二、深入探討雲端運算

(四)服務模式

1.基礎設施層

伺服器虛擬化
3.I/O虛擬化
(3)虛擬技術
C.I/O操作虛擬化流程
階段一.設備偵測

• 超級監督者需要讓賓客系統識別虛擬化的I/O裝置
• 之後賓客系統將載入相對應的裝置驅動
• 虛擬化實體的匯流排裝置
  ►可列舉的
  -這些裝置定義一個完整的設備偵測方法
  -超級監督者必須仿真裝置本身以外，還必須仿真匯流排的行為
  ►不可列舉的
  -這些裝置有自己的硬體編碼
  -虛擬機器裝置應該設置一些狀態資訊在虛擬裝置的埠口
• 虛擬化不存在的裝置
  ►超級監督者必須定義且仿真這些裝置的所有功能
  -超級監督者可能將他們定義成不可舉例或是可舉例的裝置
  -賓客系統需要載入這些虛擬裝置的一些新驅動

階段二.存取攔截

• 當賓客系統執行I/O操作，超級監督者將會攔截那些存取
• 在做完虛擬裝置操作後，超級監督者將會控制權回傳給賓客系統
• 埠口I/O操作
  ►直接分配裝置
  -超級監督者應該開啟實體的I/O位元圖
  -所有從賓客系統出發的I/O指令，將會直接在硬體執行，不需要超級監督者介入
  ►間接分配裝置
  -超級監督者應該關閉實體的位元圖
  -所有從賓客系統發出的I/O指令，將會被超級監督者攔截，並且傳送至實體的硬體
• 記憶體映射I/O操作
  ►直接分配裝置
  -超級監督者應該使用影分頁表，對應賓客系統的I/O裝置位址空間至宿主空間
  -之後，所有賓客系統發出的I/O操作將不會被攔截
  ►間接分配裝置
  -超級監督者應該讓所有在影分頁表的I/O裝置位址內容是有效的
  -當賓客系統存取那些位址空間，將會引起分頁錯誤，讓處理器陷入超級監督者以便於進行裝置仿真
• 直接記憶體存取機制
  ►位址重新映射
  -因為在賓客系統裡的裝置驅動不知道宿主實體位址，所以攔截賓客系統時，超級監督者需要自動重新映射直接記憶體存取的目標

階段三.模擬設備

• 設備模型應該仿真真實的電子邏輯來滿足所有裝置介面定義及其影響
• 超級監督者可能可以共享所有的實體裝置給所有裝置介面定義及其影響
  ►I/O裝置類型
  -專一性設備(EX:顯示器、滑鼠、鍵盤等)
  -分割性設備(EX:硬碟、磁帶等)
  -分享性設備(EX:網卡、顯示卡等)
  -純虛擬設備(EX:虛擬裝置、實體埠存在的裝置等)

資料來源

1.《雲端計算》 鍾葉青, 鍾武君(2013)。台灣東華書局股份有限公司