正如上圖所示,在monolithic設(shè)計中,驅(qū)動被作為hypervisor的一部分包括在內(nèi)。VMware ESXi使用monolithic設(shè)計實現(xiàn)所有的虛擬化功能,包括虛擬化設(shè)備驅(qū)動。自從首次推出虛擬化產(chǎn)品起,VMware一直在使用monolithic設(shè)計。由于設(shè)備驅(qū)動包含在了hypervisor中,在hypervisor代碼的幫助下,運行ESXi主機(jī)之上的虛擬機(jī)能夠與物理硬件直接通信,不再依賴中間設(shè)備。
微軟Hyper-V 架構(gòu)使用了microkernelized設(shè)計,hypervisor代碼運行時沒有包括設(shè)備驅(qū)動。
如上圖所示,設(shè)備驅(qū)動安裝在主機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi),虛擬機(jī)訪問硬件設(shè)備的請求交由操作系統(tǒng)處理。換句話說由主機(jī)操作系統(tǒng)控制對硬件的訪問。有兩種類型的設(shè)備驅(qū)動運行在主機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi):合成的與模擬的。合成的設(shè)備驅(qū)動要比模擬的更快。只有在虛擬機(jī)上安裝了Hyper-V集成服務(wù)時虛擬機(jī)才能夠訪問合成設(shè)備驅(qū)動。集成服務(wù)在虛擬機(jī)內(nèi)實現(xiàn)了VMBus/VSC設(shè)計,使直接訪問硬件成為了可能。例如,為訪問物理網(wǎng)卡,運行在虛擬機(jī)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)VSC驅(qū)動會與運行在主機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)VSP驅(qū)動進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)VSC與網(wǎng)絡(luò)VSP之間的通信發(fā)生在VMBus之上。網(wǎng)絡(luò)VSP驅(qū)動使用虛擬合成設(shè)備驅(qū)動庫直接與物理網(wǎng)卡通信。運行在主機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)的VMBus,實際是在內(nèi)核空間內(nèi)運轉(zhuǎn)以改進(jìn)虛擬機(jī)與硬件之間的通信。如果虛擬機(jī)沒有實現(xiàn)VMBus/VSC設(shè)計,那么只能依賴于設(shè)備模擬。
無論虛擬化廠商選擇哪種設(shè)計,必須要有一個控制功能對hypervisor進(jìn)行全方位的控制??刂乒δ苡兄趧?chuàng)建虛擬環(huán)境。微軟Hyper-V架構(gòu)在其Windows操作系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)了控制功能。換句話說,主機(jī)操作系統(tǒng)控制直接運行在硬件之上的hypervisor。在VMware ESXi中,控制功能在ESXi內(nèi)核中實現(xiàn),被Linux核心shell所控制。
很難說哪種設(shè)計更好。然而,每種設(shè)計都有各自的優(yōu)勢與不足之處。由于設(shè)備驅(qū)動被編碼為ESXi內(nèi)核的一部分,所以只能夠在受支持的硬件上安裝ESXi。而微軟Hyper-V架構(gòu)不存在這種限制,能夠在任何硬件上運行hypervisor代碼。這降低了維護(hù)設(shè)備驅(qū)動庫的開銷。使用microkernelized設(shè)計的另一個優(yōu)勢在于不需要在每臺虛擬機(jī)上安裝單個設(shè)備驅(qū)動。毫無疑問ESXi也部署了直接訪問硬件的虛擬化組件,但你無法增加其他角色或服務(wù)。盡管不建議在hypervisor上安裝任何其他角色及功能,但運行Hyper-V的主機(jī)還可以被配置為具有其他角色,比如DNS以及故障轉(zhuǎn)移集群。