X86-Virtualisierung

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Was ist x86-Virtualisierung?

  • hardware- und softwarebasierte Mechanismen zur Unterstützung der Virtualisierung für Prozessoren, die auf der x86-Architektur basieren.
  • Unter Verwendung eines Hypervisors kann man mehrere Betriebssysteme parallel auf einem x86-Prozessor auszuführen
  • Man kann die Ressourcen isoliert und effizient zwischen den parallel ausgeführten Betriebssystemen aufteilen.
  • Die (Gast-)Betriebssysteme sollten keinen Unterschied zwischen virtualisiertem und den Betrieb direkt auf der Hardware erkennen können.

Ring Model

Softwarebasierte Virtualisierung

  • Es darf nur dem Hypervisor direkter Zugriff auf die Prozessor-Hardware gewährt werden
  • Gastsysteme wie alle anderen Applikationen dürfen nur eingeschränkte Zugriffsrechte auf die Hardware haben.
  • Gastsysteme dürfen keine Speicherbereiche sehen bzw. ändern können, die der Hypervisor zur Verwaltung benötigt.

Protected Mode

  • Es gibt vier verschiedene als Ringe bezeichnete Schutzebenen bzw. Befugnisstufen
  • Ablaufenden Codesegmenten wird unterschiedliche Rechte gewährt.
  • Im Protected Mode läuft der Betriebssystem-Kernel in einem höher privilegierten Modus, der als Ring 0 bezeichnet wird
  • Applikationen in einem weniger privilegierten Modus, in der Regel entweder Ring 1 oder Ring 3.
  • Hypervisor bzw. das Hostbetriebssystem werden aufgrund ihrer privilegierten Stellung bei der Ressourcenverwaltung mit Ring-0-Berechtigung ausgeführt.
  • Gastsysteme müssen, um den Schutz der Hypervisor-Ressourcen zu gewährleisten, folglich entweder auf Berechtigungslevel Ring 1 oder Ring 3 ausgeführt werden.