首先来看一下整个虚拟机在物理机上的结构图：
每台虚拟机的组成要素：虚拟机的os，应用程序需要的各种包，应用程序。而每一台虚拟机都是在Hypervisor的基础上建立起来的。下面来看一下什么是Hypervisor？
一、什么是Hypervisor？
Hypervisor是一种运行在物理服务器和操作系统之间的中间软件层,可允许多个操作系统和应用共享一套基础物理硬件，因此也可以看作是虚拟环境中的“元”操作系统，它可以协调访问服务器上的所有物理设备和虚拟机，也叫虚拟机监视器（Virtual Machine Monitor）。Hypervisor是所有虚拟化技术的核心。非中断地支持多工作负载迁移的能力是Hypervisor的基本功能。当服务器启动并执行Hypervisor时，它会给每一台虚拟机分配适量的内存、CPU、网络和磁盘，并加载所有虚拟机的客户操作系统。
综上所述，Hypervisor是运行在物理机之上，为多台虚拟机提供能够宿主在物理主机之上的基础环境。
其实Hypervisor可以分为两种类型：
I型 – 裸机型：直接运行在物理设备之上，是一种基于内核的虚拟机（其中包括 Oracle 虚拟机、VMware ESX Server、Microsoft Hyper-V 和 Citrix XenServer）。这种类型的Hypervisor所扮演的角色是一种抽象概念的OS。
II型 – 宿主机型：运行在宿主机器的操作系统上（如上图）(VMware Workstation、Microsoft Virtual PC 和 Parallels Workstation ) 创建硬件全仿真实例。Hypervisor构建出一整套虚拟硬件平台（CPU/Memory/Storage/Adapter），上面需要你再去安装新的操作系统和需要的应用软件，这样底层和上层的OS就可以完全无关化。
两者对比如下：
| 因素 | 裸机型 | 主机型 |
| 性能 | 性能高，资源开销小，高级的资源控制。 | 性能较差，资源开销大有限的资源控制，虚拟机竞争资源。 |
| 硬件兼容性 | 没有太多要求，因为虚拟化平台运行在传统操作系统之上，有操作系统硬件的驱动程序支持。 | 运行在经过认证的有限的硬件集合内，如VMware ESX和ESXi。 |
| 易用性 | 安装容易，但配置很复杂。 | 安装、使用和维护都很简单，不需要专门的技能。 |
| 高可用性 | 高可用性，主机发生故障时能够提供持续的可用性 | 缺少高可用特性，主机发生故障时，故障解决前虚拟机将处于停机状态。 |
| 可靠性 | 可靠性高，Hypervisor经过很多QA（quality-assurance）测试和严格的硬件认证。
直接运行在硬件上，而不是主机操作系统，减少了一个可能发生故障的组件。 |
主机型Hypervisor使用通用的硬件并没有对虚拟化进行专门的测试。 |
| 虚拟化Hypervisor管理 | 提供了几种控制台，能够容易的管理数量巨大的主机及虚拟机；
市场上具有很多用于裸机虚拟化Hypervisor的第三方管理和自动化产品可以使用。
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管理员必须单独管理每个虚拟机，在大型虚拟化基础设施中将非常繁琐，也很耗时。 |
| 成本 | 裸机Hypervisor成本却很昂贵，尤其是当你想扩大规模并使用高级特性时。多数裸机虚拟化Hypervisor宣称是免费的，但是仅限于核心Hypervisor. | 成本较低，许多基于主机的Hypervisor是免费的或者仅仅花费数百美元。 |
| 可扩展性 | 能够扩展到相当大的规模，使用裸机Hypervisor,如果你的主机具有足够的硬件资源，那么你能够轻松地在一台主机上运行数百个虚拟机。
在vSphere 5中单个虚拟机能够配置高达1TB的内存以及32个虚拟CPU。
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非常有限的可扩展性，VMware基于主机的虚拟化Hypervisor VMware Workstation,仅能够支持32GB的内存以及8个虚拟CPU。 |
| 产品 | VMware ESX和ESXi，微软的Hyper-V，Citrix的XenServer，orcal虚拟机，linux KVM。 | VMware Server（GSX）、Workstation和Microsoft Virtual PC、Microsoft Virtual Server等 |
二、Hypervisor的构成
Hypervisor仅是一个从其虚拟操作系统抽象机器硬件的分层应用程序。通过这种方式，每个虚拟操作系统看到的仅是一个VM而不是真实的硬件机器。
在较高级别上，Hypervisor需要少量设施启动虚拟操作系统：一个需要驱动的内核映像、一个配置（比如 IP 地址和所需的内存量）、一个磁盘和一个网络设备。磁盘和网络设备通常映射到机器的物理磁盘和网络设备（如图所示）。最后，需要使用一组虚拟操作系统工具启动和管理虚拟操作系统。
然后，一个简化的 Hypervisor 架构实现最后的关键功能，从而使来宾操作系统可以和宿主操作系统同时运行。实现这个功能需要一些特定的要素，如下图所示。首先，类似于将用户空间应用程序和内核函数连接起来的系统调用，一个通常可用的虚拟化调用（hypercall，Hypervisor 对操作系统进行的系统调用）层允许来宾系统向宿主操作系统发出请求。可以在内核中虚拟化 I/O，或通过来宾操作系统的代码支持它。故障必须由 Hypervisor 亲自处理，从而解决实际的故障，或将虚拟设备故障发送给来宾操作系统。Hypervisor 还必须处理在来宾操作系统内部发生的异常。（毕竟，来宾操作系统发生的错误仅会停止该系统，而不会影响 Hypervisor 或其他来宾操作系统）。Hypervisor 的核心要素之一是页映射器，它将硬件指向特定操作系统（来宾或 Hypervisor）的页。最后，需要使用一个高级别的调度器在Hypervisor和来宾操作系统之间传输控制。
三、为什么要使用 Hypervisor？
Hypervisor 是所有虚拟化技术的核心。 非中断地支持多工作负载迁移的能力是其基本功能。通过 Hypervisor，可以更充分地利用系统可用资源并提升 IT 移动性。因为客户机虚拟机不依赖于主机硬件，这意味着它们可以轻松地在不同服务器之间移动。软硬件架构和管理更高效、更灵活，硬件的效能能够更好地发挥出来。
