Intel的CPU将特权级别分为4个级别:RING0,RING1,RING2,RING3。Windows只使用其中的两个级别RING0和RING3,RING0只给操作系统用,RING3谁都能用。如果普通应用程序企图执行RING0指令,则Windows会显示“非法指令”错误信息。

 挑战:

  1. 大部分modern CPU 并不支持可虚拟化, 如x86
  2. 需直接访问内存和硬件的操作系统特权代码必须在Ring 0执行
  3. CPU虚拟化必须在Guest OS下面添加VMM(Ring 0)
  4. 一些关键指令在非Ring 0权限级执行具有不同语义: 不能有效虚拟化,如POPF指令
  5. 非特权级指令可以查询CPU的当前特权级, x86并不trap这些指令

CPU Virtualization Tech

全虚拟化(Full Virtulization)

简介:主要是在客户操作系统和硬件之间捕捉和处理那些对虚拟化敏感的特权指令,使客户操作系统无需修改就能运行,速度会根据不同的实现而不同,但大致能满足用户的需求。这种方式是业界现今最成熟和最常见的,而且属于 Hosted 模式和 Hypervisor 模式的都有,知名的产品有IBM CP/CMS,VirtualBox,KVM,VMware Workstation和VMware ESX(它在其4.0版,被改名为VMware vSphere)。

优点:Guest OS无需修改,速度和功能都非常不错,更重要的是使用非常简单,不论是 VMware 的产品,还是Sun(Oracle?)的 VirtualBox。

缺点:基于Hosted模式的全虚拟产品性能方面不是特别优异,特别是I/O方面。

未来:因为使用这种模式,不仅Guest OS免于修改,而且将通过引入硬件辅助虚拟化技术来提高其性能,我个人判断,在未来全虚拟化还是主流。

半虚拟化(Parairtulization)

简介:它与完全虚拟化有一些类似,它也利用Hypervisor来实现对底层硬件的共享访问,但是由于在Hypervisor 上面运行的Guest OS已经集成与半虚拟化有关的代码,使得Guest OS能够非常好地配合Hyperivosr来实现虚拟化。通过这种方法将无需重新编译或捕获特权指令,使其性能非常接近物理机,其最经典的产品就是Xen,而且因为微软的Hyper-V所采用技术和Xen类似,所以也可以把Hyper-V归属于半虚拟化。

优点:这种模式和全虚拟化相比,架构更精简,而且在整体速度上有一定的优势。

缺点:需要对Guest OS进行修改,所以在用户体验方面比较麻烦。

未来:我觉得其将来应该和现在的情况比较类似,在公有云(比如Amazon EC2)平台上应该继续占有一席之地,但是很难在其他方面和类似VMware vSphere这样的全虚拟化产品竞争,同时它也将会利用硬件辅助虚拟化技术来提高速度,并简化架构。

硬件辅助虚拟化(Hardware Assisted Virtualization)

简介:Intel/AMD等硬件厂商通过对部分全虚拟化和半虚拟化使用到的软件技术进行硬件化(具体将在下文详述)来提高性能。硬件辅助虚拟化技术常用于优化全虚拟化和半虚拟化产品,而不是独创一派,最出名的例子莫过于VMware Workstation,它虽然属于全虚拟化,但是在它的6.0版本中引入了硬件辅助虚拟化技术,比如Intel的VT-x和AMD的AMD-V。现在市面上的主流全虚拟化和半虚拟化产品都支持硬件辅助虚拟化,包括VirtualBox,KVM,VMware ESX和Xen。

优点:通过引入硬件技术,将使虚拟化技术更接近物理机的速度。

缺点:现有的硬件实现不够优化,还有进一步提高的空间。

未来:因为通过使用硬件技术不仅能提高速度,而且能简化虚拟化技术的架构,所以预见硬件技术将会被大多数虚拟化产品所采用。

操作系统级虚拟化(Operating System Level Virtualization)

简介:这种技术通过对服务器操作系统进行简单地隔离来实现虚拟化,主要用于VPS。主要的技术有Parallels Virtuozzo Containers,Unix-like系统上的chroot和Solaris上的Zone等。

优点:因为它是对操作系统进行直接的修改,所以实现成本低而且性能不错。

缺点:在资源隔离方面表现不佳,而且对Guest OS的型号和版本有限定。

未来:不明朗,我觉得除非有革命性技术诞生,否则还应该属于小众,比如VPS。

RING0,RING1,RING2,RING3的更多相关文章

  1. 全虚拟化和半虚拟化的区别 cpu的ring0 ring1又是什么概念? - 转

    http://www.cnblogs.com/xusongwei/archive/2012/07/30/2615592.html ring0是指CPU的运行级别,ring0是最高级别,ring1次之, ...

  2. Ring0创建事件Ring3设置事件

    同步事件(synchronizationEvent)当事件对象为激发时,如遇到KeWaitForXX等内核函数,事件对象则自动变回未激发态通知事件(NotificationEvent)当事件对象为激发 ...

  3. CPU 指令环 ring0,ring1,ring2,ring3

    Intel的CPU将特权级别分为4个级别:RING0,RING1,RING2,RING3. Windows只使用其中的两个级别RING0和RING3,RING0只给操作系统用,RING3谁都能用.如果 ...

  4. Ring3 和Ring0 解释

    这得从CPU指令系统(用于控制CPU完成各种功能的命令)的特权级别说起.在CPU的所有指令中,有一些指令是非常危险的,如果错用,将导致整个系统崩溃.比如:清内存.设置时钟等.如果所有的程序都能使用这些 ...

  5. RING0到RING3

    在前一篇文章里面,我们将了CPU保护模式中的几种特权RING0,RING1,RING2,RING3!操作系统通常运行在RING0,应用程序通常运行在RING3. CPU如何从RING0到RING3 先 ...

  6. ring0

    Intel的x86处理器是通过Ring级别来进行访问控制的,级别共分4层,RING0,RING1,RING2,RING3.Windows只使用其中的两个级别RING0和RING3. RING0层拥有最 ...

  7. Linux 系统应用编程——进程基础

    一.Linux下多任务机制的介绍 Linux有一特性是多任务,多任务处理是指用户可以在同一时间内运行多个应用程序,每个正在执行的应用程序被称为一个任务. 多任务操作系统使用某种调度(shedule)策 ...

  8. 20155326《网络攻防》Exp4 恶意代码分析

    20155326<网络攻防>Exp4 恶意代码分析 基础问题回答: 1)如果在工作中怀疑一台主机上有恶意代码,但只是猜想,所有想监控下系统一天天的到底在干些什么.请设计下你想监控的操作有哪 ...

  9. 20145236《网络攻防》Exp4 恶意代码分析

    20145236<网络攻防>Exp4 恶意代码分析 一.基础问题回答 如果在工作中怀疑一台主机上有恶意代码,但只是猜想,所有想监控下系统一天天的到底在干些什么.请设计下你想监控的操作有哪些 ...

随机推荐

  1. POJ 3041 Asteroids(匈牙利+邻接表)

    ( ̄▽ ̄)" #include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algo ...

  2. hdu_5876_Sparse Graph(补图BFS)

    题目链接:hdu_5876_Sparse Graph 附上叉姐的题解: 1009 Sparse Graph [by ftiasch] 题意:n 个点的无向完全图中删除 m 条边,问点 s 到其他点的最 ...

  3. 浙江大学 pat 题解---58

    1058. A+B in Hogwarts (20) 时间限制 50 ms 内存限制 32000 kB 代码长度限制 16000 B 判题程序 Standard 作者 CHEN, Yue If you ...

  4. web页面开发相关基础

    CSS是一种用于web的标准布局语言,可以控制版面.颜色以及元素和图像的大小和位置.HTML文档应该利用外部样式表来定义文档中使用的样式.JavaScript也应该放在外部文档中,这个文档应该只包含J ...

  5. TortoiseGit - Gitblit使用简介

    1. 增加Repository http://192.168.242.128:10101 用admin admin登陆后,点击"版本库"--> 创建版本库 填写好 " ...

  6. js 有关字符串的函数 以及一些和字符串有关的知识

    JS自带函数 concat 将两个或多个字符的文本组合起来,返回一个新的字符串. var a = "hello"; var b = ",world"; var ...

  7. Openjudge-计算概论(A)-找和为K的两个元素

    描述: 在一个长度为n(n < 1000)的整数序列中,判断是否存在某两个元素之和为k. 输入第一行输入序列的长度n和k,用空格分开.第二行输入序列中的n个整数,用空格分开.输出如果存在某两个元 ...

  8. 阅读http://zh.lucida.me/有感

    lucida大神本科毕业于大工,研究生毕业于北航,有这样的学历在社会上混就已经绰绰有余了,但是lucida神并不满足,刻苦努力,拼搏进取,最后进入google london工作,曾经一度在micros ...

  9. [原]创建三个输入文本框,当光标离开文本框的时候如果文本框为空,则将文本框背景色设置为红色,如果不为空则为白色。提示:焦点进入控件的事件是onfocus,焦点离开控件的事件是onblur

    window.onload = function () {             var txts = document.getElementsByTagName('input');         ...

  10. log4net 日志文件占用,不能及时释放

    在appender 下面加 <lockingModel type="log4net.Appender.FileAppender+MinimalLock" />