【云安全】AWS Nitro系统的安全设计 -传统虚拟化入门

虚拟化在高级别上使单个物理计算机系统能够同时运行多个操作系统。虚拟化系统（“主机”）实现了转换、仿真和限制功能，使其能够为一个或多个虚拟化操作系统（“客户机”）提供其自身独立硬件（“虚拟机”或“VM”）的虚拟表示。换句话说，虚拟化主机。虚拟化的主要好处之一是能够通过在多个虚拟机之间分配其资源来高效利用单个功能强大的服务器，每个虚拟机都分配了最适合其分配任务的资源量。

笔记

本节中对虚拟化的讨论提供了对该主题的一般性的高级介绍，并没有深入到Paravirtualization之类的主题，在Paravirtualization中，必须修改来宾软件才能在虚拟化环境中运行。有关虚拟化技术的更详细入门知识，请参阅AWS副总裁兼杰出工程师Anthony Liguri的虚拟化技术演示。

负责管理虚拟化系统中来宾虚拟机（VM）的生命周期和操作的核心组件称为虚拟机监视器（VMM）或管理程序。对于它执行的大多数统计操作，客户机在系统的物理CPU上本地运行指令，而不需要VMM的任何参与。例如，当客户试图计算两个值的和或积时，它可以直接与系统的CPU硬件通信，以发出必要的机器代码指令。

然而，有些敏感或特权指令，例如从CPU控制寄存器读取或写入，不应允许访客直接在CPU硬件上运行，以保持系统整体的稳定性和隔离。当客户机试图向CPU发出这些指令中的一条而不是运行时，该指令将被重定向到VMM，VMM将模拟该指令的允许结果，然后将控制权返回给客户机，就像该指令是在CPU上本地执行的一样。

VMM本身是一个相对简单的软件。然而，虚拟化主机需要的不仅仅是VMM的核心功能，以便为来宾提供对网络接口、存储驱动器和输入外围设备等设备的访问。为了提供这些功能，主机依赖于称为设备模型的附加软件组件。设备模型与系统的共享物理I/O硬件通信，并模拟暴露给客户VM的一个或多个唯一虚拟设备接口的状态和行为。

Hypervisor通常使用通用操作系统来与各种系统硬件接口，运行设备模型，并运行虚拟化系统的其他管理软件。此操作系统通常被实现为一个特殊的特权虚拟机，例如，Xen项目调用系统的dom0，Hyper-V调用系统的根/父分区。在早期的EC2实例中，这采用了一种特殊的AmazonLinuxVM的形式，在Xen术语中称为domain0或dom0。