基于微內(nèi)核架構的嵌入式系統(tǒng)虛擬化技術

　　虛擬機環(huán)境的架構分析

　　在計算領域，虛擬化是一個廣義的術語，通常是指對于計算資源的一種抽象。通過虛擬化，可使計算資源復雜的實際物理特性對于應用程序或終端用戶加以隱藏。這種過程既可以讓單一的物理資源(如一臺服務器，一個存儲設備或一個操作系統(tǒng))表現(xiàn)為多個可用的虛擬資源，也可以讓多個物理資源(如多臺服務器或多個存儲設備)表現(xiàn)為單一的可用虛擬資源，甚至可以將多個物理資源加以整合并分化出多個可用的虛擬資源。

　　VMware Workstation是一款傳統(tǒng)的基于主機操作系統(tǒng)架構的虛擬機，并將虛擬機管理器運行于高特權級以使用特權級指令。這類虛擬機一般是針對特定的平臺架構設計的，可以使同一平臺架構下的各種操作系統(tǒng)如同應用程序那樣高效地運行在同一主機操作系統(tǒng)之上。但是，這種應用模型也有一個非常嚴重的缺陷—主機操作系統(tǒng)，作為一切的基礎，會占用一定的系統(tǒng)資源并大大增加系統(tǒng)達到可信計算所需要驗證的代碼量。

　　由于像英特爾這樣的硬件制造商開發(fā)出了新一代的硬件虛擬化技術，如今像Xen這樣的虛擬機管理層已經(jīng)可以以極小的虛擬化開銷支持未經(jīng)修改的操作系統(tǒng)的高效運行?；诠芾韺蛹軜嫷奶摂M機所面臨的問題是管理層所提供的抽象往往過于粗粒度以至于很難對細小的軟件組件進行有效地描述。而對于運行在特權級的虛擬機管理邏輯部分——超級虛擬機(Super VM)也是這樣。它往往運行在一個商業(yè)操作系統(tǒng)軟件之上以提供對各虛擬機的管理服務。而一旦發(fā)生錯誤，則將很有可能因此波及到別的虛擬機。

　　擁有微內(nèi)核架構的操作系統(tǒng)被設計用以構成一個可自由裁減的系統(tǒng)并且易于保證其可信計算基礎，系統(tǒng)所定義的操作系統(tǒng)和用戶態(tài)應用程序之間的接口與硬件平臺的接口很相近，這樣既保證了操作系統(tǒng)的功能性，又避免了操作系統(tǒng)的代碼過于冗長，十分適合用以構建一個良好的虛擬機環(huán)境。有些人使用像L4 Linux這樣經(jīng)過修改的客戶操作系統(tǒng)使其運行在高效的微內(nèi)核之上。但是此類修改很難被應用到所有的商業(yè)操作系統(tǒng)上致使其應用范圍受到嚴格的限制。