2017Z8009061078-李中欢-作业二1

在虚拟化技术中，Intel VT-x（Intel Virtualization Technology for x86）是一个重要的硬件扩展，它为IA-32架构的处理器提供了硬件级别的虚拟化支持。VT-x引入了一种新的执行模式，即VMX（Virtual Machine Extensions）模式，分为根操作模式（VMX Root Operation）和非根操作模式（VMX Non-Root Operation）。 1. 根操作模式：这是VMM（Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器）运行的模式。在这个模式下，所有指令的行为与传统IA-32处理器相同，因此原有的软件可以无缝运行，保证了与非虚拟化环境的兼容性。在根模式下，CPU运行在特权级0到3，与物理机环境一致。 2. 非根操作模式：这个模式是为虚拟机客户操作系统设计的。在非根模式下，对于敏感的指令，行为会被重新定义，以防止直接操作硬件。当这些敏感指令被执行时，会导致VM-Exit（虚拟机退出），此时CPU会从非根模式切换到根模式，使得VMM能够处理这些事件。 Intel VT-x还引入了VMCS（Virtual-Machine Control Structure，虚拟机控制结构）来保存虚拟CPU的状态。VMCS在VM-Exit和VM-Entry时自动更新，提供了管理虚拟环境的高效方式。此外，VMLAUNCH/VMRESUME指令用于控制VM-Entry，VMREAD/VMWRITE用于读写VMCS，以配置虚拟环境。 硬件虚拟化使用vCPU（Virtual CPU）描述虚拟CPU的状态和资源。每个vCPU包含了标识信息、虚拟寄存器、状态信息、额外寄存器/部件信息以及其他VMM可能需要的信息。vCPU分为硬件管理和VMM管理两部分，其中VMCS主要用于硬件管理和更新，其他信息由VMM负责。 在中断处理方面，Intel VT-x提供了一种处理方式，使得虚拟机环境下的中断处理能像物理机一样进行。虚拟Local APIC、虚拟I/O APIC和虚拟PIC由VMM维护，当虚拟设备需要发送中断时，通过这些虚拟组件将中断注入到相应的vCPU，确保中断处理的正常进行。 虚拟化技术能够加速灾难恢复的速度并降低成本，因为虚拟机的整个系统环境（包括硬件配置、操作系统和应用）都被封装在文件中。在灾难恢复时，无需重新配置硬件和软件环境，可以直接部署虚拟机文件，减少了手动设置的时间和复杂性。此外，虚拟机可以轻松地在不同硬件之间迁移，这在灾难恢复时允许快速切换到备用硬件，降低了硬件投资成本。同时，由于虚拟机的可复制性，备份和恢复过程更为高效，进一步降低了恢复成本。