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虚拟化或虚拟技术（Virtualization）是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源（CPU、内存、磁盘空间、网络适配器等）予以抽象、转换后呈现出来，并可供分割、组合为一个或多个电脑配置环境。云计算中的虚拟化往往指的是系统虚拟化。
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系统虚拟化是指将一台物理计算机系统虚拟化为一台或多台虚拟计算机系统。每个虚拟计算机系统（简称虚拟机）都拥有自己的虚拟硬件（如CPU、内存和设备等），来提供一个独立的虚拟机执行环境，被称为虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM）。虚拟机基本结构如下图所示。
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当前主流的虚拟化技术实现结构可以分为三类：Hypervisor模型、宿主模型和混合模型。在Hypervisor模型中，VMM可以看作是一个扩充了虚拟化功能的操作系统，对底层硬件提供物理资源的管理功能，对上层的客户机操作系统提供虚拟环境的创建和管理功能。宿主模型中，VMM作为宿主操作系统独立的内核模块。物理资源由宿主机操作系统管理，VMM提供虚拟化管理。宿主模型和Hypervisor模型的优缺点恰好相反。宿主模型的最大优点是可以充分利用现有操作系统的设备驱动程序以及其他功能，缺点是虚拟化效率较低，安全性取决于宿主操作系统。而Hypervisor模型虚拟化效率高、安全，但是需要自行开发设备驱动和其他一些功能。混合模型集成了上述两类模型的优点。混合模型中，VMM让出大部分I/O设备的控制权，将它们交由一个运行在特权虚拟机中的特权操作系统来控制。因此，混合模型下CPU和内存的虚拟化由VMM负责，而I/O虚拟化由VMM和特权操作系统共同合作完成。
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