10_xen的IO映射机制

开放的更好的——Xen 4.0虚拟化基础架构的新特性Superymk
【期刊名称】《《微型计算机》》
【年(卷),期】2010(000)021
【摘要】虚拟化技术隐藏掉了系统、应用和终端用户赖以交互的计算机资源的物理性一面，最常用的方式就是把单一的物理资源转化为多个逻辑资源，或者把多个物理资源转化为一个逻辑资源………
【总页数】4页(P128-131)
【作者】Superymk
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于Xen的开放式半虚拟化集群Linux实验教学环境建设探索 [J], 谭舜泉
2.Xen的I/O虚拟化性能分析与优化 [J], 刘佩;章建雄;马鹏;阎燕山
3.基于Xen虚拟化的实验平台升级方案研究 [J], 曾小英
4.开放的更好的Xen 4.0虚拟化基础架构的新特性 [J], Superymk
5.基于i.MX8虚拟化Xen方案的Linux双系统设计 [J], 倪子豪;何照丹;耿杨;张凯因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Xen虚拟化入门
Xen虚拟化入门
Xen是一个监视与x86兼容的计算机的开源虚拟机程序。

Xen使用一个叫做hypervisor的软件层来调节对真实硬件的访问，实现在一台单独的计算机上运行多个子操作系统。

本指南将介绍Xen的原理以及虚拟化解决方案之SUSE Linux Enterprise Server。

含义及其工作原理
Xen的来源是什么？工作原理是什么？什么叫做完全虚拟化？什么叫做准虚拟化？本部分将对这些问题作出解答。

什么是Xen？
Xen的工作原理
SUSE Linux Enterprise Server 10
选定Xen为数据中心虚拟化解决方案之后，你需要决定运行何种Xen产品。

一般来说，有三种品牌的Xen可以提供现代数据中心所需的可支持性和稳定性。

本文主要介绍SUSE Linux Enterprise Server。

Xen：为虚拟化准备SUSE Linux Enterprise Server 10
创建并管理虚拟机
创建虚拟机的步骤在Linux版本之间是相当不同的。

本部分将学习使用Virtual Machine Manager工具创建虚拟机并探究xm工具提供的管理选项。

IO映射分配方法编号名：方法-标准功能-010IO映射分配手顺的初衷序言•之前，我们做过一份【梯形图中外部IO与通用IO的关联及专用通用信号转换手顺】通过修改梯形图，使用PLC的通用输入输出点控制机器人的专用输入和输出功能。

•除了通过修改梯形图以外，还能通过修改IO地址分配的方法。

把PLC的通用输入输出点映射到机器人的通用/专用输入和通用/专用输出功能。

•总线基板尽管有很多型号，但是分配IO地址的方法是一样的，本次使用的总线基板是profibus基板。

具体请看以下手顺将安装的基板设为“使用”状态。

①②依次点击：选项基板→ 选择安装的基板类型（此处为“#2_INPACT”※1)→ “未使用”改为“使用”*1 基板类型的名字根据型号不同而不同设置I/O大小，并保存设置。

注意：这里是双字！1字节= 8位1字= 2字节1双字= 4字节点击“是”进行保存。

进入I/O 单元界面，设置I/O 分配模式为“菜单”（即手动分配）。

①②③确认基板信息后，输入“回车”。

更改“外部IO 分配（输入）”的逻辑编号。

①②③依次点击：#20010 → 更改→ 输入“21000※1”※121000是举例，其作用是把原来映射硬接线的点位延后，优先总线基板的点位。

完成之后的显示界面同上述步骤更改其他输入逻辑编号。

依次点击：#20060 → 更改→ 输入“22000※1”※122000是举例，其作用是把原来映射基板状态的点位延后，优先总线基板的点位。

同上述步骤更改其他输入逻辑编号。

依次点击：#20070↓更改↓输入“20010”完成之后，点击“回车”，进入下一个页面更改“外部IO分配（输出）”的逻辑编号。

①②③完成之后的显示界面依次点击：#30010 → 更改→ 输入“31000※1”※131000是举例，其作用是把原来映射硬接线的点位延后，优先总线基板的点位。

同上述步骤更改其他输出逻辑编号。

完成之后，点击“回车”依次点击：#30060 → 更改→ 输入“32000※1”。

1Xen概述1.1 简介Xen是由剑桥大学计算机实验室开发的一个开源项目。

是一个直接运行在计算机硬件之上的用以替代操作系统的软件层，它能够在计算机硬件上并发的运行多个客户操作系统（Guest OS）。

目前已经在开源社区中得到了极大的推动。

Xen支持x86、x86-64、安腾( Itanium)、Power PC和ARM多种处理器，因此Xen可以在大量的计算设备上运行，目前Xen支持Linux、NetBSD、FreeBSD、Solaris、Windows和其他常用的操作系统作为客户操作系统在其管理程序上运行。

标准计算机硬件和操作系统使用Xen进行虚拟化的计算机硬件和操作系统1.2 Xen虚拟化类型Xen对虚拟机的虚拟化分为两大类，半虚拟化（Paravirtualization）和完全虚拟化（Hardware Virtual Machine）。

1.2.1 半虚拟化半虚拟化（Paravirtualization）有些资料称为“超虚拟化”，简称为PV，是Xen主导的虚拟化技术。

这种技术允许虚拟机操作系统感知到自己运行在Xen Hypervisor上而不是直接运行在硬件上，同时也可以识别出其他运行在相同环境中的客户虚拟机。

在Xen Hypervisor上运行的半虚拟化的操作系统，为了调用系统管理程序（Xen Hypervisor），要有选择地修改操作系统，然而却不需要修改操作系统上运行的应用程序。

由于Xen 需要修改操作系统内核，所以您不能直接让当前的Linux 内核在Xen 系统管理程序中运行，除非它已经移植到了Xen 架构。

不过，如果当前系统可以使用新的已经移植到Xen 架构的Linux 内核，那么您就可以不加修改地运行现有的系统。

半虚拟化虚拟机示意图1.2.2 完全虚拟化完全虚拟化（Hardware Virtual Machine）又称“硬件虚拟化”，简称HVM，是指运行在虚拟环境上的虚拟机在运行过程中始终感觉自己是直接运行在硬件之上的，并且感知不到在相同硬件环境下运行着其他虚拟机的虚拟技术。

IO映射IO映射本文转自：引言：从CPU连出来一把线：数据总线、地址总线、控制总线，这把线上挂着N个接口，有相同的，有不同的，名字叫做存储器接口、中断控制接口、DMA接口、并行接口、串行接口、AD接口…一个设备要想接入，就用自己的接口和总线上的某个匹配接口对接…于是总线上出现了各种设备：内存、硬盘，鼠标、键盘，显示器…对于CPU而言，如果它要发数据到某个设备，其实是发到对应的接口，接口电路里有多个寄存器(也称为端口)，访问设备实际上是访问相关的端口，所有的信息会由接口转给它的设备。

那么CPU会准备数据到数据总线，但是诸多接口，该发给谁呢?这时就须要为各接口分配一个地址，然后把地址放在地址总线上，需要的控制信息放到控制总线上，就可以和设备通信了。

对一个系统而言，通常会有多个外设，每个外设的接口电路中，又会有多个端口，每个端口都需要一个地址，为他们标识一个具体的地址值，是系统必须解决的事，与此同时，你还有个内存条，可能是512M或1G或更大的金士顿、现代DDR2之类，他们的每一个地址也都需要分配一个标识值，另外，很多外设有自己的内存、缓冲区，就像你的内存条一样，你同样需要为它们分配内存…你的CPU可能需要和它们的每一个字节都打交道，所以：别指望偷懒，它们的每一寸土地都要规划好！这听起来就很烦，做起来可能就直接导致脑细胞全部阵亡。

但事情总是得有人去做，ARM可能会这样做：他这次设计的CPU是32位的，最多也就能寻址2^32=4G空间，于是把这4GB空间丢给内存和端口，让他们瓜分。

但英特尔或许有更好的分配方式…(一)地址的概念1CPU地址总线传来的地址，由硬件电路控制其具体含义。

物理地址中很大一部分是留给内存条中的内存的，但也常被映射到其他存储器上(如显存、BIOS等)。

在程序指令中的虚拟地址经过段映射和页面映射后，就生成了物理地址，这个物理地址被放到CPU的地址线上。

物理地址空间，一部分给物理RAM(内存)用，一部分给总线用，这是由硬件设计来决定的，因此在32 bits地址线的x86处理器中，物理地址空间是2的32次方，即4GB，但物理RAM一般不能上到4GB，因为还有一部分要给总线用(总线上还挂着别的许多设备)。

otn复用映射结构
OPN复用映射结构是一种广泛应用于网络通信技术中的结构,能够将多个物理层网络连接在一起,实现数据的传输和复用。

在本文中,我们将探讨OTN复用映射结构的各个方面,以便更好地理解其原理和应用。

OTN(光传输网络)是指利用光缆传输光信号的网络。

OTN复用映射结构就是将多个OTN网络连接在一起,形成一个更大的网络,以便实现数据的传输和复用。

在OTN复用映射结构中,每个OTN网络都被称为一个“节点”,而多个OTN网络之间的连接则被称为“链路”。

每个节点和链路都包含一个或多个光接口,用于连接到其他节点或链路。

在OTN复用映射结构中,通过这些光接口,可以将多个物理层网络连接在一起,实现数据的传输和复用。

OTN复用映射结构的核心是OTN网络的映射。

映射是将一个OTN网络中的节点映射到另一个OTN网络中的节点的过程。

在OTN复用映
射结构中,通过映射,可以实现数据的传输和复用,同时也可以管理多个OTN网络之间的连接和通信。

在OTN复用映射结构中,还可以加入一个或多个OTN网络管理器。

这些管理器用于管理多个OTN网络,包括配置网络参数、监测网络状态和进行故障管理等功能。

通过加入管理器,可以更好地管理多个OTN 网络,从而提高网络的可靠性和稳定性。

OTN复用映射结构是一种非常重要的网络结构,可以将多个物理层网络连接在一起,实现数据的传输和复用。

通过OTN网络的映射、管理和连接,可以实现多个OTN网络之间的通信和数据传输,从而实现网络的灵活性和可扩展性。

Xen简介与使用1.2 xen简介xen 是在剑桥大学作为一个研究项目被开发出来的，它已经在开源社区中得到了极大的推动。

xen 是一款半虚拟化（paravirtualizing）vmm（虚拟机监视器，virtual machine monitor），这表示，为了调用系统管理程序，要有选择地修改操作系统，然而却不需要修改操作系统上运行的应用程序。

虽然vmware 等其他虚拟化系统实现了完全的虚拟化（它们不必修改使用中的操作系统），但它们仍需要进行实时的机器代码翻译，这会影响性能。

由于xen 需要修改操作系统内核，所以您不能直接让当前的linux 内核在xen 系统管理程序中运行，除非它已经移植到了xen 架构。

不过，如果当前系统可以使用新的已经移植到xen 架构的linux 内核，那么您就可以不加修改地运行现有的系统。

图1-1图1-1简单的xen 架构xen 是一个开放源代码的para-virtualizing虚拟机（vmm）或“管理程序”，是为x86架构的机器而设计的。

xen 可以在一套物理硬件上安全的执行多个虚拟机。

安装：yum install kernel-xen xen1.2.1 硬件支持目前运行在x86架构的机器上，需要p6或更新的处理器（比如pentium pro, celeron, pentium ii, pentium iii, pentium iv, xeon, amd athlon, amd duron)。

支持多处理器，并且支持超线程（smt）。

另外对ia64和power架构的开发也在进行中。

32位xen支持最大4gb内存。

可是xen 3.0 为intel处理器物理指令集(pae)提供支持，这样就能使x86/32架构的机器支持到64gb 的物理内存。

xen 3.0也能支持x86/64 平台支持，比如intel em64t 和amd opteron能支持1tb 的物理内存以上。

1.2.2 基于xen的系统架构基于xen的操作系统，有多个层，最底层和最高特权层是xen程序本身。

io虚拟化工作原理io虚拟化是一种在计算机系统中实现输入输出设备虚拟化的技术。

它允许多个虚拟机实例共享同一个物理设备，并且能够提供高性能和高可靠性的io操作。

io虚拟化的工作原理可以分为两个主要方面：虚拟机监控程序（VMM）和虚拟设备驱动程序。

虚拟机监控程序是io虚拟化的核心组件之一。

它负责管理虚拟机实例和物理设备之间的交互。

VMM会截获虚拟机的io请求，并将其转发给物理设备。

同时，VMM还负责将物理设备的io响应传递给相应的虚拟机实例。

通过这种方式，VMM实现了虚拟机和物理设备之间的隔离，使得多个虚拟机可以在同一个物理设备上同时运行，并且彼此之间不会相互干扰。

虚拟设备驱动程序也是io虚拟化的重要组成部分。

虚拟设备驱动程序是一个在虚拟机内部运行的软件模块，它负责将虚拟机的io请求传递给VMM。

虚拟设备驱动程序通过与VMM进行通信，将虚拟机的io请求转发给物理设备。

同时，它还负责将物理设备的io响应传递给虚拟机。

虚拟设备驱动程序在虚拟机内部运行，因此可以直接访问虚拟机的内存和io资源，从而提高io性能。

在io虚拟化中，还有一个重要的概念是虚拟设备模拟。

虚拟设备模拟是指将一个物理设备模拟成多个虚拟设备的过程。

通过虚拟设备模拟，可以让每个虚拟机实例都认为自己拥有一个独立的物理设备，从而实现对物理设备的共享和隔离。

虚拟设备模拟通常是通过在VMM中实现一个虚拟设备模拟器来完成的。

虚拟设备模拟器负责模拟物理设备的行为，并将虚拟机的io请求转发给物理设备。

通过虚拟设备模拟，io虚拟化可以实现对各种类型的设备的虚拟化，例如网络设备、存储设备等。

除了虚拟设备模拟，io虚拟化还可以使用直接io传递技术来提高io性能。

直接io传递是一种特殊的io虚拟化技术，它允许虚拟机实例直接访问物理设备，而不需要经过VMM的转发。

通过直接io 传递，虚拟机可以绕过VMM，直接与物理设备进行io交互，从而提高io性能。

直接io传递通常需要硬件的支持，例如IOMMU （Input/Output Memory Management Unit）。

otn复用和映射结构OTN复用和映射结构OTN（Optical Transport Network）是一种基于光纤传输技术的高速光传输网络，它采用复用和映射结构来实现多种不同数据类型的传输和转换。

本文将介绍OTN复用和映射结构的原理、应用和优势。

一、OTN复用结构OTN复用是指将不同速率和协议类型的数据进行合并和转换，以便在光传输网络中进行高效的传输。

OTN复用结构主要包括ODU （Optical Data Unit）和OTU（Optical Transport Unit）两个层次。

1. ODU层ODU层是OTN复用结构的基本单位，它定义了不同速率和协议类型的数据的传输格式和特性。

ODU层采用了灵活的映射机制，可以将不同速率的数据转换为OTN网络中的统一格式。

2. OTU层OTU层是OTN复用结构的传输层，它负责将ODU层的数据进行光信号转换和传输。

OTU层定义了不同速率的光传输波长（例如OTU1、OTU2、OTU3等），可以适应不同速率的数据传输需求。

二、OTN映射结构OTN映射是指将不同速率和协议类型的数据映射到OTN复用结构中的过程。

OTN支持多种映射方式，包括直接映射、统计映射和交叉映射等。

1. 直接映射直接映射是将低速率的数据直接映射到高速率的OTN信道中。

例如，将多个低速率的ODU0信道映射到一个高速率的ODU1信道中，实现数据的合并和传输。

2. 统计映射统计映射是将低速率的数据根据统计特性进行映射，以提高光网络的利用率。

例如，根据数据的突发性和带宽需求，将多个低速率的ODU信道映射到一个高速率的OTU信道中。

3. 交叉映射交叉映射是将不同速率和协议类型的数据进行交叉映射，以实现灵活的数据转换和传输。

例如，将低速率的SDH（Synchronous Digital Hierarchy）数据映射到高速率的OTU信道中，实现SDH数据在OTN网络中的传输。

三、OTN复用和映射的应用OTN复用和映射结构在光传输网络中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 高速宽带接入OTN复用和映射结构可以将不同速率和协议类型的数据进行合并和传输，实现高速宽带接入。

XEN 工作原理
引言概述:
XEN是一种开源的虚拟化技术，它的工作原理是通过将物理服务器划分为多个虚拟机来提供更高的资源利用率和灵便性。

本文将详细介绍XEN的工作原理，包括虚拟机监视器（VMM）的角色，虚拟机的创建和管理，以及虚拟机与物理服务器之间的交互。

正文内容:
1. XEN的虚拟机监视器（VMM）
1.1 虚拟机监视器的定义和作用
1.2 VMM的特点和功能
1.3 VMM的实现方式
2. 虚拟机的创建和管理
2.1 虚拟机配置文件的创建和编辑
2.2 虚拟机的启动和关闭
2.3 虚拟机的资源分配和管理
3. 虚拟机与物理服务器的交互
3.1 虚拟机的I/O设备的虚拟化
3.2 虚拟机与物理服务器的内存管理
3.3 虚拟机的调度和性能优化
4. 虚拟机的迁移和高可用性
4.1 虚拟机的迁移原理和过程
4.2 虚拟机的高可用性实现方式
4.3 虚拟机迁移和高可用性的应用场景
5. XEN的安全性和性能优化
5.1 XEN的安全性措施
5.2 XEN的性能优化技术
5.3 XEN的性能测试和评估
总结:
综上所述，XEN作为一种开源的虚拟化技术，其工作原理包括虚拟机监视器（VMM）的角色，虚拟机的创建和管理，以及虚拟机与物理服务器之间的交互。

在实际应用中，XEN可以实现虚拟机的迁移和高可用性，并通过安全性措施和性能优化技术提供更加安全和高效的虚拟化环境。

通过深入理解XEN的工作原理，我们可以更好地应用和优化这一虚拟化技术，提高系统的资源利用率和性能表现。