应用Intel VT for Directed IO 技术实现高性能虚拟IO 模型

应用Intel VT for Directed I/O技术实现高性能虚拟

I/O模型

张鑫，吕明

电子科技大学电子工程学院，成都（610054）

E-mail: xing5820@https://www.wendangku.net/doc/6b1628282.html,

摘要：本文基于XEN开源虚拟机，在当前世界流行的虚拟I/O模型基础上，引入了Intel VT-d技术，基于它实现了一种高性能虚拟I/O模型，并对其实现的细节进行了论述。文章最后对该模型的性能进行了分析对比，以及对未来虚拟I/O技术的发展方向进行了展望。

关键词：XEN开源虚拟机，虚拟技术，虚拟I/O模型，VT-d技术

中图分类号：TP316.89

1. 引言

虚拟机，顾名思义是通过虚拟化技术，将一个真实的硬件平台虚拟成若干个虚拟的硬件平台，使得多个操作系统能同时运行，并且每个操作系统都认为自己是在独享硬件资源。XEN虚拟机的模型可以简化为图1中所示模式。其中最关键的是VMM(Virtual Machine Monitor)，它负责调度运行在其上的客户机。客户机0(Domain0)为特权客户机[1]，是VMM 和用户之间接口，用户可以通过它控制VMM的运行。此外客户机0拥有访问硬件的权限[1]。

图1 虚拟机概要模型

如图所示，VMM必须有能力处理多个客户机的I/O请求。目前比较成熟的虚拟机产品，如VMware、Virtual box、KVM、XEN、QEMU等，主要采用两种I/O模型：设备模拟(Device Emulator)[2]和泛虚拟化设备驱动I/O模型(Parallel Virtualization Device Driver)[3]。

设备模拟I/O模型的主要思想是：编写相应的设备模拟程序，模拟真实硬件的所有行为。通过截获客户机对硬件的I/O请求，并根据硬件设备规范模拟相应的操作，最后将结果返回给客户机中操作系统的驱动程序，就能让客户机认为自己正确并成功的操作了硬件。图2给出了XEN虚拟机中设备模拟I/O模型的实现。

泛虚拟化设备驱动I/O模型的主要思想是：在客户机N中安装一个（或多个）知道自身运行在虚拟机环境下的前端驱动，接管客户机N对某一类型设备的访问，并与运行在客户机0中的后端驱动通信，满足客户机N对硬件的访问要求。图3给出了泛虚拟化设备驱动I/O模型在XEN虚拟机中的实现[3]。

图2 设备模拟I/O模型图3 泛虚拟化设备驱动I/O模型

2. 当前虚拟I/O模型存在的问题及解决方案

对比两种模型，设备模拟I/O模型优点在于无需对客户机中的操作系统做任何修改。缺点是做一次I/O的开销很大。相较于设备模拟I/O模型，泛虚拟化设备驱动I/O模型能得到很高的性能，但必须在客户机操作系统中安插特殊的前端驱动，给用户带来了很多不变，也造成了额外的维护成本。此外，泛虚拟化设备驱动I/O模型位于客户机0中的后端驱动会造成I/O的Qos无法保障。

Intel公司的直接I/O虚拟技术(Virtualization Technology for Directed I/O，以下简称VT-d)[4]为虚拟机环境下，客户机I/O操作提供了一个高性能的解决方案。它通过在北桥芯片中引入一个被称为IOMMU（I/O内存管理单元）的组件，提供设备直接分配给客户机、DMA重映射等功能。通过这些功能，客户机发起I/O操作时，能够直接操作真实硬件以获得等同于无虚拟机环境下的性能。在有IOMMU参与的DMA操作中，硬件对内存的访问会被IOMMU 截获，并通过DMA重映射页表进行转换，从而使硬件只能访问指定的内存，以实现虚拟机环境下不同客户机间相互隔离的要求。图4简要的展示了IOMMU的工作原理。

图4. IOMMU工作原理示意图

3. 在XEN中应用VT-d实现高性能虚拟I/O模型

为了能实现一种高性能的虚拟I/O模型，满足服务器环境下对虚拟机应用的需求，笔者与同事一起，在XEN虚拟机中设计并实现了直接I/O虚拟技术模型。

3.1 设备隐藏与Pass-through设备

在对模拟设备I/O模型进行分析后得出，减少I/O操作中的上下文切换是提高虚拟I/O 性能的一个关键。为此，笔者和同事采用了设备直接分配方式。其流程见图5。

图5 设备隐藏与Pass-through设备初始化

如图所示，我们先通过客机特有的内核参数pciback.hide将设备隐藏，然后设置客户机N的配置文件将设备分配给它，紧接着初始化设备模拟器中的Pass-through设备。Pass-through 设备是我们新加入设备模拟器中的一个抽象设备，主要功能有两点：为设备产生唯一的标识符，以PCI设备为例，可以使用设备对应的Bus、Device、Function三个字段的组合来标识[5]；映射设备的PCI Bar。初始化完成后，pass-through设备会等待和截获客户机N对设备PCI配置空间的操作。如果是读操作，对于非PCI Bar的PCI配置信息我们通过pt_pci_read_config()函数直接返回给客户机N，否则为PCI Bar创建一个映射，并调用VMM 的接口(Hypercall)把映射关系通知给下层的VMM。如果是写操作，我们仅调用VMM接口通知下层VMM更新PCI Bar映射关系表。

3.2创建MMIO/Port IO转换表

图5流程中最后一步是通知VMM创建/更新PCI Bar映射表。在VMM中，我们将PCI Bar 分为了Port I/O Bar和MMIO Bar两种，分别创建两张表来维护Pass-through设备创建的PCI Bar映射关系。笔者称它们为 MMIO/Port IO转换表。图6展示了其创建流程。

对于Port I/O，我们定义了一个全局变量g2m_ioport_list链表，VMM将创建好的Port I/O 转换表加入其中，需要时通过遍历链表来查找某个端口的映射。

对于MMIO，我们做了一个优化处理：使用P2M (Physical to Machine Table)[3]表代替MMIO转换表。P2M表是XEN虚拟机中现有的页表，维护着客户机物理地址GPA(Guest Physical Address)到机器真实的物理地址——机器地址MPA(Machine Physical Address)之间的映射关系。通过这个优化，我们利用了XEN中本身的内存管理机制来完成客户机的MMIO 操作，并节约了表维护的开销。

图6 创建MMIO/Port IO转换表

3.3 初始化IOMMU和DMA重映射页表

在使用IOMMU前需要进行一系列初始化操作，图8给出了IOMMU和DMA重映射页表的初始化流程。

图7 IOMMU和DMA重映射表的初始化图8 根条目、上下文条目示意图

初始化流程的主要目的是初始化根条目(Root Entry) 和上下文条目(Context Entry)[4]。根条目用于覆盖机器上的PCI总线，上下文条目覆盖某条PCI总线上的所以设备。根条目和上下文条目的关系类似一个二级页表，如图8所示。

根条目中包含一个存在位和一个指向上下文条目表的指针。上下文条目中最重要的字段是重映射页表指针(Address Space Root)，它指向后面的DMA重映射页表。在从BIOS提供的ACPI表得到跟条目的地址后，需要递归初始化两级表项中所有字段，最后通过全局命令寄存器开启IOMMU[4]。

客户机N如果有直接分配的设备，在启动初期需要创建DMA重映射页表供IOMMU 使用，这和IOMMU的初始化是异步流程。由于DMA重映射页表的性质和P2M表类似，我们把它放到了P2M表的创建工作中。根据客户机N的地址修正参数AGAW(Adjust Guest Address Width)，DMA重映射表被创建为2 ~ 6级。客户机地址修正参数AGAW可通过客户机地址宽度GAW(Guest Address Width)经下列公式求得：

R = (GAW– 12 ) MOD 9

If ( R == 0) AGAW = GAW

Else AGAW = GAW + 9 – R

If (AGAW > 64) AGAW = 64

3.4 直接I/O虚拟技术模型性能分析

与设备模拟I/O模型和泛虚拟化I/O模型比较，本模型不需要频繁的上下文切换。其次，由于使用了DMA重映射技术，不需要类似于授权表之类的机制就实现了零拷贝，简洁而高效。最后，本模型具有和设备模拟I/O模型一样的通用性，客户机操作系统在检测到分配给它的真实硬件后，会自行加载该硬件的驱动，无需我们编写和加载其它驱动，方便了用户的使用。

笔者针对本模型进行了性能分析。使用了网络和USB两方面用例，测试环境见表1。多次测量后的平均值如图9所示。

表1性能测试环境

名称客户机内存大小实验工具硬件环境对比模型

1G 网络设备模拟虚拟I/O 网络512M IPERF

Copy USB2.0 无虚拟机环境USB 512M File

图10 直接I/O与设备模拟网络性能比较图11 直接I/O与无虚拟机环境USB性能比较从图中我们可以看出，在网络方面，本模型可以获得680M/s的速度，而设备模拟I/O 模型仅有248M/s的速度，为本模型的36%左右。USB方面，本模型可获得7.0M/s的吞吐量，无虚拟机环境可以获得7.8M/s。从两方面的测试我们可以看出，本模型的性能远远高于设备模拟I/O模型，并且接近于无虚拟机环境下的本机性能。

4. 结论

本文基于XEN开源虚拟机，先介绍了当前虚拟技术中流行的两种I/O模型，对这两种模型的原理进行了简单的介绍，并指出了它们的不足。在此基础上，笔者详细论述了如何应用Intel公司的VT-d技术在XEN中实现高性能的直接I/O虚拟技术模型。经过测试，本模型性能超过传统虚拟I/O模型并接近于无虚拟机环境下的I/O性能，完全满足服务器领域对虚拟I/O性能的需求。目前该模型已经为XEN社区接受，并获得一直好评。虚拟技术正处于一个高速发展阶段，作为其中占重要地位的虚拟I/O技术也是众多公司和学术机构的研究热点。在不久了将来，我们可以看到更多的虚拟I/O模型被提出和实现，例如Intel公司解决虚拟环境下网络性能的VMDq技术，单个设备产生多种中断的IOV技术等等。这些技术的出现，都会推动虚拟机技术的广泛运用和发展。

致谢

XEN虚拟机中VT-d的实现是由Intel开源软件技术中心(OTC)完成的。在此我们要感谢OTC的美国组同事Kay Allen和中国组同事蒋运宏的构架设计，中国组同事辛晓惠、韩伟东、徐学飞在性能提升、虚拟中断超时以及跨平台代码共享方面的工作。同时我们还要感谢尤永康所带领的测试小组在VT-d稳定性及性能测试方面的工作。

参考文献

[1] I Pratt, K Fraser, S Hand, C L Limpach. Xen 3.0 and the Art of Virtualization[N]. Proceedings of the 2005 Ottawa Linux Symposium, 2007

[2]Fabrice Bellard.QEMU, A Fast and Portable Dynamic Translator[N]. In Proceedings of the USENIX Annual Technical Conference, 2005

[3] 董耀祖, 周正伟. 基于X86架构的系统虚拟机技术及应用[J]. 计算机工程, 2006,32(13):71-73

[4]D Abramson, J Jackson, S Muthrasanallur, and et al. Intel Virtualization Technology for Directed I/O[EB/OL]. Intel Technology Journal, V olume 10, Issue 3,https://www.wendangku.net/doc/6b1628282.html,, 2006

[5] PCI-SIG. PCI Local Bus Specification Revision 3.0[EB/OL]. https://www.wendangku.net/doc/6b1628282.html,,2002.8.12

Implement a High Performance Virtual I/O Model with Intel’s Virtualization Technology for Directed I/O

Zhang Xin,Lv Ming

University of Electronic and Science of China,Chengdu (610054)

Abstract

Virtualization technology is one of hotspots in computing science in recently years. Virtual I/O is an essential component of virtualization technology. Base on XEN open source virtual machine, this paper gives people an image of current popular virtual I/O model. Then a new model to which applies Intel’s virtualization technology for direct I/O is introduced. The details of how to implement a high performance virtual I/O model with Intel’s VT-d is also demonstrated. Finally, an evaluation on this model is qualified and research directions of virtual I/O are discussed.

Keywords: XEN,Virtual Technology,Virtual I/O model,VT-d

关于高性能钢

摘要：从高性能钢（high-performance steel，简称HPS）的强度，断裂韧性，可焊性和耐腐蚀性能进行分析，并且HPS在国外的研究刚刚被引进。与普通混凝土相比较，其优越的性能和明显的经济效率就凸显出来了，并且在结构中应用，有很广阔的研发前景。 Abstract : The material properties of high-performance steel were analyzed from strength , fracture toughness , welding capacity and corrosion resistance , and the research survey of high-performance steel in foreign was introduced simply. Combining with concrete application practices ,the good performance and obvious economic efficiency of high-performance steel were explained , and it pointed out that it was the idea material of structure, and has wide researching prospect. 一．概述 随着钢材生产技术的进步,实现了生产出满足预先要求的高性能钢(High-performance Steel 简称HPS) 。目前,HPS 的生产方法主要有两种:淬火及回火(Q &T) 和高温控轧技术( TMCP) 。与传统钢种相比,HPS 具有强度高,延性好,更韧性高,更可焊性优越,冷成型能力和腐蚀抗力更理想的特征。这些改善的材料性能不仅可以提高结构的性能,而且可以降低施工成本。在结构工程,美国、日本及欧洲国家越来越注重HPS 的研发与应用。目前,各个国家根据本国的特殊工程要求开发了一系列钢种。

存储虚拟化

一、何为“存储虚拟化技术” “存储虚拟化”并不是近期才提出的一个新概念，它是伴随着大型计算机的产生、发展而出现的一个较为经典的概念，但随着网络存储的兴起，在新的领域中，存储虚拟化又被赋予了全新的解读，不过从存储的核心功能来看，其本质是具有延续性的。 (一) 存储虚拟化的概念 从广义的角度看，存储具有两大特性：其一，它是具有存取数据功能的载体；其二，它具有可管理性。 存储虚拟化是物理存储的逻辑表示方法，是在服务器与存储之间设置的一个抽象层，服务器被绑定到逻辑抽象层上。于是，无论何时如果需要都可以改变所连接的物理存储，典型的如阵列的替换、层次化存储等，而不会影响应用对这个存储的访问。存储虚拟化也正是紧紧围绕着这两个主要方面展开的。 从狭义的角度看，存储是具有两个访问通道的实体，数据通道和管理通道就是对此的简单描述。二者在物理上可以是聚合的，也可以是分离的，而存储虚拟化就相应地发生在这两个通道上。 在理论上可以认为，相对于原存储实体，新的存储实体在数据和管理通道上所进行的任何非恒等的转换，都是一种存储虚拟化方法。概括地讲，所谓存储虚拟化可以简单地描述为：新存储实体对原存储实体的存储资源（如存储的读写方式、连接方式、存储的规格或结构等）和存储管理（如统一/分散管理）进行变化和转换的过程称为存储虚拟化。 (二) 存储虚拟化的技术分类 一般认为存储虚拟化是有所特指的，大致可以从以下两大类来划分： 1、存储资源的虚拟化 * 存储的规格或结构 从早期的磁盘分区到现在具有复杂结构的磁盘阵列，对存储规格或结构的虚拟化始终作为一种最基本的虚拟化形式而不断发展，这是存储虚拟化的一个最为基本的特性之一——可分性。 属于这一类的存储虚拟化产物有：RAID、虚拟网络磁盘等，在可以预见的未来，这类存储虚拟化方式将伴随着人们对块存储的需求，以及对存储安全性与性能的不懈追求仍将长期存储，并且适度发展。 在结构虚拟化方面，设备冗余和资源空洞是两个完全不同的类型，设备冗余可以实现同步、异步镜像等，而资源空洞主要采用写时分配的技术，在提高资源利用率方面表现更为突出，它能够使得呈现给主机的逻辑卷大小远大于实际的物理存储大小；而快照技术更是实现了源和快照依赖于相同的存储资源，形成一种典型的一个虚拟多个的方式。 * 读写方式 到目前为止，存储的读写方式可以归纳为四种主要形式：块读写方式、文件读写方式、对象读写方式和键值搜索读写方式，四种形式依次递进（如下图示意），对存储的抽象层次不断提高，使得应用（程序等）对存储的依赖程度逐渐降低，存储的智能性不断提升，进而也就不同程度地实现存储与应用的分离。在本质上，也逐步实现在计算机系统中，处于不活跃地位的存储与处于活跃地位的计算之间的分离，而归根结底，其源动力来自于人们对不断提高数据共享效率的需求。 可以看出，存储读写方式的演进，在客观上也对存储规格和结构的发展提出了要求，但存储读写方式的演进并不依存于存储规格和结构的发展。 图、四种存储读写方式关系示意 在相当长的一段时间内，块读写方式和文件读写方式都将继续占据主流的地位，而其他两种方式由于受到应用模式和存储发展的某些关键技术的制约，仍将处于产品的缓慢发展和研究的相对快速发展的矛盾

常见四种虚拟化技术优劣势对比

常见四种虚拟化技术优劣势对比-兼谈XEN与vmware的区别 蹦不路磅按: 好多人估计对XEN和vmware到底有啥区别有所疑问. 可能如下的文章会有所提示 据说本文作者系ＳＷｓｏｆｔ中国首席工程师.没找到名字, 故保留title ---------------- Update: 13-11-2008 关于xen Hypervisor个人理解的一点补充. xen hypervisor 类似一个linux的kernel .位于/boot/下名字xen-3.2-gz. 系统启动的时候它先启动。然后它在载入dom0. 所有对其他domainU的监控管理操作都要通过domain0. 因为hypervisor 只是一个类kernel. 没有各种application. 需要借助domain0的application 比如xend xenstore xm 等。 个人猜想，hypervisor 能集成一些简单的管理程序也是可能的。vmware好像也正在作植入硬件的hypervisor 将来的发展可能是是hypervisor 会和bios一样在每个服务器上集成了。然后每台服务器买来后就自动支持 可以启动数个操作系统了。彻底打破一台裸机只能装一个操作系统的传统。 －－－－－－－－－－－－－－－－－ 虚拟化技术（Virtualization）和分区（Partition）技术是紧密结合在一起，从60年代Unix诞生起，虚拟化技术和分区技术就开始了发展，并且经历了从“硬件分区”->“虚拟机”->“准虚拟机”->“虚拟操作系统”的发展历程。最早的分区技术诞生自人们想提升大型主机利用率需求。比如在金融、科学等领域，大型Unix服务器通常价值数千万乃至上亿元，但是实际使用中多个部门却不能很好的共享其计算能力，常导致需要计算的部门无法获得计算能力，而不需要大量计算能力的部门占有了过多的资源。这个时候分区技术出现了，它可以将一台大型服务器分割成若干分区，分别提供给生产部门、测试部门、研发部门以及其他部门。 几种常见的虚拟化技术代表产品如下： 类型代表产品 硬件分区IBM/HP等大型机硬件分区技术 虚拟机（Virtual Machine Monitor）EMC VMware Mircosoft Virtual PC/Server Parallels 准虚拟机（Para-Virtualization）Xen Project 虚拟操作系统（OS Virtualization）SWsoft Virtuozzo/OpenVZ Project Sun Solaris Container HP vSE FreeBSD Jail Linux Vserver 硬件分区技术 硬件分区技术如下图所示：硬件资源被划分成数个分区，每个分区享有独立的CPU、内存，并安装独立的操作系统。在一台服务器上，存在有多个系统实例，同时启动了多个操作系统。这种分区方法的主要缺点是缺乏很好的灵活性，不能对资源做出有效调配。随着技术的进步，现在对于资源划分的颗粒已经远远提升，例如在IBM AIX系统上，对CPU资源的划分颗粒可以达到0.1个CPU。这种分区方式，在目前的金融领域，比如在银行信息中心

高强钢筋应用标准技术

一、高强钢筋应用技术 （一）前言 HRB400级钢筋已作为高效钢筋被列为重点推广应用的建筑业10项新技术之一，推广应用HRB400等高强钢筋对有效利用自然资源，降低消耗，对提高钢筋混凝土结构安全储备等具有十分重要的意义。多年来，为推广应用HRB400等高强钢筋有关部门采取了修订规范，开展试点工程等多种措施。本文通过实际调研，找到制约HRB400级钢筋推广应用的原因，通过理论分析，找到问题的根本；通过工程实例，切实地论证合理地应用HRB400级钢筋所带来的经济效益。 （二）工程概况 本工程为高级办公楼，其中车库要求空间大跨度大，主楼的办公室、会议室和裙楼的餐厅较多对跨度也有要求，根据这个特点，本工程在整体设计时，轴线布置跨度均较大，大部分跨度为8.4米。HRB400级钢筋在这个工程里得到了很好的应用，所有框架梁主筋均采用HRB400级钢筋。 图 1 HRB400 钢筋用量 地下室和裙楼部位结构大量的使用了HRB400级钢筋，达到设计要求并满足房间的使用功能。

图2 HRB400级钢筋现场码放 （三）HRB400级钢筋的特点 HRB400级钢筋是在对HRB335级钢筋化学成分作了微调，调整了钢材C、Si、Mn元素的含量。利用钒、铌、钛在钢中的沉淀强化作用，细化钢的晶粒、改善金相组织、提高钢材的强度。HRB400级钢筋产品的直径为6mm～50 mm，标准推荐直径为6mm、8mm、 10mm、 12mm、 16mm、 20mm、 25mm、 32mm、40mm、 50 mm，虽未推荐仍保留的公称直径有14mm、18mm、22mm、28mm、36 mm几种。但目前设计和施工中一般均在钢筋直径较大时（如大于等于16mm或18mm）采用HRB400级钢筋，较小时采用HRB335级钢筋（一般直径在12mm到18mm之间）或HPB235级钢筋（一般为12mm以下，并在各种结构箍筋和板筋及剪力墙结构主筋中大量使用）。 1、强度高、安全储备大 利用提高钢筋设计强度而不是增加用钢量来提高建筑结构的安全可靠度水

高性能钢铁粉末冶金材料关键技术与应用

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存储虚拟化解决方案 1.1.1 存储虚拟化双机双柜解决方案 随着信息化建设的不断推进，各个企事业单位的活动越来越多的依赖于其关键的业务信息系统，这些业务信息系统对整个机构的运营和发展起着至关重要的作用，一旦发生宕机故障或应用停机，将给机构带来巨大的经济损失。 当前，大多数系统基于基于共享磁盘阵列模式的双机集群系统，通过在两台服务器上运行高可用性软件（双机软件或集群软件）和共用磁盘阵列来实现。它使用磁盘阵列作为两台服务器的共用存储设备，通过双机软件对磁盘阵列进行管理，同时对受保护的服务进行监控和管理。任何一台服务器运行一个应用时，应用数据存储在共享的数据空间内，每台服务器的操作系统和应用程序文件存储在其各自的本地储存空间上。 共享磁盘阵列双机集群方式缺点： 磁盘阵列存在单点数据故障，一旦磁盘阵列出现逻辑或物理故障，数据安全就得不到保障 为了解决共享磁盘模式的单点数据故障问题，以及纯软件模式的速度慢、数据安全性低、存储空间小等问题，我们最新推出了出双机双柜高可用高安全存储解决方案。如下图，该方案采用完全独立的两套磁盘阵列实时存储双份数据，解决了整个系统的单点数据故障问题，每台阵列上都采

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这五种虚拟化技术分别是：CPU虚拟化、网络虚拟化、服务器虚拟化、存储虚拟化和应用虚拟化。让我们逐步揭开它们的面纱，看看它们各自的美丽。 CPU虚拟化 虚拟化在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。简单说来，CPU的虚拟化技术就是单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。 纯软件虚拟化解决方案存在很多限制。“客户”操作系统很多情况下是通过VMM(Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器)来与硬件进行通信，由VMM来决定其对系统上所有虚拟机的访问。(注意，大多数处理器和内存访问独立于VMM，只在发生特定事件时才会涉及VMM，如页面错误。)在纯软件虚拟化解决方案中，VMM在软件套件中的位置是传统意义上操作系统所处的位茫。如处理器、内存、存储、显卡和网卡等)的接口，模拟硬件环境。这种转换必然会增加系统的复杂性。 CPU的虚拟化技术是一种硬件方案，支持虚拟技术的CPU带有特别优化过的指令集来控制虚拟过程，通过这些指令集，VMM会很容易提高性能，相比软件的虚拟实现方式会很大程度上提高性能。虚拟化技术可提供基于芯片的功能，借助兼容VMM软件能够改进纯软件解决方案。由于虚拟化硬件可提供全新的架构，支持操作系统直接在上面运行，从而无需进行二进制转换，减少了相关的性能开销，极大简化了VMM设计，进而使VMM能够按通用标准进行编写，性能更加强大。另外，在纯软件VMM中，目前缺少对64位客户操作系统的支持，而随着64位处理器的不断普及，这一严重缺点也日益突出。而CPU的虚拟化技术除支持广泛的传统操作系统之外，还支持64位客户操作系统。 虚拟化技术是一套解决方案。完整的情况需要CPU、主板芯片组、BIOS和软件的支持，例如VMM软件或者某些操作系统本身。即使只是CPU支持虚拟化技术，在配合VMM的软件情况下，也会比完全不支持虚拟化技术的系统有更好的性能。 两大CPU巨头英特尔和AMD都想方设法在虚拟化领域中占得先机，但是AMD 的虚拟化技术在时间上要比英特尔落后几个月。英特尔自2005年末开始便在其处理器产品线中推广应用英特尔Virtualization Technology(Intel VT)虚拟化技术。目前，英特尔已经发布了具有Intel VT虚拟化技术的一系列处理器产品，包括桌面平台的Pentium 4 6X2系列、Pentium D 9X0系列和Pentium EE 9XX 系列，还有Core Duo系列和Core Solo系列中的部分产品，以及服务器/工作站平台上的Xeon LV系列、Xeon 5000系列、Xeon 5100系列、Xeon MP 7000系列以及Itanium 2 9000系列；同时绝大多数的Intel下一代主流处理器，包括Merom核心移动处理器，Conroe核心桌面处理器，Woodcrest核心服务器处理器，以及基于Montecito核心的Itanium 2高端服务器处理器都将支持Intel VT 虚拟化技术。

高强度钢板介绍

高强度钢板介绍 牌号Q420钢，强度高，特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。主要用于大型船舶，桥梁，电站设备，中、高压锅炉，高压容器，机车车辆，起重机械，矿山机械及其他大型焊接结构件。 牌号Q460钢，强度最高，在正火，正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能，全部用铝补充脱氧，质量等级为C、D、E级，可保证钢的良好韧性的备用钢种。用于各种大型工程结构及要求强度高，载荷大的轻型结构。 1.1 国内 国内对汽车用高强度钢板倾向于分为两类： 普通高强度钢板抗拉强度或屈服强度相对较低，或采用传统工艺或传统工艺少许改进即能生产出来高强度钢板。如烘烤硬化钢板、含磷钢板、高强度IF 钢板以及HSLA钢板等。 先进高强度钢板需要采用先进设备及工艺方法才能生产出来的钢板，如双相钢板（DP钢板）、复相钢板（CP钢板）、相变诱发塑性钢板（TRIP钢板）和马氏体钢板（M钢板或Mart钢板）等。 1.2 日本 将抗拉强度不低于340MPa的冷轧钢板和抗拉强度不低于490MPa的热轧钢板通称为高强度钢板（HSS）。 1.3 德国（BMW） 高强度钢板（HSS）屈服强度高于180MPa（包括180MPa），低于300MPa 的钢板。 先进高强度钢板（AHSS）屈服强度高于300MPa（包括300MPa），低于600MPa 的钢板。 超高强度钢板（UHSS）屈服强度高于600MPa（包括600MPa）的钢板。1.4 ULSAB组织 ULSAB组织将高强度钢板分为两类：屈服强度为210～550MPa的钢板定义为高强度钢板（HSS）；屈服强度大于550MPa的钢板定义为超高强度钢板（UHSS）。 1.5 国际钢铁协会（IISI） 把高强度钢板从定性概念上定义为高强度钢板（HSS）和先进高强度钢板（AHSS）。 2 高强度钢板的品种介绍 2.1 普通高强度钢板 （1）高强度IF钢板是在IF钢的基础上，添加不同类型的强化元素（如固溶强化元素P、Mn、Si）和适当的轧制工艺控制，使钢材在保证良好塑性和冲压性能的同时，拥有较高的强度，满足复杂形状轿车冲压件性能要求。 （2）烘烤硬化钢板（BH钢）包括IP钢烘烤硬化钢板和低碳烘烤硬化钢板两种。特点是钢板冲压成形前具有较低的屈服强度，通过冲压成形后的涂漆烘烤工艺使钢板的屈服强度增加。 （3）含磷钢板利用磷在钢中的固溶强化作用进行强化。含磷钢板可以用来冲制一些形状比较复杂的汽车冲压件。 （4）超低碳含磷钢板特点是具有良好的深冲性、塑性和韧性，P、Mn、Si 等元素的固溶强化作用保证了其强度。

高性能钢

高强钢和高性能钢的应用 何卫 （1北京交通大学土建学院北京 100044）摘要：高性能钢在强度、韧性、可焊性和抗腐蚀性等方面优于传统钢材。如果将材料优势、设计与施工最优化结合起来，就可以显著降低成本，使结构更加合理耐久，降低对不可再生资源的消耗等。这些优势使高性能钢成为结构工程的理想材料，可见，高强钢和高性能钢的研究应用推动了可持续工程的发展，具有很大的潜力。 关键词：高强钢；高性能钢；高性能钢桥；韧性；耐候钢 1、概述 材料性能的改善不仅可以提高桥梁的结构性能。而且可以降低施工成本。高强钢和高性能钢桥充分发挥了材料的优越性，给社会带来了显著的效益。经过多年的共同努力，美国研发了系列高性能钢，如HPS50W、HPS70W和HPS100W，同时H P S在桥梁工程中的应用越来越广。在欧洲，HP S 在结构中的应用不限于桥梁，还用于建筑结构中。在国外，H P S 在一定程度上代表了钢桥所用材料的发展方向。 2 高性能钢 2．1 概述 结构钢的特性包括机械性能和化学性能、冶金结构和可焊性。建筑工程专家原先的注意力偏重于抗拉性(纵向屈服应力和最终抗拉强度)，也注意到拉伸试样断裂时所测得的变形能力。弹性系数E在各钢种的实际应用中均为常数，因而，除了适用性外，通常很少考虑。对于结构钢来说，这些钢种的可焊性足以满足要求，变形能力和韧性也令人满意，其部分原因是设计规格仅提出非常有限的特定要求。 近年来，针对地震中显示出来的材料性能，提出了大量与钢结构设计和制造有关的问题。那些历来被接受的标准受到质疑。人们开始质疑用普通单轴拉伸试样确定材料性能的适用性，若干失败的模型都要求更高、更好地定义垂直强度。

高性能船用钢材.doc

高性能船用钢材 近年来，高性能钢材在造船工程实践应用中得到了较大 发展，钢材的强度、耐腐蚀性能、可焊性、韧性、抗疲劳性 能等都取得了长足的进步，在高技术船舶和海洋工程领域有 着广泛的应用前景。其中，主要钢种包括以下几种： 耐腐钢。油船货油舱的耐腐蚀船板用钢量大约占到油船用 钢总量的 40%~45% ，以建造一艘 30 万吨级超大型油轮（VLCC ）为例，船体结构总用钢量近 4 万吨，其中货油舱 部分用钢量约 1.7 万吨，占整个船体结构总用钢量的42%。 殷瓦钢。因瓦合金（invar ，也称为殷钢），是一种镍铁合金，其成分为镍 36%，铁 63.8%，碳 0.2%，它的热膨胀系数极低，能在很宽的温度范围内保持固定 长度。艾林瓦合金（ elinvar ），是一种镍铁铬合金，成分为镍33%～35%，铁 53%～61%，铬 4% ～ 5%，钨 1%～ 3%，锰0.5%～ 2%，硅 0.5%～ 2%，碳 0.5%～ 2%，它在相当宽的温度范围内热弹性 系数实际上是零（即杨氏模量不变），热膨胀系数也很低。 它是 1896 年法国物理学家 C.E.Guialme 发现的一种奇妙的合金，这种 合金在磁性温度即居里点附近热膨胀系数显著减少,出现所谓反常热膨胀现象,

从而可以在室温附近很宽的温度范围内 , 获很小的甚至接近零 的膨胀系数 ,呈面心立方结构 , 其牌号为 4J36, 该钢种也称不膨胀钢，是含36%镍的合金钢，热膨胀系数低， 在温度变化时，殷瓦钢几乎不变形，能适合常温至 -163℃的温度变化。 LNG （液化天然气）船货舱围护系统多使用厚度 为 0.5mm 、 0.7mm、 1.0mm、3.0mm 的殷瓦钢， 0.8mm 的殷 瓦钢也有局部使用。一次听到“殷瓦材料” “殷瓦钢”这个名 词是在中央电视台的新闻联播中介绍我国上海沪东造船 厂已经能够成功制造 14。 7 万立方米 LNG 槽船的解说中，了解到”“殷瓦钢”的焊接是是 LNG 槽船制造的五大关键技术之一，而且”“殷瓦钢”是一种特殊的不锈钢材料，厚度只有 0。 7mm，需要全部进口。仅知道这些！因瓦合金（invar ，也称为殷钢），是一种镍铁合金，其成分为镍 36％， 铁 63.8％，碳 0.2％，它的热膨胀系数极低，能在很宽的温度范围内保持固定长度。艾林瓦合金（ elinvar ），是一种镍铁铬合金，成分为镍 33％～ 35％，铁 53％～ 61％，铬 4％～ 5％，钨 1％～ 3％，锰 0.5％～ 2％，硅 0.5％～ 2％，碳 0.5％～2％，它在相当宽的温度范围内热弹性系数实际上是零（即 杨氏模量不变），热膨胀系数也很低。纪尧姆在研究铁镍 合金的过程中偶然发现其热膨胀系数极低，于是就对整个 合金系列展开了研究，从而发现了因瓦合金和艾林瓦合金以 及其它一些有用的合金。人们很快认识到因瓦合金的用处，

虚拟化技术详解

虚拟化技术 虚拟化技术是继互联网后又一种对整个信息产业有突破性贡献的技术。对应于计算系统体系结构的不同层次，虚拟化存在不同的形式。在所有虚拟化形式中，计算系统的虚拟化是一种可以隐藏计算资源物理特征以避免操作系统、应用程序和终端用户与这些资源直接交互的去耦合技术，包括两种涵义：使某种单一资源（例如物理硬件、操作系统或应用程序）如同多个逻辑资源一样发挥作用，或者使多种物理资源（例如处理器、内存或外部设备）如同单一逻辑资源一样提供服务。通过分割或聚合现有的计算资源，虚拟化提供了优于传统的资源利用方式。 虚拟化技术的发展为信息产业特别是总控与管理子系统的建设带来了革新性的变化，其所涉及到的技术领域相当广泛。在总控与管理子系统的设计和实现中，虚拟化技术将体现在多个方面，为系统资源的整合及性能的提升产生重要的作用。 1.1.1虚拟化原理 虚拟机是对真实计算环境的抽象和模拟，VMM(Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器）需要为每个虚拟机分配一套数据结构来管理它们状态，包括虚拟处理器的全套寄存器，物理内存的使用情况，虚拟设备的状态等等。VMM 调度虚拟机时，将其部分状态恢复到主机系统中。 1.1.2虚拟化有何优势 目前，大多数只能运行单一应用的服务器，仅能利用自身资源的20%左右，

而其他80％甚至更多的资源都处于闲置状态，这样就导致了资源的极大浪费，虚拟化技术通过资源的合理调配，利用其它的资源来虚拟其它应用将使得服务器变得更加经济高效。除能提高利用率外，虚拟化还兼具安全、性能以及管理方面的优势。 用户可以在一台电脑中访问多台专用虚拟机。如果需要，所有这些虚拟机均可运行完全独立的操作系统与应用。例如，防火墙、管理软件和IP语音—所有应用均可作为完全独立的系统。这为目前单一的系统使用模式提供了巨大的管理和安全优势。在单一的使用模式下，只要某个应用出现故障或崩溃，在故障排除之前，整个系统都必须停止运行，从而导致极高的时间和成本支出。 提供相互隔离、安全、高效的应用执行环境。用户可以在一台计算机上模拟多个系统，多个不同的操作系统，虚拟系统下的各个子系统相互独立，即使一个子系统遭受攻击而崩溃，也不会对其他系统造成影响，而且，在使用备份机制后，子系统可以被快速的恢复。同时，应用执行环境简单易行，大大提高了工作效率，降低总体投资成本。 采用虚拟化技术后，虚拟化系统能够方便的管理和升级资源。传统的IT服务器资源是硬件相对独立的个体，对每一个资源都要进行相应的维护和升级，会耗费企业大量的人力和物力，虚拟化系统将资源整合，在管理上十分方便，在升级时只需添加动作，避开传统企业进行容量规划、定制服务器、安装硬件等工作，提高了工作效率。 虚拟化的其它优势还包括：可以在不中断用户工作的情况下进行系统更新；可以对电脑空间进行划分，区分业务与个人系统，从而防止病毒侵入、保证数据安全。此外，虚拟化紧急情况处理服务器（Emergency Server）支持快速转移

高强度钢材应用技术

高强度钢材应用技术 刘振泉刘海豹 （中交第一公路工程局有限公司） 1 前言 目前许多施工企业都在拓展海外市场，以谋求更广阔的发展空间。非洲基础设施落后，房建领域尤其是高强度钢结构应用凤毛麟角，我们结合本项目钢结构设计特点，现将恩德培国际机场改扩建项目货运楼中应用的高强度钢材技术进行一下说明。 2 技术特点 （1）所有高强度钢材需符合欧标或英标。 （2）钢结构高强度钢材形式多样，连接复杂。 3 适用范围 本方法适用于恩德培国际机场改扩建项目货运楼主体钢结构。 4 工艺原理 所用高强度钢材符合欧标及英标的标准。 4.1严格控制高强钢材的焊接程序 高强钢材焊接应符合相应欧洲或英国标准，焊工应有符合上岗的认证，对相应焊接的关键部位要严格把控。 4.2严格控制施工过程 施工过程要遵守施工规范，严格控制高强钢材的吊装，吊装的顺序应安全有序。 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 施工放线→基础混凝土内预埋螺栓→（钢结构加工制作）门式刚架吊装→吊车梁安装→钢梁安装→屋架、屋面板及屋檐板安装→墙面板安装→钢结构涂装。 5.2 操作要点 5.2.1.钢结构的焊缝要探伤，看加工的是否合格； 5.2.2.结构安装的误差； 5.2.3.钢结构螺栓位置及尺寸偏差； 5.2. 4.维护结构的安装节点的合理性； 5.2.5.钢结构的除锈的等级； 5.2. 6.防锈漆和防火涂料的厚度。 6 材料与设备

6.2 设备 根据材料特性和施工工艺要求，一般采用以下机械设备： 7 质量控制 1)钢结构安装时，必须控制屋面、楼面、平台等的施工荷载，严禁超过设计图纸和相应规范要求。 2)钢结构安装过程中，结构形成空间刚度单元后，应及时对柱底和基础顶面的空隙进行二次浇灌，地 脚螺栓安装好后的外露长度允许偏差0—+30mm。 3)焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不小于200mm，翼缘板拼接长度不小于2倍板宽； 腹板拼接宽度不小于300mm,长度不小于600mm。 4)吊车梁和桁架不应下挠。 5)摩擦型高强度螺栓连接接触面应平整，有75%的面顶紧，边缘最大间隙0.8mm。 8 安全措施 1) 吊装现场道路必须平整坚实，回填土、松软土层要进行处理。如土质松软，应单独铺设道路。起重

高性能细晶粒钢筋规模化生产及应用关键技术项目简介

附件1 《高性能细晶粒钢筋规模化生产及应用关 键技术》项目简介 细晶高强钢筋是近年来我国自主开发节约型高强度钢筋，其产品应用可在节约合金资源的条件下促进高强钢筋的推广，从而具有节材、资源节约等经济社会效益。钢筋产品是我国钢产量中所占比重最大的品种，2011年我国钢筋产量为1.5亿吨占全年粗钢产量的22%。另一方面，我国具有细晶高强钢筋的生产能力，有产品标准，但却没有细晶粒钢筋牌号产品应用。近年来，为促进节能减排、节材降耗，我国大力推广高强钢筋的使用。本项目对细晶高强钢筋在建筑中应用的关键技术进行集成创新，形成细晶高强钢筋应用的系统化技术标准，将有利于促进细晶高强钢筋以及高强钢筋的推广应用。主要技术进步包括： 1）提出细晶高强钢筋SH-CCT曲线，提出t8/5与HAZ 组织、硬度关系图，以及规范t8/5的时间范围。提出适用细晶高强钢筋的焊接工艺和允许规格，解决细晶高强钢筋无焊接依据的问题。 2）依据内应力集中的材料在受力状态下对腐蚀介质具有腐蚀敏感性原理，为检测细晶高强钢筋的应力腐蚀敏感性，开发出适用的应力腐蚀试验机。 3）为进行细晶高强钢筋用于工程结构中耐蚀性能的检

测，设计开发模拟海洋腐蚀耐蚀性能检测方法，并试制了条件环境箱。 4）完成系统的细晶高强钢筋应用技术试验研究，为细晶高强钢筋在混凝土结构中应用的安全性、经济性提供了可靠的依据；将细晶高强钢筋纳入相关设计、施工及验收规范，为全面推广应用技术基础。 项目开发出适用于细晶高强钢筋的测试、应用技术，并将成果纳入到相应标准规范中，解决了细晶高强钢筋没有设计、应用、施工依据的问题。 本项目授权专利1项，制定标准规范5项，发表论文38篇。该成果实施后形成显著的经济效益和社会效益。已有应用证明的经济效益显示，近三年新增利润3648万元，节支总额5860万元，而另一方面我国具有细晶高强钢筋生产能力的企业为数众多，无法一一统计。该成果也促进了400~500MPa级高强钢筋的应用，在我国建筑用钢筋用钢量基础上，可达到节材12%~21%的效果。以400MPa级细晶高强钢筋代替HRB335可节约用钢量12%~14%，2010年HRB335钢筋使用量8198万吨，如使用400MPa级细晶高强钢筋可节约用钢量983~1147万吨。并可节约水资源8428万吨，减少二氧化碳排放量5.9亿立方米，减少煤气消耗1352亿立方米，减少二氧化硫排放量约2744吨，节省大量铁矿资源。而细晶高强钢筋的使用，不仅可以减少钢筋用量，亦可减少炼钢

c)高性能钢材的有效应用—Q690-Q960项目负责人任志浩-PolyU

项目标题: c)高性能钢材的有效应用— Q690-Q960 项目负责人: 任志浩博士 香港理工大学建筑及房地产学系 项目概况: 随着冶金技术和制造技术的发展，现在高强度钢（HSS，屈服强度> 460MPa）的应用在钢铁工业中由相当的商业效益。与普通钢（NSS）相比，高强度钢有经济适用和高强重比的优势，非常适用于建造高层建筑和大跨度结构。此外，材料消耗的减少和建设成本的降低也符合全球可持续发展的要求。随着高强度钢的日益普及，为了探索高强度钢在结构构件和连接中的应用，需要进行更多的实验和研究。 钢结构构件和连接的设计要求钢材具有足够的延性，当材料发生局部屈服时应力可以重新分布；尤其是足够的延性还可以避免材料在连接处的过早断裂，同时使应力在连接处重新分布。对于如较低的强屈比和韧性等高强度钢固有的材料性质，则需要进一步检测以确保高强度结构构件和连接具有合理的结构性能。由于现有的钢结构连接的设计准则主要是基于普通钢的研究结构，高强钢结构连接的性能和强度则需要进一步实验和理论研究。 本研究旨在更深入地了解高强螺栓连接的结构性能，并提出合理的设计方法将其有效地应用于实际工程。主要研究目标为：1）对高强连接螺栓的承载力和净截面强度进行实验和数值研究；评估现有螺栓承载力公式和净横截面强度公式对于高强度螺栓连接的适用性，并在必要时提出新的设计公式；2）对连接长度、螺栓间距、螺栓交错布置在高强螺栓连接的承载力中的产生影响进行实验和数值研究，并在必要时提出新的设计公式；3）对高强度钢板的抗剪强度进行实验和数值研究，评估现有抗剪承载力公式对其的适用性，并在必要时提出新的设计方法用于计算高强度钢板的剪切强度。 研究进展/成果: 本研究项目从2016年8月起开展，并招募了一位助理研究员进行项目的研究开发工作。项目目前进展顺利，助理研究员正在设计足尺试验，以检验高强钢螺栓节点的结构性能和力学强度。不同的实验参数，如节点长度，螺栓孔边与板边间距，螺栓错开效应以及连接件剪切都将在试验中被纳入研究范围。研究团队购买了高强度钢材板件S690和S960进行试验。初期的有限元分析表明，设想中的失效模式，能够通过试验的方法体现出来。 为了推动研究进程，本项目组将另外招募一名助理研究员，并于2017年5月开始履行其工作职务。

存储虚拟化技术论文

存储虚拟化技术论文 浅谈存储虚拟化技术 摘要：本文主要就虚拟存储化技术的概念、主要特点、相关技术、虚拟存储化的作用以及怎样认识虚拟存储化作了有关的描述与解析。 关键词：存储虚拟化技术 计算机存储技术经历了从单个的磁盘、磁带、RAID到存储网络 系统的发展历程,这一路走来似乎缓慢而艰辛,随着存储数据的不断 增长,对存储空间的迫切需求推动着存储虚拟化技术不断向前。 1、什么是存储虚拟化 存储虚拟化:可以理解为把硬件资源抽象化,用虚拟形式来展示它们。虚拟化能够把物理的存储系统从数据驱动的具体工作中解放出来,从而使用户能够随意地按实际需要对有限的存储资源进行分配。 虚拟化可以将多个物理存储资源池合成一个虚拟的存储资源,再对其 实施集中管理或者以逻辑方式将其分成多个虚拟机。 存储虚拟化技术是通过把物理层资源抽象化,从而将一个灵活的、逻辑的数据存储空间展现在用户面前。最基础的存储虚拟化实现是 在主机层,通过计算机操作系统的逻辑卷管理器能够很便捷的为应用 系统和用户分配存储容量。 2、存储虚拟化的主要特点 (1)虚拟存储为大容量存储系统集中管理提供了一个手段,由网络中的一个环节(如服务器)进行统一管理,从而避免了由于扩充存储设 备为管理带来的麻烦。 (2)对于视频网络系统虚拟存储最值得一提的特点是:大幅度提高存储系统整体访问的带宽。多个存储模块组成了当前的存储系统,而 虚拟存储系统能够很好地实现负载平衡,把每次数据访问所需占用的

带宽十分合理地分配到各个存储模块上,这样整个视频网络系统的访问带宽就变大了。 (3)虚拟存储技术使得存储资源管理变得更加灵活,能够把不同类型的存储设备集中管理统一分配使用,有效保障了用户以往对存储设备的投资。 (4)虚拟存储技术能够通过相关管理软件,为网络系统提供许多其它的功能,现在比较流行的如无需服务器的远程镜像、数据快照等技术。 3、相关存储技术 现在虚拟存储的发展还没有一个统一的标准,从它的拓扑结构来看主要有两种方式:即对称式与非对称式。对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备与存储软件系统,交换设备集成为一个整体,内嵌在网络数据传输路径中;非对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。而从它的实现原理来看也有两种方式:即数据块虚拟与虚拟文件系统。 3.1对称式虚拟存储具有以下主要特点 3.1.1大容量高速缓存的应用,使数据传输速度明显提高 缓存是位于主机与存储设备之间的I/O路径上的中间介质被存储系统广泛采用的。当主机向存储设备读取数据时,会先把与当前数据存储位置相关联的数据读到缓存中,并将多次调用过的数据保留在缓存中;当主机读/写数据时,缓存这个中间介质就能够大大提高读/写速度。 3.1.2多端口并行技术,使I/O瓶颈消于无形 传统的存储设备中控制端口与逻辑盘之间关系就是一一对应,访问一块硬盘只能通过一个特定的控制器端口。但在对称式虚拟存储设备中,SANAppliance的存储端口与LUN的关系是虚拟的,即多台主机可以通过多个存储端口(最多8个)同时并发访问同一个LUN;在光纤通道100MB/带宽的大前提条件下,并行工作的端口数量越多,数据带宽就越高。

虚拟化技术区别

x86平台三种不同的虚拟化之路 从1998年开始，VMware创造性的将虚拟化引入x86平台，通过二进制翻译（BT，Binary Translation）和直接执行的模式，让x86芯片可以同时运行不同的几种操作系统，并且确保性能、稳定性和安全性。从那时起，数以万计的企业已经从虚拟化中获得了极大的收益。但是，关于虚拟化的几种实现方式，引起了很多误解，为此，希望通过此文澄清几种虚拟化道路的优缺点，以及VMware公司对几种虚拟化之路的支持情况。图1总结了x86虚拟化技术的进展情况，从VMware的BT最近的内核部分虚拟化和硬件辅助虚拟化。 1.x86虚拟化概览 所谓x86服务器的虚拟化，就是在硬件和操作系统之间引入了虚拟化层，如图2所示。虚拟化层允许多个操作系统实例同时运行在一台物理服务器上，动态分区和共享所有可用的物理资源，包括：CPU、内存、存储和I/O设备。

图2. x86架构上的虚拟化层 近年来，随着服务器和台式机的计算能力急剧增加，虚拟化技术应用广泛普及，很多用户已经在开发/测试、服务器整合、数据中心优化和业务连续性方面证实了虚拟化的效用。虚拟架构已经可以将操作系统和应用从硬件上分离出来，打包成独立的、可移动的虚拟机，从来带来了极大的灵活性。例如：现在可以通过虚拟架构，让服务器7x24x365运行，避免因为备份或服务器维护而带来的停机。已经有用户在VMware平台上运行3年而没有发生任何的停机事件。 对于x86虚拟化，有两种常见的架构：寄居架构和裸金属架构。寄居架构将虚拟化层运行在操作系统之上，当作一个应用来运行，对硬件的支持很广泛。相对的，裸金属架构直接将虚拟化层运行在x86的硬件系统上，可以直接访问硬件资源，无需通过操作系统来实现硬件访问，因此效率更高。VMware Player、ACE、Workstation和VMware Server都是基于寄居架构而实现的，而VMware ESX Server是业界第一个裸金属架构的虚拟化产品，目前已经发布了第四代产品。ESX Server需要运行在VMware认证的硬件平台上，可以提供出色的性能，完全可以满足大型数据中心对性能的要求。 为了更好的理解x86平台虚拟化，在此简要介绍一下部件虚拟化的背景。虚拟化层是运行在虚拟机监控器（VMM，Virtual Machine Monitor）上面、负责管理所有虚拟机的软件。如图3所示，虚拟化层就是hypervisor（管理程序）直接运行在硬件上，因此，hypervisor 的功能极大地取决于虚拟化架构和实现。运行在hypervisor（管理程序）上的每个VMM进行了硬件抽取，负责运行传统的操作系统。每个VMM必须进行分区和CPU、内存和I/O设备的共享，从而实现系统的虚拟化。 图3. Hypervisor通过VMM管理虚拟机

超高强度钢

超高强度钢现在已发展成为应用范围很广的一类重要钢种，如已经大量应用于火箭发动机外壳、飞机起落架、防弹钢板等性能有特殊要求的领域。 随着洁净化、微合金和控轧控冷等先进冶金技术在钢铁企业的逐步推广和应用，钢材的品质得到了大幅度提高，发达国家正在研制相当于目前常用钢材抗拉强度数倍的超高强度钢。这种钢具有超细化、超洁净、超均质的组织和成分的特征，以及超高强度和超高韧性的特点。超高强度钢与普通结构钢的强度的界限目前尚无统一规定，习惯上是将室温抗拉强度超过1,400MPa、屈服强度大于1,200MPa 的钢称为超高强度钢。超高强度钢除了要求其高的抗拉强度外，还要求具有一定塑性和韧性、尽可能小的缺口敏感性、高的疲劳强度、一定的抗蚀性、良好的工艺性能、符合资源情况及价格低廉等。超高强度钢现在已发展成为应用范围很广的一类重要钢种，如已经大量应用于火箭发动机外壳、飞机起落架、防弹钢板等性能有特殊要求的领域，而且其使用范围正在不断地扩大到建筑、机械制造、车辆和其它军事装备上。因此，超高强度钢不仅是钢铁材料研究的重要方向，而且具有广阔的应用和发展前景。 超高强度钢的发展 超高强度合金钢是为满足某些特殊要求发展起来的，按其物理冶金学特点，超高强度钢大体可以分为低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢和马氏体时效钢。典型的低合金超高强度钢是AISI 4340 和D6AC；典型的二次硬化型中，合金超高强度钢是HY180 和AF1410，由于马氏体时效钢属高合金钢，在这里将不拟述及。 1.低合金超高强度钢 低合金超高强度钢大多是AISI 4130、4140、4330 或4340的改进型钢种。AISI 4340 是最早出现的低合金超高强度钢，它于1950年开始研究，并于1955年开始用于飞机起落架。通过淬火和低温回火处理，AISI 4130、4140、4330 或4340钢的抗拉强度均可超过1,500MPa，而且缺口冲击韧性较高。 为了抑制低合金超高强度钢回火脆性，1952年美国国际镍公司开发了300M。该钢通过添加了1％至2％的硅来提高回火温度（260至315摄氏度），并可抑制马氏体回火脆性。另外，通过调整碳含量和添加少量钒，又开发了AMS 6434 和LadishD6AC钢。20世纪80年代，中国通过对AISI 4330的改进，研制开发了高强韧性能的685和686装甲钢。在AISI 4340 的基础上，中国还研制了新型超高硬度695装甲钢，其抗穿甲弹防护系数达到1.3以上。值得注意的是，尽管以4340和300M 钢为代表的低合金超高强度钢具有高强度，但它们的断裂韧性和抗应力腐蚀能力都比较差，因而其应用受到了一定的限制。 2.二次硬化超高强度钢 随着航空工业的快速发展，开发强度高、断裂韧性好、可焊接性好的新型航空材料成为发展方向。研究者于20 世纪70 年代开发了HY180钢。为了达到航空构件材料的损伤容限和耐久性，70 年代末Speich 和Chendhok 等在对Fe10Ni 系合金钢进行的研究基础上，对HYl80 进行了改进，开发了AF1410超高强度合金钢，该钢经830℃油淬正510℃时效后，σ0.2大于等于1517MPa，KⅠc大于等于154MPa m1/2。因此该钢以极高的强韧性、良好的加工性能和焊接性能成为受航空界欢迎的一种新型高强度钢。