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用虛擬層中介硬體資源

傳統X86將指令的權限分為ring 0 ~ 3共4個層級，而控制硬體的指令就是存取權限最高的ring 0。但礙於ring 0通常只有kernel（核心）及driver（驅動）可以使用，故虛擬機器需透過其他方式才能使用硬體資源。

虛擬層（統稱為hypervisor）就是為了能夠呼叫ring 0層級的指令而產生的軟體，讓虛擬機器可以透過虛擬層使用硬體資源。而使用者開發的應用程式，使用到的指令權限只到ring 3，並不影響資源虛擬化的過程。又依據虛擬化管理方案的不同，大致上可分為全虛擬（full virtualization）及半虛擬（paravirtualization）。全虛擬的解決方案中又以KVM較為著名（），而半虛擬比較有名的則是Xen（）。

虛擬化有2種

所謂的全虛擬，即虛擬機器透過hypervisor，以binary translation（二進制碼轉譯）的技術來呼叫ring 0 層級的指令，再將需求送至硬體，並模擬出所有需要的硬體元件。其中包括處理器、記憶體、網路卡及硬碟等設備。而全虛擬的好處就是虛擬機器的獨立性很高，但binary translation技術會讓虛擬機器的運作效能受到限制。

▲全虛擬技術會透過binary translation導致效能降低。

半虛擬效能較佳

半虛擬則是為了提升虛擬機器的效能，其解決方案就是讓hypervisor不必透過binary translation，就能夠呼叫ring 0層級指令來使用硬體的資源。但如同前述，ring 0的指令通常只有kernel及driver能夠直接使用，因此半虛擬必需修改虛擬機器的及實體機器的核心，故硬體的相容性相對全虛擬來得差。

▲半虛擬則可透過hypervisor呼叫ring 0指令，效能表現較佳。

因為半虛擬是透過hypervisor直接呼叫ring 0的指令，相當於虛擬機器直接使用硬體元件，虛擬機器的硬體元件不全然是hypervisor模擬出來的，而稱此解決方案為半虛擬。

非開源系統限制多

若以半虛擬的Xen為例，虛擬機器透過修改過後的作業系統（又稱為DomU），來呼叫hypervisor存取硬體裝置，而hypervisor是透過Xen修改過的主作業系統Dorm直接驅動硬體裝置。如此一來，雖然可以提升效能，但也因為需要修改作業系統的核心，對於未開放原始碼的作業系統來說，會造成很大的限制。

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