系統(tǒng)虛擬化：原理與實(shí)現(xiàn)

第1章　開篇
1.1　形形色色的虛擬化
1.2　系統(tǒng)虛擬化
1.3　系統(tǒng)虛擬化簡史
1.4　系統(tǒng)虛擬化的好處
第2章　x86架構(gòu)及操作系統(tǒng)概述
2.1　x86的歷史和操作系統(tǒng)概要
2.1.1　x86的歷史
2.1.2　操作系統(tǒng)概述
2.2　x86內(nèi)存架構(gòu)
2.2.1　地址空間
2.2.2　地址
2.2.3　x86內(nèi)存管理機(jī)制
2.3　x86架構(gòu)的基本運(yùn)行環(huán)境
2.3.1　三種基本模式
2.3.2　基本寄存器組
2.3.3　權(quán)限控制
2.4　中斷與異常
2.4.1　中斷架構(gòu)
2.4.2　異常架構(gòu)
2.4.3　操作系統(tǒng)對中斷/異常的處理流程
2.5　進(jìn)程
2.5.1　上下文
2.5.2　上下文切換
2.6　I/O架構(gòu)
2.6.1　x86的I/O架構(gòu)
2.6.2　DMA
2.6.3　PCI設(shè)備
2.6.4　PCI　Express
2.7　時(shí)鐘
2.7.1　x86平臺(tái)的常用時(shí)鐘
2.7.2　操作系統(tǒng)的時(shí)鐘觀
第3章　虛擬化概述
3.1　可虛擬化架構(gòu)與不可虛擬化架構(gòu)
3.2　處理器虛擬化
3.2.1　指令的模擬
3.2.2　中斷和異常的模擬及注入
3.2.3　對稱多處理器技術(shù)的模擬
3.3　內(nèi)存虛擬化
3.4　I/O虛擬化
3.4.1　概述
3.4.2　設(shè)備發(fā)現(xiàn)
3.4.3　訪問截獲
3.4.4　設(shè)備模擬
3.4.5　設(shè)備共享
3.5　VMM的功能和組成
3.5.1　虛擬環(huán)境的管理
3.5.2　物理資源的管理
3.5.3　其他模塊
3.6　VMM的分類
3.6.1　按虛擬平臺(tái)分類
3.6.2　按VMM實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)分類
3.7　典型虛擬化產(chǎn)品及其特點(diǎn)
3.7.1　VMware
3.7.2　Microsoft
3.7.3　Xen
3.7.4　KVM
3.8　思考題
第4章　基于軟件的完全虛擬化
4.1　概述
4.2　CPU虛擬化
4.2.1　解釋執(zhí)行
4.2.2　掃描與修補(bǔ)
4.2.3　二進(jìn)制代碼翻譯
4.3　內(nèi)存虛擬化
4.3.1　概述
4.3.2　影子頁表
4.3.3　內(nèi)存虛擬化的優(yōu)化
4.4　I/O虛擬化
4.4.1　設(shè)備模型
4.4.2　設(shè)備模型的軟件接口
4.4.3　接口攔截和模擬
4.4.4　功能實(shí)現(xiàn)
4.4.5　案例分析：　IDE的DMA操作
4.5　思考題
第5章　硬件輔助虛擬化
5.1　概述
5.2　CPU虛擬化的硬件支持
5.2.1　概述
5.2.2　VMCS
5.2.3　VMX操作模式
5.2.4　VMEntry/VMExit
5.2.5　VMExit
5.3　CPU虛擬化的實(shí)現(xiàn)
5.3.1　概述
5.3.2　VCPU的創(chuàng)建
5.3.3　VCPU的運(yùn)行
5.3.4　VCPU的退出
5.3.5　VCPU的再運(yùn)行
5.3.6　進(jìn)階
5.4　中斷虛擬化
5.4.1　概述
5.4.2　虛擬PIC
5.4.3　虛擬I/O　APIC
5.4.4　虛擬Local　APIC
5.4.5　中斷采集
5.4.6　中斷注入
5.4.7　案例分析
5.5　內(nèi)存虛擬化
5.5.1　概述
5.5.2　EPT
5.5.3　VPID
5.6　I/O虛擬化的硬件支持
5.6.1　概述
5.6.2　VTd技術(shù)
5.7　I/O虛擬化的實(shí)現(xiàn)
5.7.1　概述
5.7.2　設(shè)備直接分配
5.7.3　設(shè)備I/O地址空間的訪問
5.7.4　設(shè)備發(fā)現(xiàn)
5.7.5　配置DMA重映射數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
5.7.6　設(shè)備中斷虛擬化
5.7.7　案例分析：　網(wǎng)卡的直接分配在Xen里面的實(shí)現(xiàn)
5.7.8　進(jìn)階
5.8　時(shí)間虛擬化
5.8.1　操作系統(tǒng)的時(shí)間概念
5.8.2　客戶機(jī)的時(shí)間概念
5.8.3　時(shí)鐘設(shè)備仿真
5.8.4　實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)時(shí)間概念的一種方法
5.8.5　實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)時(shí)間概念的另一種方法
5.8.6　如何滿足客戶機(jī)時(shí)間不等于實(shí)際時(shí)間的需求
5.9　思考題
第6章　類虛擬化技術(shù)
6.1　概述
6.1.1　類虛擬化的由來
6.1.2　類虛擬化的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
6.1.3　類虛擬化接口的標(biāo)準(zhǔn)化
6.2　類虛擬化體系結(jié)構(gòu)
6.2.1　指令集
6.2.2　外部中斷
6.2.3　物理內(nèi)存空間
6.2.4　虛擬內(nèi)存空間
6.2.5　內(nèi)存管理
6.2.6　I/O子系統(tǒng)
6.2.7　時(shí)間與時(shí)鐘服務(wù)
6.3　Xen的原理與實(shí)現(xiàn)
6.3.1　超調(diào)用
6.3.2　虛擬機(jī)與Xen的信息共享
6.3.3　內(nèi)存管理
6.3.4　頁表虛擬化
6.3.5　事件通道
6.3.6　授權(quán)表
6.3.7　I/O系統(tǒng)
6.3.8　實(shí)例分析：　塊設(shè)備虛擬化
6.4　XenLinux的運(yùn)行
6.5　思考題
第7章　虛擬環(huán)境性能和優(yōu)化
7.1　性能評測指標(biāo)
7.2　性能評測工具
7.2.1　重用操作系統(tǒng)的性能評測工具
7.2.2　面向虛擬環(huán)境的性能評測工具
7.3　性能分析工具
7.3.1　Xenoprof
7.3.2　Xentrace
7.3.3　Xentop
7.4　性能優(yōu)化方法
7.4.1　降低客戶機(jī)退出事件發(fā)生頻率
7.4.2　降低客戶機(jī)退出事件處理時(shí)間
7.4.3　降低處理器利用率
7.5　性能分析案例
7.5.1　案例分析：　Xenoprof
7.5.2　案例分析：　Xentrace
7.6　可擴(kuò)展性
7.6.1　宿主機(jī)的可擴(kuò)展性
7.6.2　客戶機(jī)的可擴(kuò)展性
7.7　思考題
第8章　虛擬化技術(shù)的應(yīng)用模式
8.1　常用技術(shù)介紹
8.1.1　虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移
8.1.2　虛擬機(jī)快照
8.1.3　虛擬機(jī)的克隆
8.1.4　案例分析：　VMware　VMotion　和VMware　快照
8.2　服務(wù)器整合
8.2.1　服務(wù)器整合技術(shù)
8.2.2　案例分析：　VMware　Infrastructure　3
8.3　災(zāi)難恢復(fù)
8.3.1　災(zāi)難恢復(fù)與虛擬化技術(shù)
8.3.2　案例分析：　VMware　Infrastructure　3
8.4　改善系統(tǒng)可用性
8.4.1　可用性的含義
8.4.2　虛擬化技術(shù)如何提高可用性
8.4.3　虛擬化技術(shù)帶來的新契機(jī)
8.4.4　案例分析：　VMware　HA和　LUCOS
8.5　動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡
8.5.1　動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡的含義
8.5.2　案例分析：　VMware　DRS
8.6　增強(qiáng)系統(tǒng)可維護(hù)性
8.6.1　可維護(hù)性的含義
8.6.2　案例分析：　VMware　VirtualCenter
8.7　增強(qiáng)系統(tǒng)安全與可信任性
8.7.1　安全與可信任性的含義
8.7.2　虛擬化技術(shù)如何提高系統(tǒng)安全
8.7.3　虛擬化技術(shù)如何提高可信任性
8.7.4　案例分析：　sHyper、VMware　Infrastructure　3和CoVirt
8.8　Virtual　Appliance
第9章　前沿虛擬化技術(shù)
9.1　基于容器的虛擬化技術(shù)
9.1.1　容器技術(shù)的基本概念和發(fā)展背景
9.1.2　基于容器的虛擬化技術(shù)
9.2　系統(tǒng)安全
9.2.1　基于虛擬化技術(shù)的惡意軟件
9.2.2　虛擬機(jī)監(jiān)控器的安全性
9.3　系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化
9.3.1　開放虛擬機(jī)格式
9.3.2　虛擬化的可管理性
9.3.3　虛擬機(jī)互操作性標(biāo)準(zhǔn)
9.4　電源管理
9.5　智能設(shè)備
9.5.1　多隊(duì)列網(wǎng)卡
9.5.2　SRIOV
9.5.3　其他
索引
參考文獻(xiàn)