虛擬化技術(shù)的缺點

發(fā)布時間： 2022-05-11 10:50:03

虛擬化技術(shù)的缺點，虛擬化技術(shù)也有約束與限制，最明顯的是由于虛擬化層協(xié)調(diào)資源而導(dǎo)致客戶機系統(tǒng)性能下降。此外，由于虛擬化管理軟件抽象層而引起主機沒有被優(yōu)化使用，使得主機利用率低或降低了用戶服務(wù)質(zhì)量。

不明顯但是更加危險的是隱含的安全問題，這大多是由于模擬不同的執(zhí)行環(huán)境所產(chǎn)生的。

1.性能降低

性能問題是使用虛擬化技術(shù)所需關(guān)注的主要問題之一。由于虛擬化在客戶機和主機之間增加了抽象層，這將增加客戶任務(wù)的操作延遲。例如，在硬件虛擬化情況下，當(dāng)模擬一個可以安裝完整系統(tǒng)的裸機時，性能降低歸咎于下列活動產(chǎn)生的開銷：

①維持虛擬處理器的狀態(tài)。

②支持特權(quán)指令(自陷和模擬特權(quán)指令)。

③支持虛擬機分頁。

④控制臺功能。

此外，當(dāng)硬件虛擬化是通過在主機操作系統(tǒng)上安裝或執(zhí)行的程序?qū)崿F(xiàn)時，性能降低的主要原因是虛擬機管理器同其他應(yīng)用程序一起被執(zhí)行和調(diào)度，從而共享主機的資源。由于技術(shù)進步以及計算能力的提升，這些問題變得不再突出。

例如，用于硬件虛擬化的特定技術(shù)，如半虛擬化技術(shù)，可以提高客戶機程序的性能，無須修改便可將客戶機上的大部分執(zhí)行任務(wù)遷移到主機上。編程級的虛擬機，如JVM或.NET，當(dāng)性能要求比較高時，可以選擇編譯本地代碼。

2.低效和用戶體驗下降

虛擬化有時會導(dǎo)致主機的低效使用。特別是當(dāng)某些主機的特定功能不能由抽象層展現(xiàn)，進而變得不可訪問時。在硬件虛擬化環(huán)境中，設(shè)備驅(qū)動程序可能會出現(xiàn)這種情況，虛擬機有時僅僅提供只映射主機部分特性的默認(rèn)圖形卡。

在編程級虛擬機環(huán)境中，一些底層的操作系統(tǒng)特性變得不可訪問，除非使用特定的庫。例如，在Java第一版本中，圖形化編程的支持是非常有限的，應(yīng)用程序的界面和使用感覺非常差。用于設(shè)計用戶界面的Swing新框架解決了這個問題，在軟件開發(fā)工具包中集成了OpenGL庫，加強了圖形化功能。

3.安全漏洞和威脅

虛擬化滋生了新的難以預(yù)料的惡意網(wǎng)絡(luò)釣魚，它能夠以完全透明的方式模擬主機環(huán)境，使得惡意程序可以從客戶機提取敏感信息。

在硬件虛擬化環(huán)境中，惡意程序可以在操作系統(tǒng)之前預(yù)安裝，并作為一個微虛擬機管理器。這樣該操作系統(tǒng)就可以被控制和操縱，并從中提取敏感信息給第三方。這類惡意軟件包括BluePill和SubVirt。BluePill針對AMD處理器系列，將安裝的操作系統(tǒng)的執(zhí)行移到虛擬機中完成。微軟與美國密歇根大學(xué)合作研發(fā)的SubVirt早期版本是原型系統(tǒng)。

SubVirt影響客戶機操作系統(tǒng)，而當(dāng)虛擬機重新啟動時，它將獲得主機的控制權(quán)。這類惡意軟件的傳播是因為原來的硬件和CPU產(chǎn)品并未考慮虛擬化。現(xiàn)有的指令集不能通過簡單的改變或更新以適應(yīng)虛擬化的需求。英特爾和AMD也相繼推出了針對虛擬化的硬件支持Intel VT和AMD Pacifica。

編程級的虛擬機也存在同樣的問題：運行環(huán)境的改變可以獲得敏感信息或監(jiān)視客戶應(yīng)用程序所使用的內(nèi)存位置。這樣，運行時環(huán)境的原始狀態(tài)將被修改和替換，如果虛擬機管理程序內(nèi)存在惡意軟件或主機操作系統(tǒng)的安全漏洞被利用，將會經(jīng)常發(fā)生安全問題。

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