13 09:39
本章主要介绍系统虚拟化的应用模式,包括我们平常使用Hypervisor VirtualBox或VMware WorkStation时会操作到的虚拟机克隆、迁移以及快照,还有涉及到的虚拟磁盘格式与虚拟机格式的不同概念等。 本章讲述思路按——常用模式(包括迁移、快照、克隆)、服务器整合、系统灾难恢复与虚拟化技术、动态负载均衡和Virtual Appliance等方面的优势 虚拟机的动态迁移——即是在虚拟机工作状态下的迁移,实际上做的工作是将虚拟机的内存信息进行移交、转换,其实现速度较快,但问题是如果在这个过程中出现断电,则虚拟机进入未知状态, 虚拟机的快照——将虚拟机某一时刻的状态信息(……硬盘信息、内存信息和CPU信息、BIOS信息)像照片一样保存下来
虚拟化技术的应用模式Virtual Appliance回应 2014-05-13 09:39
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第一章 介绍了各种形形色色的虚拟化,不同层次的——硬件抽象层上的虚拟化、操作系统层次上的虚拟化、库函数层上的虚拟化和编程语言级上的虚拟化;点明了本书的主题是系统虚拟化——将一台物理上的计算机系统虚拟化成一台或多台虚拟拟化的计算机系统。 本章还介绍了系统虚拟化的历史及各种虚拟化平台,也介绍了系统虚拟化好处——封装、多实例、隔离、硬件无关性及特权功能(事件记录与回放、入侵检测等) 最主要的,系统虚...
2014-05-08 10:57
第一章 介绍了各种形形色色的虚拟化,不同层次的——硬件抽象层上的虚拟化、操作系统层次上的虚拟化、库函数层上的虚拟化和编程语言级上的虚拟化;点明了本书的主题是系统虚拟化——将一台物理上的计算机系统虚拟化成一台或多台虚拟拟化的计算机系统。 本章还介绍了系统虚拟化的历史及各种虚拟化平台,也介绍了系统虚拟化好处——封装、多实例、隔离、硬件无关性及特权功能(事件记录与回放、入侵检测等) 最主要的,系统虚拟化在云计算——将资源集中起来共享,同时又保持各应用的独立,保证系统安全,提高了资源利用率 "1974年,Popek 和Goldberg定义了虚拟机可以看作是物理机的一种高效隔离的复制。上面的定义蕴涵了三层含义(同质、高效、资源受控),这也是虚拟机所具有的三个特征" 同质——虚拟机运行的环境和物理机运行的环境在本质上需要是相同的,但是在表现上能够有一些差异; 高效——虚拟机上运行的软件需要具有接近在物理机上运行的性能; 资源受控——VMM需要对系统资源有完全控制能力和管理权限,包括资源的、监控、回收
回应 2014-05-08 10:57 -
Thinker Wu (技术就是信仰!志在终身探索!)
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讲了X86的历史,对于操作系统中,地址空间(逻辑地址、线性地址——虚拟地址、物理地址),内存的管理——页式、段式、段页式(其地址全相联技术、组相联技术、组内全相联),x86运行模式(实模式、保护模式、SMM模式、虚拟8086模式)及基本寄存器组,权限控制(段保护、CPL(Current Privilege Level)等、页保护),中断与异常(各种中断控制器——PIC(Programmable Interrupt Controller)、APIC),中断分类与优先级,异常架构...
2014-05-08 11:07
讲了X86的历史,对于操作系统中,地址空间(逻辑地址、线性地址——虚拟地址、物理地址),内存的管理——页式、段式、段页式(其地址全相联技术、组相联技术、组内全相联),x86运行模式(实模式、保护模式、SMM模式、虚拟8086模式)及基本寄存器组,权限控制(段保护、CPL(Current Privilege Level)等、页保护),中断与异常(各种中断控制器——PIC(Programmable Interrupt Controller)、APIC),中断分类与优先级,异常架构及中断异常处理流程,进程、上下文、I/O架构(Port I/O、MMIO(Memory Mapping I/O)、DMA、PCI——PCI配置空间、PCI设备枚举、PCI Express),时钟(周期性时钟、单次计时性时钟)——PIT(Programmable Interrupt Timer或Programmable Interval Timer)、RTC(Real Time Clock)、TSC(Time Stamp Counter)、LAPIC Timer、HPET(High Precision Event Timer)及操作系统的实现等都有介绍。 不过,尤其是时钟这一节,自己还是没有弄懂一半,这一章涉及硬件,且繁杂,但只是浅谈,还是挺重要的。尤其是介绍了可看的参考资料——《Intel(R) 64 and IA-32 Architecture Software Developer's Manual Volume 3A》
回应 2014-05-08 11:07 -
因为传统的虚拟化技术是通过 陷入再模拟 方式实现的,依赖于处理器的支持。本章在可虚拟化架构与不可虚拟化架构的介绍下,点明了为什么需要硬件辅助虚拟化技术——因为存在虚拟机漏洞(如果某个架构无法支持所有的敏感指令触发异常,则VMM会遗漏某些需要模拟的操作,影响虚拟化的正确性) 一些办法来填补或避免虚拟机漏洞: 解释执行——虽然所有指令受到VMM监督审查,但性能太差 硬件层面填补 软件层面——如后续章节的软件虚...
2014-05-08 11:28
因为传统的虚拟化技术是通过 陷入再模拟 方式实现的,依赖于处理器的支持。本章在可虚拟化架构与不可虚拟化架构的介绍下,点明了为什么需要硬件辅助虚拟化技术——因为存在虚拟机漏洞(如果某个架构无法支持所有的敏感指令触发异常,则VMM会遗漏某些需要模拟的操作,影响虚拟化的正确性) 一些办法来填补或避免虚拟机漏洞: 解释执行——虽然所有指令受到VMM监督审查,但性能太差 硬件层面填补 软件层面——如后续章节的软件虚拟化中解释并执行、扫描并修补、二进制翻译(BT,Binary Translation)等 VMM对物理资源的虚拟可以归结为三个主要任务: 处理器虚拟化——指令的模拟(CR0等)、中断与异常的模拟与注入、对称多处理器(SMP)技术的模拟 内存虚拟化——客户机虚拟地址—客户机物理地址—宿主机物理地址的概论及其映射 I/O虚拟化——设备的发现与访问、模拟与共享 VMM的功能(环境的管理、资源的管理)、其它模块 本章还介绍了典型的VMM平台(虚拟化平台): 完全虚拟化(软件辅助、硬件辅助) 类虚拟化(也叫半虚拟化) VMM的实现结构: Hypervisor——所有的物理资源、内存、I/O直接归VMM管 eg,VMware ESX Server、KVM 宿主型——物理资源由宿主机操作系统管理 eg,VMware Server(面向服务器)、VMware Workstation(面向桌面)、VMware Fusion(基于Intel Mac)、VirtualBox、MS的Virtual PC(面向桌面)\Virtual Server(面向服务器) 混合模型——上述HyperVisor与宿主型的结合,eg:MS的Windows Server2008、Xen \KVM
回应 2014-05-08 11:28
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Thinker Wu (技术就是信仰!志在终身探索!)
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Thinker Wu (技术就是信仰!志在终身探索!)
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虚拟化前沿技术包括容器模式——老实说,感觉还不是很懂、系统标准(应该说这是一个任务)、虚拟化安全性、电源管理(虽然传统OS解决的很好,但随着虚拟化技术的出现,电源管理面临新的问题)和智能设备 容器模型——资源容器与安全容器 操作系统领域一直以来面临的一个主要挑战是:应用程序间存在的相互独立性+资源互操作性之间的矛盾 资源容器(Resource Container)——核心:准确估算出单个资源消费者所使用的资源量 把...
2014-05-13 10:06
虚拟化前沿技术包括容器模式——老实说,感觉还不是很懂、系统标准(应该说这是一个任务)、虚拟化安全性、电源管理(虽然传统OS解决的很好,但随着虚拟化技术的出现,电源管理面临新的问题)和智能设备 容器模型——资源容器与安全容器 操作系统领域一直以来面临的一个主要挑战是:应用程序间存在的相互独立性+资源互操作性之间的矛盾 资源容器(Resource Container)——核心:准确估算出单个资源消费者所使用的资源量 把系统的资源主体(resource principal)从运行主体(即进程)中剥离(process abstraction)出来,从而达到对系统资源更精确和高效控制的目的 安全容器(Security Container)——核心思相在于:将访问控制从OS剥离出来独立于运行环境,依据不同的安全策略形成虚拟的安全容器
容器模式系统安全——由于现代操作系统的层次化结构,因此,越是低层,对安全的威胁与管理权限也越大 虚拟机监控器的安全性: 缩小可信计算环境(Trusted Computing Base,TCB) 可信虚拟化环境——可信任执行技术(Trusted Execution Technology,TXT)利用硬件提供动态可信根
回应 2014-05-13 10:06 -
本章主要介绍系统虚拟化的应用模式,包括我们平常使用Hypervisor VirtualBox或VMware WorkStation时会操作到的虚拟机克隆、迁移以及快照,还有涉及到的虚拟磁盘格式与虚拟机格式的不同概念等。 本章讲述思路按——常用模式(包括迁移、快照、克隆)、服务器整合、系统灾难恢复与虚拟化技术、动态负载均衡和Virtual Appliance等方面的优势 虚拟机的动态迁移——即是在虚拟机工作状态下的迁移,实际上做的工作是将虚拟机的内存信...
2014-05-13 09:39
本章主要介绍系统虚拟化的应用模式,包括我们平常使用Hypervisor VirtualBox或VMware WorkStation时会操作到的虚拟机克隆、迁移以及快照,还有涉及到的虚拟磁盘格式与虚拟机格式的不同概念等。 本章讲述思路按——常用模式(包括迁移、快照、克隆)、服务器整合、系统灾难恢复与虚拟化技术、动态负载均衡和Virtual Appliance等方面的优势 虚拟机的动态迁移——即是在虚拟机工作状态下的迁移,实际上做的工作是将虚拟机的内存信息进行移交、转换,其实现速度较快,但问题是如果在这个过程中出现断电,则虚拟机进入未知状态, 虚拟机的快照——将虚拟机某一时刻的状态信息(……硬盘信息、内存信息和CPU信息、BIOS信息)像照片一样保存下来
虚拟化技术的应用模式Virtual Appliance回应 2014-05-13 09:39
0 有用 天下 2015-09-19
学业不精,唉。。。
0 有用 @邹扒皮.com 2017-04-25
好难
0 有用 jiangyy 2013-01-05
我觉得这是中文书里少有写得比较清楚的了……
0 有用 Atela 2016-12-14
已经不错了,目前没找到其他的书。。。
0 有用 小王君 2012-05-08
对系统虚拟化讲得很细致,但感觉有点抽象,不易于理解。
0 有用 shadow-walker 2020-10-18
可所以说就是科普,让你知道下虚拟化是啥。但是科普这种东西百度下都有。书到价格还很贵。让你了解下虚拟化是啥就没有了,全是没几个代码,都是科普,打算开发的慎入
0 有用 志霸&Jason 2020-02-17
还可以
0 有用 usless 2019-06-04
简介
0 有用 [已注销] 2019-01-01
适合当做虚拟化入门的参考资料,内容比较齐全,但是就是比较陈旧了,当然要想跟进最新的研究进展最好还是看论文吧。
0 有用 ଲ ଲ ଲ 2017-10-29
过了一遍,太旧了。