Linux虚拟机Xen架构与原理 .pdfVIP

本文主要介绍Xen：一种使用在Linux/Unix系统下「虚拟机器（VirtualMachine）

软体」。

虚拟机器（VirtualMachine）：将实体机器作虚拟化的动作，藉由软体的模拟，

使得一台实体机器能够运行起来像是好多台电脑一样，而「虚拟出来的机器」对

于一般使用者来说，除非特别去调查，与「一般其他的实体机器」并不会感受到

太大的差别。

底下列出一般常见的虚拟机器与其用途，提供参考：

功能范例

模拟早期电动玩具机台任天堂、PlayStation、大型电玩等等电玩模拟器

用来执行跨平台应用程式Java与.NET虚拟机器

模拟x86主机VMware与Xen虚拟机器软体

Xen架构

了解虚拟机器概念后，接着来谈到我们的主角：『Xen』

现阶段主要运行于Linux/Unix系统的Xen虚拟机器，是一个注重效能的平行虚

拟化（Paravirtualization）系统，虽然说Xen能够运行在许多Unix/Linux系

统，但因为考量介绍Xen系统的方便性，以下主要以当红的Linux作业系统来

探讨Xen。

要使得Linux支援Xen必须从LinuxKernel来做改造，也就是要重新编译

LinuxKernel，重新编译LinuxKernel听起来似乎不是一件简单的事情，所幸

许多LinuxDistribution已经将支援Xen的LinuxKernel编译好啰，所以我

们只要直接使用Xen的Kernel来开机即可，另外要特别声明XenKernel有两

种『Xen0』（Domain-0）与『XenU』（Guest系统）。

Xen0

要跑Xen的实体电脑需先跑Xen0的Kernel以后，再以Xen0为基础来执行多

个XenUGuest系统于Xen0系统上，简单说Xen0是全部XenU的母系统。

Note：意思是若Xen0故障损坏，会影响到所有的XenUGuest系统。

XenU

您可以同时运行『多个』XenUGuest系统在一个Xen0的实体电脑上，且各个

XenU系统是独立并且不互相影响，意思是若其中一个XenU故障损坏亦不会影

响到其他Xen系统。

Xen优点

相对其他的虚拟机器软体来说，Xen最大优势在于『高效能』（High

Performance），因为Xen采用Paravirtualization而不是使用模拟

（Emulation）、全系统模拟（fullsystemsimulation）方式，所以能够使得

Xen系统效能优于其他虚拟机器软体。

Tips：全系统模拟以VMware为例，是模拟x86PC，可以从BIOS开机重新安装

作业系统，缺点是「效能」上就比不上Xen使用Paravirtualization方式，

优点是可以随性安装Windows、Linux或FreeBSD这一类x86的作业系统。

安全（Security）

XenUGuest系统之间除了正常管道外（例如：ssh、vnc或NFS这些网路服务

等等），是无法互相影响彼此安全性，若是Xen0有着多张网路介面卡，Xen系

统甚至能够使得XenU使用独立网路卡（限制XenU无法使用所有的网路卡），

而且某个XenU若是故障损坏了，也不会使得其他的XenU或Xen0故障。

Note：注重系统安全是虚拟机器基本功能之一。

Xen缺点

说到Xen缺点应该算以『不能执行Windows作业系统』这个问题最大，原因还

是在于讲求效能的Xen采用Paravirtualization虚拟技术必须更改Windows

Kernel才能执行WindowsGuest系统，当然Windows并没有提供我们来更改。

不过另外有个好消息，由CPU大厂Intel提供VT技术（Virtualization

Technology），使得虚拟机器软体（例如Xen、VMware）透过「全虚拟」动作来

运行许多不同的x86作业系统，使得Xen藉由IntelVT作『全虚拟』在不修

改Windows核心下，也能跑WindowsGuest系统。

使用IntelVT技术的另一个重点是：以往在没有IntelVT技术时，全虚拟Guest

系统效能低落，藉由