Как включить вт в биосе. Аппаратная виртуализация

Виртуализация может понадобиться тем пользователям, которые работают с различными эмуляторами и/или виртуальными машинами. И те и те вполне могут работать без включения данного параметра, однако если вам требуется высокая производительность во время использования эмулятора, то его придётся включить.

Важное предупреждение

Изначально желательно убедиться, есть ли у вашего компьютера поддержка виртуализации. Если её нет, то вы рискуете просто зря потратить время, пытаясь произвести активацию через BIOS. Многие популярные эмуляторы и виртуальные машины предупреждают пользователя о том, что его компьютер поддерживает виртуализацию и если подключить этот параметр, то система будет работать значительно быстрее.

Если у вас не появилось такого сообщения при первом запуске какого-нибудь эмулятора/виртуальной машины, то это может значить следующее:

Виртуализация уже подключена по умолчанию (такое бывает редко);
Компьютер не поддерживает этот параметр;
Эмулятор не способен произвести анализ и оповестить пользователя о возможности подключения виртуализации.

Включение виртуализации на процессоре Intel

Воспользовавшись этой пошаговой инструкцией, вы сможете активировать виртуализацию (актуальна только для компьютеров, работающих на процессоре Intel):

Включение виртуализации на процессоре AMD

Пошаговая инструкция выглядит в этом случае похожим образом:

Включить виртуализацию на компьютере несложно, для этого нужно лишь следовать пошаговой инструкции. Однако если в BIOS нет возможности включить эту функцию, то не стоит пытаться это сделать при помощи сторонних программ, так как это не даст никакого результата, но при этом может ухудшить работу компьютера.

Мы рады, что смогли помочь Вам в решении проблемы.

Опрос: помогла ли вам эта статья?

Да Нет

lumpics.ru

Virtual Secure Mode (VSM) в Windows 10 Enterprise

В Windows 10 Enterprise (и только в этой редакции) появился новый компонент Hyper-V под названием Virtual Secure Mode (VSM). VSM – это защищённый контейнер (виртуальная машина), запущенный на гипервизоре и отделенный от хостовой Windows 10 и ее ядра. Критичные с точки зрения безопасности компоненты системы запускаются внутри этого защищенного виртуального контейнера. Никакой сторонний код внутри VSM выполняться не может, а целостность кода постоянно проверяется на предмет модификации. Такая архитектура позволяет защитить данные в VSM, даже если ядро хостовой Windows 10 скомпрометировано, ведь даже ядро не имеет прямого доступа к VSM.

Контейнер VSM не может быть подключен к сети, и никто не может получить административные привилегии в нем. Внутри контейнера Virtual Secure Mode могут храниться ключи шифрования, авторизационные данные пользователей и другая критичная с точки зрения компрометация информация. Таким образом, атакующий теперь не сможет с помощью локально закэшированных данных учетной записи доменных пользователей проникнуть внутрь корпоративной инфраструктуры.

Внутри VSM могут работать следующие системные компоненты:

LSASS (Local Security Subsystem Service) – компонент, отвечающий за авторизацию и изоляцию локальных пользователей (таким образом система защищена от атак типа “pass the hash” и утилит типа mimikatz). Это означает, что пароли (и/или хэши) пользователей, зарегистрированных в системе, не сможет получить даже пользователь с правами локального администратора.
Виртуальный TPM (vTPM) – синтетическое TPM устройство для гостевых машин, необходимое для шифрования содержимого дисков
Система контроля целостности кода ОС – защита кода системы от модификации

Для возможности использования режима VSM, к среде предъявляются следующие аппаратные требования:

Поддержка UEFI, Secure Boot и Trusted Platform Module (TPM) для безопасного хранения ключей
Поддержка аппаратной виртуализации (как минимум VT-x или AMD-V)

Как включить Virtual Secure Mode (VSM) в Windows 10

Рассмотрим, как включить режим Virtual Secure Mode Windows 10 (в нашем примере это Build 10130).

Проверка работы VSM

Убедится, что режим VSM активен можно по наличию процесса Secure System в диспетчере задач.

Или по событию “Credential Guard (Lsalso.exe) was started and will protect LSA credential” в журнале системы.

Тестирование защиты VSM

Итак, на машины с включенным режимом VSM регистрируемся под доменной учетной записью и из-под локального администратора запускаем такую команду mimikatz:

mimikatz.exe privilege::debug sekurlsa::logonpasswords exit

Мы видим, что LSA запущен в изолированной среде и хэши паролей пользователя получить не удается.

Если ту же операцию выполнить на машине с отключенным VSM, мы получаем NTLM хэш пароля пользователя, который можно использовать для атак “pass-the-hash”.

Включаем аппаратную виртуализацию центральных процессоров, технологии AMD — AMD-V и Intel — VT-X. Подробно о том, как проверить поддерживается ли виртуализация процессором и как включить виртуализацию в BIOS. Проверяется и включается технология просто….

Виртуализация это — под виртуализацией подразумевают процессорную архитектуру с возможностью моделирования аппаратного обеспечения (виртуальных гостевых систем) программными методами. Технология виртуализации делает возможным запуск нескольких операционных систем (виртуальных ОС) на одном реальном физическом компьютере, с изолированными разделёнными вычислительными процессами, с выделенными логическими ресурсами, часть — процессорных мощностей, объёма оперативной памяти, файловой подсистемы от общего пула.

Простыми словами, виртуализация даёт возможность пользователю, запустить на одном физическом персональном компьютере разноплановые виртуальные машины с разными видами операционных систем (Windows, Android, Linux, MacOS X) или одинаковые, с любым набором программ. Наиболее востребована на данный момент у игроманов, позволяет запустить и ускорить .

Как проверить — поддерживается и включена ли виртуализация.

Для тех, кто опасается заходить в BIOS, проверить поддерживается процессором технология виртуализации или нет и включена ли она в БИОСе, можно программой SecurAble. Утилита бесплатна, не требует установки — версия portable, буквально в два клика — запустили, узнали результат, закрыли. Скачать программу можно зайдя на официальный сайт SecurAble либо скачать по прямой ссылке с — оф. сайта .

Параметры SecurAble:
1. Значение параметра Maximum Bit Length указывает на максимально доступную разрядность системы 32-bit или 64-bit.

2. Значения Hardware D.E.P — технология отвечающая за безопасность, внедрена для противодействия запуску вредоносного кода.

3. Опция Hardware Virtualization — параметр может выдать четыре значения:
Yes — технология виртуализации поддерживается процессором — включена;
No — виртуализация не поддерживается процессором;
Locked On — включена и поддерживается, но не может быть в BIOS выключена;
Locked Off — поддержка технологии есть, но отключена и в BIOS включить нельзя.

Надпись Locked Off не всегда является приговором — перепрошивка BIOS может исправить ситуацию.

Как включить виртуализацию в BIOS.

За включение аппаратной виртуализации в БИОСе отвечает Virtualization Technology. Для отключения опции или включения виртуализации в BIOS, отправляем ПК на перезагрузку. При проявлении первых признаков загрузки, клацаем по клавише клавиатуры «F2» или «Delete» (разные версии БИОС), ищите подсказку внизу экрана на старте.

Заходим в раздел «Advanced BIOS — Features», находим опцию «Virtualization» или «Advanced» → «CPU Configuration», опция «Intel Virtualization Technology».

Передвигаемся при помощи стрелок клавиатуры (в БИОС UEFI мышкой), нажимаем «Enter», меняем параметр у «Virtualization» с «Disabled» (отключено) на «Enabled» (включено). Виртуализацию включили в BIOS, осталось не упустить один важный клик — не забываем нажать на кнопку «F10», что соответствует значению — сохранить настройки (Save).

И самое главное, помните — Virtualization Technology лишь создаёт среду для эмуляторов Андроид, операционных систем и на фактическую производительность железа никак не влияет (не делает компьютер мощным). Потрудитесь сначала , выбирая комплектующие с умом и лишь затем что-то требуйте от него.

Как в БИОСе включить виртуализацию? Таким вопросом задавалось большое количество пользователей персональных компьютеров. Некоторые люди, вероятно, слышали о такой технологии, но не понимают, какие преимущества она может предоставить, и в чем она вообще заключается. Эти вопросы будут рассмотрены в данной статье.

Что такое виртуализация?

Прежде чем рассказывать, как включить поддержку виртуализации в БИОСе, нужно объяснить, что это такое. В компьютерных технологиях этим термином называется моделирование аппаратной части при помощи программных методов. Благодаря технологии виртуализации можно создавать некоторое количество виртуальных компьютеров, то есть таких, которые моделируются программным образом. При этом используется только один достаточно мощный компьютер физического типа.

Основные преимущества

Чем хороша виртуализация? Вот ее основные преимущества:

Повышается эффективность использования аппаратной части.
Уменьшаются материальные затраты.
Оптимизируется распределение ресурсов.
Безопасность работы становится выше.
Более упрощенное администрирование.
Повышенная надежность.

Для того чтобы создавать виртуальные системы, используется специальное программное обеспечение, которое называется гипервизором. Но из-за некоторых особенностей старых процессоров, построенных на архитектуре Intel, гипервизор не мог использовать их вычислительные мощности максимально эффективно для того, чтобы создавать виртуальные машины.

По этой причине ведущие компании, занимающиеся разработкой процессоров для персональных компьютеров, создали технологию аппаратной виртуализации. Она способна оптимизировать работу процессоров так, чтобы в значительной мере увеличить эффективность программного обеспечения для этого процесса. Технология поддержки аппаратной виртуализации от Intel называется Intel-VT, а у компании AMD она же носит название AMD-V.

Принцип работы

В основу заложено разделение процессора на гостевую и мониторную части. К примеру, при переключении с основной ОС на гостевую процессор автоматически переключается в гостевое состояние. При этом он показывает системе такие значения регистра, какие она хочет видеть, и которые ей необходимы для стабильной работы. Таким образом, процессор является «обманщиком», что избавляет систему от всяческих ухищрений. Гостевая ОС работает напрямую с процессором, за счет чего виртуальная машина работает гораздо быстрее, чем на ПК без поддержки виртуализации.

Поддержка технологии

Так как аппаратная виртуализация интегрирована в центральный процессор, то для того, чтобы пользователю можно было максимально использовать ее преимущества, необходимо, чтобы и его компьютер поддерживал данную технологию на процессорном уровне. Помимо этого, также необходимо, чтобы технология была реализуема со стороны операционной системы и БИОСа. Если последняя поддерживает аппаратную виртуализацию, пользователь получает возможность задействовать или же отключить ее в настройках. Необходимо учесть, что бывают чипсеты для материнских плат, которые базируются на процессорах AMD, и в которых нет возможности выключить поддержку этой технологии.

Как в БИОСе включить виртуализацию?

Для включения и выключения данной опции в БИОСе имеется специальная функция, которая так и называется - Virtualization Technology. Как правило, эта опция находится в разделах, связанных с центральным процессором или чипсетом.

Итак, как в БИОСе включить виртуализацию? Очень просто. Обычно установка значения Enabled дает возможность задействовать технологию, а значение Disabled - отключить. Необходимо иметь в виду, что активация настройки оказывает влияние только на производительность виртуальных компьютеров, которые работают в рамках гипервизора. На производительность всех программ операционной системы никакого влияния не оказывается.

Разные производители используют свои настройки, но все равно нетрудно включить виртуализацию в БИОСе (Asus, Lenovo и другие имеют схожие настройки).

Заключение

Мы выяснили, как в БИОСе включить виртуализацию. Данная технология является очень мощным средством, которое позволяет расширить возможности компьютеров и намного эффективнее использовать имеющееся в распоряжении аппаратное обеспечение. Большая часть современных персональных компьютеров обладает процессорами, в которые встроено данное решение. Это позволяет повысить их производительность, если используются виртуальные машины. Кроме этого, в большинстве ПК существует возможность настраивать поддержку аппаратной виртуализации.

Некоторые пользователи интересуется тем, как включить виртуализацию без БИОСа. Это сделать невозможно, так как производители аппаратного обеспечения внедряют технологию именно в железо. А прямой доступ к нему имеет только БИОС.

Привет, на связи Алексей! Слово «виртуальный» сегодня у всех на слуху. У меня до сих пор «виртуальность» ассоциациируется с фильмом «Косильщик лужаек», который вышел в девяностые годы. С тех пор прошло много времени. У нас еще не в ходу виртуальная реальность, слава Богу. Мы пока живем и мыслим в реальном мире. А вот виртуальные компьютеры уже легко может создать любой человек у себя дома. Сделать это позволяет технология виртуализации на процессоре вашего компьютера (или ноутбука).

В сегодняшнем материале сделаю краткий обзор как это работает, и расскажу для чего бывает нужен виртуальный компьютер. Самый простой пример — у вас дома в наличии есть обычный современный настольный ПК. На нем установлена операционная система Windows 7.

Вы решили осваивать Windows 10 или другую операционной систему, например Linux Mint. Раньше было доступно только два варианта. Или поставить новую вместо старой и потом переносить туда данные. Можно установить обе системы на один компьютер и запускать их поочередно. Но это не удобно.

Для того, чтобы на одном компьютере можно было запускать сразу несколько операционных систем одновременно и была реализована технология виртуализации. Проблема эта оказывается не нова, еще в 80 г двадцатого века ее пытались решить на Западе. В домашних условиях Вы, например, можете легко научиться самостоятельно устанавливать и осваивать такие операционные системы, с какими раньше не были знакомы. А потом и научиться использовать их.

Можно тестировать работу программ в разных операционных системах. Можно играть в любимые старые игры, которые не запускаются на новых операционных системах. Что еще дает запуск нескольких операционных систем? Виртуализация была придумана для того, чтобы экономить денежные средства. В крупных организациях стоят дорогие сервера, и вместо того чтобы тратить деньги на на покупку нового «железа» можно на ОДНОМ физическом системном блоке установить к примеру два виртуальных сервера.

Один почтовый, другой DNS. Мы получаем ДВА отдельных сервера. Каждый из этих виртуальных серверов работает изолированно от друг от друга как отдельный компьютер. При этом ресурсы физического компьютера используются на полную мощность (при правильном расчете). Никакого простоя. А если мы под эти задачи купили бы два раздельных сервера, то их ресурсы использовались бы процентов на сорок или даже меньше. А это невыгодно, даже с точки зрения потребления электричества.

Для того, чтобы технология заработала на вашем ПК, нужно чтобы его процессор поддерживал ее. В чем ее суть простыми словами? Обычный процессор работает примерно так. Есть операционная система (любая) и процессор. Часть данных операционной системы обрабатывается процессором на уровне «1 «. Другая важная часть команд от операционной системы работает с процессором, например только на уровне «0 » и занимает эту область. Вы пытаетесь запустить виртуальную машину, а эта «нулевая» область уже занята реальной операционной системой.

Ничего не получится. Поэтому в процессоре должна быть область «-1 «, которая одновременно принимала бы команды от «новой» операционной системы, и не затрагивала бы работу «старой». Нужен процессор, который умеет управлять работой двух операционных систем одновременно.

Что означает виртуализация процессора AMD?

Традиционно считается, что процессоры AMD у нас доступнее и дешевеле, чем INTEL. Это совсем не значит что они хуже. Многие домашние игровые компьютеры управляются процессорами AMD. Есть мнение, что технология виртуализации от AMD тоже проще и эффективнее, чему у Intel.

Виртуализация AMD (AMD —V ™) - это набор уникальных интегрированных в чип функций, которые позволяют клиентам на базе процессоров AMD запускать несколько операционных систем и приложений на одной машине. Впервые появилась в 2008 году на процессорах Athlon x64

При установке виртуальной машины вы выделяете для ее работы часть аппаратных средств физического компьютера. Часть жесткого диска и указанный объем оперативной памяти будет занимать гостевая операционная система, которая будет работать независимо от основной. AMD позволяет оптимально использовать ресурсы компьютерных систем в различных масштабах — от домашнего компьютера до серверных пулов. При должной настройке и контроле система надежна и безопасна.

Что такое виртуализация в процессорах Intel Core i5?

Компания Intel объявила о своих наработках в этом направлении в 2005 году. Технология носит название Intel VT и со времен процессора Pentium4 (672) ее процессоры поддерживают эту функцию. С тех пор функционал непрерывно совершенствуется и добавляются новые возможности. На сайте компании есть краткий перечень достижений:

касаемо процессора — на виртуальной машине производительность процессора будет практически такой же как и на физической. При замене процессора на более производительный возможна миграция. На виртуальной машине можно создавать еще одну виртуальную машину (вложенная виртуализация);
Оперативная память при использовании VT разделяется и изолируется в том объеме который вы выделите;
функция реализации оптимального ввода /вывода данных на жесткий диск и сетевые карты обеспечивает скорость работы по сети и чтения/записи;
Оптимизированы возможности поддержки графических процессоров в виртуальной машине, что позволяет создавать виртуальные удаленные рабочие места на одном сервере.

Что лучше — AMD или Intel — тут я думаю, что обе компании добились примерно одинаковых результатов. Теперь, когда мы познакомились с теорией, перейдем к практике. Для того, чтобы у вас заработало, нужно проверить включена ли у вас эта фукнция в настройках материнской платы.

Что значит виртуализация процессора в BIOS ?

Все современные процессоры поддерживают функцию. Ее только надо включить на материнской плате. Обычно она выключена и виртуальная машина не запустится. Для начала убеждаемся, что наш процессор поддерживает виртуализацию. Сделать это можно любым приложением, которое умеет собирать данные о вашем «железе» и выдавать ее в виде отчета.

Как проверить включена ли виртуализация на вашем ПК?

Есть утилиты которые проверяют включена ли функция на вашем процессоре, а не только ее наличие. Я пользуюсь CPU-Z , а включение проверяю в BIOS. Запустив програму переходим на вкладку «Процессор»:

У меня процессор Intel и набор инструкций должен быть AVX. На процессорах AMD соответсвенно будет AMD-V. Если у вас в наборе инструкции есть такая запись, значит нужно ее активировать в BIOS.

Включение виртуализации никак не влияет на производительность процессора если вы не запускаете никаких виртуальных машин на компьютере. Однако, если вы будете использовать виртуальную машину, то производительность возрастает.

В UEFI BIOS примерно так включается виртуализация:

На обычных BIOS включать можно так:

Теперь можно устанавливать и настраивать виртуальную машину. Об этом

Бурное развитие рынка технологий виртуализации за последние несколько лет произошло во многом благодаря увеличению мощностей аппаратного обеспечения, позволившего создавать по-настоящему эффективные платформы виртуализации, как для серверных систем, так и для настольных компьютеров. Технологии виртуализации позволяют запускать на одном физическом компьютере (хосте) несколько виртуальных экземпляров операционных систем (гостевых ОС) в целях обеспечения их независимости от аппаратной платформы и сосредоточения нескольких виртуальных машин на одной физической. Виртуализация предоставляет множество преимуществ, как для инфраструктуры предприятий, так и для конечных пользователей. За счет виртуализации обеспечивается существенная экономия на аппаратном обеспечении, обслуживании, повышается гибкость ИТ-инфраструктуры, упрощается процедура резервного копирования и восстановления после сбоев. Виртуальные машины, являясь независимыми от конкретного оборудования единицами, могут распространяться в качестве предустановленных шаблонов, которые могут быть запущены на любой аппаратной платформе поддерживаемой архитектуры.

До недавнего времени усилия в области виртуализации операционных систем были сосредоточены в основном в области программных разработок. В 1998 году компания VMware впервые серьезно обозначила перспективы развития виртуальных систем, запатентовав программные техники виртуализации. Благодаря усилиям VMware, а также других производителей виртуальных платформ, и возрастающим темпам совершенствования компьютерной техники, корпоративные и домашние пользователи увидели преимущества и перспективы новой технологии, а рынок средств виртуализации начал расти стремительными темпами. Безусловно, такие крупные компании, как Intel и AMD, контролирующие большую часть рынка процессоров, не могли оставить эту перспективную технологию без внимания. Компания Intel первая увидела в новой технологии источник получения технологического превосходства над конкурентами и начала работу над усовершенствованием x86 архитектуры процессоров в целях поддержки платформ виртуализации. Вслед за Intel компания AMD также присоединилась к разработкам в отношении поддержки аппаратной виртуализации в процессорах, чтобы не потерять позиции на рынке. В данный момент обе компании предлагают модели процессоров, обладающих расширенным набором инструкций и позволяющих напрямую использовать ресурсы аппаратуры в виртуальных машинах.

Развитие аппаратных техник виртуализации

Идея аппаратной виртуализации не нова: впервые она была воплощена в 386-х процессорах и носила название V86 mode. Этот режим работы 8086-го процессора позволял запускать параллельно несколько DOS-приложений. Теперь аппаратная виртуализация позволяет запускать несколько независимых виртуальных машин в соответствующих разделах аппаратного пространства компьютера. Аппаратная виртуализация является логическим продолжением эволюции уровней абстрагирования программных платформ - от многозадачности до уровня виртуализации:

Преимущества аппаратной виртуализации над программной

Программная виртуализация в данный момент превалирует над аппаратной на рынке технологий виртуализации ввиду того, что долгое время производители процессоров не могли должным образом реализовать поддержку виртуализации. Процесс внедрения новой технологии в процессоры требовал серьезного изменения их архитектуры, введения дополнительных инструкций и режимов работы процессоров. Это рождало проблемы обеспечения совместимости и стабильности работы, которые были полностью решены в 2005-2006 годах в новых моделях процессоров. Несмотря на то, что программные платформы весьма продвинулись в отношении быстродействия и предоставления средств управления виртуальными машинами, технология аппаратной виртуализации имеет некоторые неоспоримые преимущества перед программной:

Упрощение разработки платформ виртуализации за счет предоставления аппаратных интерфейсов управления и поддержки виртуальных гостевых систем. Это способствует появлению и развитию новых платформ виртуализации и средств управления, в связи с уменьшением трудоемкости и времени их разработки.
Возможность увеличения быстродействия платформ виртуализации. Поскольку управление виртуальными гостевыми системами производится с помощью небольшого промежуточного слоя программного обеспечения (гипервизора) напрямую, в перспективе ожидается увеличение быстродействия платформ виртуализации на основе аппаратных техник.
Возможность независимого запуска нескольких виртуальных платформ с возможностью переключения между ними на аппаратном уровне. Несколько виртуальных машин могут работать независимо, каждая в своем пространстве аппаратных ресурсов, что позволит устранить потери быстродействия на поддержание хостовой платформы, а также увеличить защищенность виртуальных машин за счет их полной изоляции.
Отвязывание гостевой системы от архитектуры хостовой платформы и реализации платформы виртуализации. С помощью технологий аппаратной виртуализации возможен запуск 64-битных гостевых систем из 32-битных хостовых системах, с запущенными в них 32-битными средами виртуализации.

Как работает аппаратная виртуализация

Необходимость поддержки аппаратной виртуализации заставила производителей процессоров несколько изменить их архитектуру за счет введения дополнительных инструкций для предоставления прямого доступа к ресурсам процессора из гостевых систем. Этот набор дополнительных инструкций носит название Virtual Machine Extensions (VMX). VMX предоставляет следующие инструкции: VMPTRLD, VMPTRST, VMCLEAR, VMREAD, VMREAD, VMWRITE, VMCALL, VMLAUNCH, VMRESUME, VMXON и VMXOFF.

Процессор с поддержкой виртуализации может работать в двух режимах root operation и non-root operation. В режиме root operation работает специальное программное обеспечение, являющееся «легковесной» прослойкой между гостевыми операционными системами и оборудованием - монитор виртуальных машин (Virtual Machine Monitor, VMM), носящий также название гипервизор (hypervisor). Слово «гипервизор» появилось интересным образом: когда-то очень давно, операционная система носила название «supervisor», а программное обеспечение, находящееся «под супервизором», получило название «гипервизор».

Чтобы перевести процессор в режим виртуализации, платформа виртуализации должна вызвать инструкцию VMXON и передать управление гипервизору, который запускает виртуальную гостевую систему инструкцией VMLAUNCH и VMRESUME (точки входа в виртуальную машину). Virtual Machine Monitor может выйти из режима виртуализации процессора, вызвав инструкцию VMXOFF.

Каждая из гостевых операционных систем запускается и работает независимо от других и является изолированной с точки зрения аппаратных ресурсов и безопасности.

Отличие аппаратной виртуализации от программной

Классическая архитектура программной виртуализации подразумевает наличие хостовой операционной системы, поверх которой запускается платформа виртуализации, эмулирующая работу аппаратных компонентов и управляющая аппаратными ресурсами в отношении гостевой операционной системы. Реализация такой платформы достаточно сложна и трудоемка, присутствуют потери производительности, в связи с тем, что виртуализация производится поверх хостовой системы. Безопасность виртуальных машин также находится под угрозой, поскольку получение контроля на хостовой операционной системой автоматически означает получение контроля над всеми гостевыми системами.

В отличие от программной техники, с помощью аппаратной виртуализации возможно получение изолированных гостевых систем, управляемых гипервизором напрямую. Такой подход может обеспечить простоту реализации платформы виртуализации и увеличить надежность платформы с несколькими одновременно запущенными гостевыми системами, при этом нет потерь производительности на обслуживание хостовой системы. Такая модель позволит приблизить производительность гостевых систем к реальным и сократить затраты производительности на поддержание хостовой платформы.

Недостатки аппаратной виртуализации

Стоит также отметить, что аппаратная виртуализация потенциально несет в себе не только положительные моменты. Возможность управления гостевыми системами посредством гипервизора и простота написания платформы виртуализации с использованием аппаратных техник дают возможность разрабатывать вредоносное программное обеспечение, которое после получения контроля на хостовой операционной системой, виртуализует ее и осуществляет все действия за ее пределами.

В начале 2006 года в лабораториях Microsoft Research был создан руткит под кодовым названием SubVirt, поражающий хостовые системы Windows и Linux и делающий свое присутствие практически не обнаруживаемым. Принцип действия этого руткита заключался в следующем:

Через одну из уязвимостей в операционной системе компьютера вредоносное программное обеспечение получает административный доступ.
После этого, руткит начинает процедуру миграции физической платформы на виртуальную, по окончании которой происходит запуск виртуализованной платформы посредством гипервизора. При этом для пользователя ничего не меняется, все продолжает работать, как и раньше, а все средства и службы, необходимые для доступа к гипервизору извне (например, терминального доступа), находятся за пределами виртуализованной системы.
Антивирусное программное обеспечение после осуществления процедуры миграции не может обнаружить вредоносный код, поскольку он находится за пределами виртуализованной системы.

Наглядно эта процедура выглядит так:

Однако, не стоит преувеличивать опасность. Разработать вредоносную программу, использующую технологии виртуализации все равно гораздо сложнее, нежели, пользуясь «традиционными» средствами, эксплуатирующими различные уязвимости в операционных системах. При этом главное допущение, которое делается теми, кто утверждает, что такое вредоносное ПО сложнее в обнаружении и более того, может не использовать «дырки» в ОС, действуя исключительно «в рамках правил», состоит в том, что якобы виртуализованная операционная система не в состоянии обнаружить, что она запущена на виртуальной машине, что есть исходно неверная посылка. Соответственно, антивирусное обеспечение имеет все возможности обнаружить факт заражения. А, следовательно, пропадает и смысл разрабатывать столь ресурсоемкий и сложный троян, учитывая наличие куда более простых способов вторжения.

Технологии виртуализации компаний Intel и AMD

Компании Intel и AMD, являясь ведущими производителями процессоров для серверных и настольных платформ, разработали техники аппаратной виртуализации для их использования в платформах виртуализации. Эти техники не обладают прямой совместимостью, но выполняют в основном схожие функции. Обе они предполагают наличие гипервизора, управляющего не модифицированными гостевыми системами, и имеют возможности для разработки платформ виртуализации без необходимости эмуляции аппаратуры. В процессорах обеих компаний, поддерживающих виртуализацию, введены дополнительные инструкции для их вызова гипервизором в целях управления виртуальными системами. В данный момент группа, занимающаяся исследованием возможностей аппаратных техник виртуализации, включает в себя компании AMD, Intel, Dell, Fujitsu Siemens, Hewlett-Packard, IBM, Sun Microsystems и VMware.

Виртуализация Intel

Компания Intel официально объявила о запуске технологии виртуализации в начале 2005 года на конференции Intel Developer Forum Spring 2005. Новая технология получила кодовое название Vanderpool и официальное Intel Virtualization Technology (сокращенно Intel VT). Технология Intel VT содержит в себе некоторое множество техник различного класса, имеющих номера версий VT-x, где x - литер, указывающий на подвид аппаратной техники. Была заявлена поддержка новой технологии в процессорах Pentium 4, Pentium D, Xeon, Core Duo и Core 2 Duo. Intel также опубликовала спецификации на Intel VT для Itanium-based процессоров, где технология виртуализации фигурировала под кодовым именем «Silvervale» и версией VT-i. Однако, начиная с 2005 года, новые модели процессоров Itanium не поддерживают x86 инструкции аппаратно, и x86-виртуализация может быть использована на архитектуре IA-64 только с помощью эмуляции.

Для включения технологии Intel VT в компьютерные системы, компания Intel сотрудничала с производителями материнских плат, BIOS и периферийного оборудования, чтобы обеспечить совместимость Intel VT с существующими системами. Во многих компьютерных системах технология аппаратной виртуализации может быть выключена в BIOS. Спецификации на Intel VT говорят, что для поддержки этой технологии не достаточно одного лишь поддерживающего ее процессора, необходимо также наличие соответствующих чипсетов материнской платы, BIOS и программного обеспечения, использующего Intel VT. Список поддерживающих Intel VT процессоров приведен далее:

Intel® 2 Core™ Duo Extreme processor X6800
Intel® 2 Core™ Duo processor E6700
Intel® 2 Core™ Duo processor E6600
Intel® 2 Core™ Duo processor E6400 (E6420)
Intel® 2 Core™ Duo processor E6300 (E6320)
Intel® Core™ Duo processor T2600
Intel® Core™ Duo processor T2500
Intel® Core™ Duo processor T2400
Intel® Core™ Duo processor L2300
Intel® Pentium® processor Extreme Edition 965
Intel® Pentium® processor Extreme Edition 955
Intel® Pentium® D processor 960
Intel® Pentium® D processor 950
Intel® Pentium® D processor 940
Intel® Pentium® D processor 930
Intel® Pentium® D processor 920
Intel® Pentium® 4 processor 672
Intel® Pentium® 4 processor 662

Процессоры для ноутбуков:

Intel® 2 Core™ Duo processor T7600
Intel® 2 Core™ Duo processor T7400
Intel® 2 Core™ Duo processor T7200
Intel® 2 Core™ Duo processor T5600
Intel® 2 Core™ Duo processor L7400
Intel® 2 Core™ Duo processor L7200
Intel® 2 Core™ Duo processor L7600
Intel® 2 Core™ Duo processor L7500

Процессоры для серверных платформ:

Intel® Xeon® processor 7041
Intel® Xeon® processor 7040
Intel® Xeon® processor 7030
Intel® Xeon® processor 7020
Intel® Xeon® processor 5080
Intel® Xeon® processor 5063
Intel® Xeon® processor 5060
Intel® Xeon® processor 5050
Intel® Xeon® processor 5030
Intel® Xeon® processor 5110
Intel® Xeon® processor 5120
Intel® Xeon® processor 5130
Intel® Xeon® processor 5140
Intel® Xeon® processor 5148
Intel® Xeon® processor 5150
Intel® Xeon® processor 5160
Intel® Xeon® processor E5310
Intel® Xeon® processor E5320
Intel® Xeon® processor E5335
Intel® Xeon® processor E5345
Intel® Xeon® processor X5355
Intel® Xeon® processor L5310
Intel® Xeon® processor L5320
Intel® Xeon® processor 7140M
Intel® Xeon® processor 7140N
Intel® Xeon® processor 7130M
Intel® Xeon® processor 7130N
Intel® Xeon® processor 7120M
Intel® Xeon® processor 7120N
Intel® Xeon® processor 7110M
Intel® Xeon® processor 7110N
Intel® Xeon® processor X3220
Intel® Xeon® processor X3210

Необходимо отметить, что следующие четыре процессора не поддерживают технологию Intel VT:

Intel® 2 Core™ Duo processor E4300
Intel® 2 Core™ Duo processor E4400
Intel® 2 Core™ Duo processor T5500
Intel® Pentium® D processor 9x5 (D945)

Компания Intel планирует также развивать технологию под названием Virtualization for Directed I/O к Intel VT, имеющую версию VT-d. На данный момент известно, что это существенные изменения в архитектуре ввода-вывода, которые позволят улучшить защищенность, робастность и производительность виртуальных платформ, использующих аппаратные техники виртуализации.

Виртуализация AMD

Компания AMD, так же, как и компания Intel, не так давно взялась за доработку архитектуры процессоров с целью поддержки виртуализации. В мае 2005 года компания AMD объявила о начале внедрения поддержки виртуализации в процессоры. Официальное название, которое получила новая технология - AMD Virtualization (сокращенно AMD-V), а ее внутреннее кодовое имя - AMD Pacifica. Технология AMD-V является логическим продолжением технологии Direct Connect для процессоров AMD64, направленной на повышение производительности компьютерных систем за счет тесной прямой интеграции процессора с другими компонентами аппаратного обеспечения.

В списке далее приведены процессоры, поддерживающие функции аппаратной виртуализации AMD-V. Поддержка этих функций должна работать во всех процессорах серии AMD-V для настольных компьютеров под Socket AM2, начиная со степпинга F. Необходимо также отметить, что процессоры Sempron не поддерживают аппаратную виртуализацию.

Процессоры для настольных платформ:

Athlon™ 64 3800+
Athlon™ 64 3500+
Athlon™ 64 3200+
Athlon™ 64 3000+
Athlon™ 64 FX FX-62
Athlon™ 64 FX FX-72
Athlon™ 64 FX FX-74
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 6000+
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 5600+
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 5400+
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 5200+
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 5000+
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 4800+
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 4600+
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 4400+
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 4200+
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 4000+
Athlon™ 64 X2 Dual-Core 3800+

Для ноутбуков поддерживаются процессоры с брендом Turion 64 X2:

Turion™ 64 X2 TL-60
Turion™ 64 X2 TL-56
Turion™ 64 X2 TL-52
Turion™ 64 X2 TL-50

Для серверных платформ поддерживаются следующие процессоры Opteron:

Opteron 1000 Series
Opteron 2000 Series
Opteron 8000 Series

Программное обеспечение, поддерживающее аппаратную виртуализацию

На данный момент, абсолютное большинство вендоров программных платформ виртуализации заявило о поддержке технологий аппаратной виртуализации Intel и AMD. Виртуальные машины на этих платформах могут быть запущены при поддержке аппаратной виртуализации. Кроме того, во многих операционных системах, в дистрибутив которых включены программные платформы паравиртуализации, такие как Xen или Virtual Iron, аппаратная виртуализация позволит запускать неизмененные гостевые операционные системы. Так как паравиртуализация является одним из видов виртуализации, требующих модификации гостевой операционной системы, реализация в платформах паравиртуализации поддержки аппаратной виртуализации является для этих платформ весьма приемлемым решением, с точки зрения возможности запуска не модифицированных версий гостевых систем. В приведенной далее таблице перечислены основные популярные платформы виртуализации и программное обеспечение, поддерживающие технологии аппаратной виртуализации:

Платформа виртуализации или ПО	Какие технологии поддерживает	Примечание
Kernel-based Virtual Machine (KVM)	Intel VT, AMD-V	Виртуализация уровня экземпляров операционных систем под Linux.
Microsoft Virtual PC	Intel VT, AMD-V	Настольная платформа виртуализации для хостовых Windows-платформ.
Microsoft Virtual Server	Intel VT, AMD-V	Серверная платформа виртуализации для Windows. Версия с поддержкой аппаратной виртуализации, Microsoft Virtual Server 2005 R2 SP1, находится в состоянии беты. Ожидается во втором квартале 2007 г.
Parallels Workstation	Intel VT, AMD-V	Платформа виртуализации для Windows и Linux хостов.
VirtualBox	Intel VT, AMD-V	Настольная платформа виртуализации с открытым исходным кодом для Windows, Linux и Mac OS. По умолчанию поддержка аппаратной виртуализации выключена, поскольку по исследованиям экспертов, на данный момент аппаратная виртуализация медленнее программной
Virtual Iron	Intel VT, AMD-V	Virtual Iron 3.5 является первой платформой виртуализации, использующей аппаратные техники, которая позволяет запускать 32-битные и 64-битные неизмененные гостевые системы практически без потери производительности.
VMware Workstation и VMware Server	Intel VT, AMD-V	Для запуска 64-х битных гостевых систем требуется поддержка Intel VT (так же как и для VMware ESX Server), для 32-битных же гостевых ОС по умолчанию поддержка IntelVT отключена по тем же причинам, что и у VirtualBox.
Xen	Intel VT, AMD-V	Платформа виртуализации Xen с открытым исходным кодом позволяет запускать неизмененные гостевые системы, используя аппаратные техники виртуализации.

Аппаратная виртуализация сегодня

Компания VMware, входящая в исследовательскую группу аппаратных техник виртуализации, в конце 2006 года провела исследование в отношении собственной программной виртуализации в сравнении с аппаратными технологиями виртуализации компании Intel. В документе «A Comparison of Software and Hardware Techniques for x86 Virtualization» были зафиксированы результаты этого исследования (на процессоре 3.8 GHz Intel Pentium 4 672 с отключенной технологией Hyper-Threading). Один из экспериментов проводился с помощью систем тестов SPECint2000 и SPECjbb2005, являющихся стандартом де-факто для оценки производительности компьютерных систем. В качестве гостевой системы использовалась ОС Red Hat Enterprise Linux 3, управляемая программным и аппаратным гипервизором. Ожидалось, что аппаратная виртуализация даст коэффициент производительности около ста процентов в отношении нативного запуска операционной системы. Однако результаты оказались весьма неожиданными: в то время как программный гипервизор без использования аппаратных техник виртуализации давал 4 процента потерь производительности в отношении нативного запуска, аппаратный гипервизор, в целом, терял 5 процентов производительности. Результаты этого теста приведены на рисунке далее:

Выводы

Поддержка технологий аппаратной виртуализации в процессорах открывает широкие перспективы по использованию виртуальных машин в качестве надежных, защищенных и гибких инструментов для повышения эффективности виртуальных инфраструктур. Наличие поддержки аппаратных техник виртуализации в процессорах не только серверных, но и настольных систем, говорит о серьезности намерений производителей процессоров в отношении всех сегментов рынка пользователей компьютерных систем. Использование аппаратной виртуализации в перспективе должно уменьшить потери производительности при запуске нескольких виртуальных машин на одном физическом сервере. Безусловно, аппаратная виртуализация повысит защищенность виртуальных систем в корпоративных средах. Сейчас простота разработки платформ виртуализации с использованием аппаратных техник привела к появлению новых игроков на рынке средств виртуализации. Вендоры систем паравиртуализации широко применяют аппаратную виртуализацию для запуска не модифицированных гостевых систем. Дополнительным преимуществом аппаратных техник виртуализации является возможность запуска 64-битных гостевых систем на 32-битных версиях платформ виртуализации (например, VMware ESX Server).

Не стоит воспринимать результаты производительности, как единственно верные. Объективная оценка производительности различных аппаратных и программных платформ для виртуализации является нетривиальной задачей, упомянутая рабочая группа в составе SPEC работает над созданием набора стандартных методов для оценки таких систем. На сегодня можно отметить, что средства виртуализации от AMD являются технически более совершенными, нежели реализованные Intel. Многое зависит и от используемого ПО, к примеру, в отличие от VMWare, есть значительно более «отзывчивые» к аппаратной поддержке среды, например, Xen 3.0.