ZVM技术解读·架构篇|三大架构创新形成完整闭环
现有虚拟化产品及其变种方案难以同时满足多OS混合部署对实时性、轻量化和可扩展性的综合需求。表1从四类典型架构出发,分析各自的支持特性与局限。
表1 四类虚拟化架构的支持特性对比
| 虚拟化架构 | 虚拟化产品 | 国内变种 | 实时性 | 轻量化 | 可扩展性 |
|---|---|---|---|---|---|
| Dom0式 架构 |
Xen | Intewell-Hyper Ⅰ InCloud Sphere |
依赖Linux ❌ 低 |
虚拟机代码量大 ❌ 否 |
复用Linux驱动 ❌ 低 |
| 独立式 架构 |
Xvisor | QuickVisor | 无1V1绑定 ❌ 低 |
调度和I/O路径短 ✅ 是 |
完全重写驱动 ❌ 低 |
| 静态分区式 架构 |
Jailhouse、Bao | SeawayHyper Hvisor |
静态分区 ✅ 高 |
轻量内核 ✅ 是 |
无外设虚拟化 ❌ 低 |
| 宿主OS式 架构 |
KVM | FusionComputer Intewell-Hyper Ⅱ |
依赖宿主 ❌ 低 |
宿主代码量大 ❌ 否 |
复用Host驱动 ✅ 高 |
综合来看,四类架构各有侧重但均存在短板:Dom0式和宿主OS式功能完善但实时性不足;独立式虽然路径短但驱动需完全重写;静态分区式实时性与轻量化兼具但扩展性受限。
针对上述困境,ZVM提出原创RTOS原生虚拟化架构
该架构具备实时内核与虚拟化功能一体化、虚拟化栈最小化、无管理域服务下沉的核心特性,突破传统方案的局限,形成兼顾实时性、轻量化和可扩展性的一体化虚拟化底座。
少切换
减少特权级与上下文切换,保障实时性
少组件
精简软件栈与通用组件,实现轻量化
少耦合
消除管理域依赖,服务模块化内置,支持按需扩展
三项创新共同构成ZVM架构的核心逻辑,形成清楚的逻辑关系。
表2:ZVM三大架构创新的逻辑关系
| 架构创新 | 主要解决的问题 | 核心方法 | 直接效果 |
|---|---|---|---|
| 实时内核与虚拟化功能一体化 | 内核与虚拟化控制分离 | RTOS机制直接支撑虚拟化 | 少切换 |
| 虚拟化栈最小化 | 软件层级与通用组件过多 | 裁减非必要层级与组件 | 少层级 |
| 无管理域服务下沉 | 服务跨Domain协同复杂 | 服务模块化内置 | 少耦合 |
三者并不是三个彼此独立的优化点。
- • 实时内核与虚拟化功能一体化解决控制面问题;
- • 虚拟化栈最小化解决执行路径问题;
- • 无管理域服务下沉解决服务组织问题。
最终共同形成:统一实时内核 + 最小虚拟化栈 + 模块化内置服务的 ZVM RTOS原生虚拟化架构。
图1:ZVM中RTOS原生虚拟化三大架构创新闭环:少切换、少层级、少耦合