隨著新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，軟件開發(fā)人員正在使用基于開放標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言和操作系統(tǒng)，如C / C++和POSIX，以確保未來(lái)的可移植性。

隨著新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，軟件開發(fā)人員正在使用基于開放標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言和操作系統(tǒng)，如C / C++和POSIX，以確保未來(lái)的可移植性。

但對(duì)于現(xiàn)有的已部署遺留系統(tǒng)，不一定有相同的考慮因素和設(shè)計(jì)方法可用或遵循。當(dāng)需要更新系統(tǒng)時(shí)，無(wú)論是為了更改硬件還是添加新功能，通常都會(huì)面臨如何遷移或更新現(xiàn)有軟件而不必經(jīng)歷重寫軟件的昂貴練習(xí)的兩難境地。在經(jīng)過(guò)認(rèn)證的系統(tǒng)中，這種成本甚至更高，因?yàn)橹匦戮幋a=重新認(rèn)證。

然而，好消息是，一種新的虛擬化技術(shù)可以重用現(xiàn)有的軟件應(yīng)用程序，包括運(yùn)行它們的操作系統(tǒng)，而無(wú)需更改或重建軟件。

不斷發(fā)展的遺留系統(tǒng)

如今，系統(tǒng)工程師面臨著將基于老化硬件的遺留系統(tǒng)發(fā)展到更現(xiàn)代設(shè)備上的任務(wù)時(shí)，面臨著艱巨的挑戰(zhàn)。當(dāng)硬件出現(xiàn)故障、過(guò)時(shí)且不再可用時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須轉(zhuǎn)向更新、更復(fù)雜的硬件。在大多數(shù)情況下，舊版軟件依賴于操作系統(tǒng)版本，如果不升級(jí)，則可能不支持新硬件。將舊應(yīng)用程序同時(shí)遷移到新操作系統(tǒng)和新硬件平臺(tái)的任務(wù)在時(shí)間和金錢方面都可能非常昂貴。

這就是現(xiàn)代虛擬化技術(shù)發(fā)揮作用的地方，它允許重用現(xiàn)有的軟件應(yīng)用程序及其操作系統(tǒng)，幾乎不需要更改代碼。想象一下，在一種技術(shù)中，一小段代碼直接在新的現(xiàn)代硬件上運(yùn)行，并允許多個(gè)“來(lái)賓”操作系統(tǒng)在頂部同時(shí)運(yùn)行，每個(gè)操作系統(tǒng)都有自己的“虛擬”資源集（虛擬機(jī)）。每個(gè)操作系統(tǒng)都認(rèn)為它看到了一整套硬件，包括專用的CPU、內(nèi)存、磁盤、圖形、鼠標(biāo)、鍵盤、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。當(dāng)這些虛擬機(jī)配置為類似于舊硬件時(shí)，運(yùn)行舊版軟件應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的任務(wù)變得簡(jiǎn)單。

分離內(nèi)核和虛擬機(jī)管理程序

使這成為可能的一小段代碼是分離內(nèi)核和虛擬機(jī)管理程序（SKH）。SKH 直接在新的現(xiàn)代硬件上運(yùn)行，并允許工程師將物理或虛擬資源分配給各種來(lái)賓操作系統(tǒng)。然后，SKH 強(qiáng)制分離這些資源，為每個(gè)來(lái)賓提供硬件級(jí)安全性。舊版操作系統(tǒng)在其分配的虛擬機(jī)上完全虛擬化運(yùn)行，無(wú)需任何修改。LynuxWorks的LynxSecure是高度安全的現(xiàn)代SKH的一個(gè)例子。

除了通過(guò)使用虛擬化運(yùn)行遺留應(yīng)用程序來(lái)節(jié)省重新開發(fā)時(shí)間之外，SKH 還可以使應(yīng)用程序從巨大的性能提升中受益?，F(xiàn)在可以將多個(gè)更快的 CPU 和大量 RAM 分配給傳統(tǒng)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，從而提高其性能，超越其原始硬件。摩爾定律預(yù)測(cè)晶體管密度每?jī)赡攴环?，因此一個(gè)已有 15 年歷史的傳統(tǒng)系統(tǒng)可能會(huì)看到新硬件的性能呈指數(shù)級(jí)（200 倍）增長(zhǎng)。

應(yīng)用

許多復(fù)雜的軍事、航空和醫(yī)療系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)部署之前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的認(rèn)證流程。在給定硬件目標(biāo)上認(rèn)證應(yīng)用程序及其操作系統(tǒng)的工作很容易超過(guò)應(yīng)用程序本身的實(shí)際開發(fā)成本。虛擬化允許舊版應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)在較新的硬件上未經(jīng)修改地運(yùn)行，從而顯著降低認(rèn)證成本。更少的代碼更改等同于降低測(cè)試成本和認(rèn)證可重用性。

虛擬化的好處

虛擬化為舊系統(tǒng)提供了其他附加優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)工程師現(xiàn)在可以將多個(gè)遺留系統(tǒng)整合到一個(gè)更強(qiáng)大的硬件平臺(tái)上，并降低整體系統(tǒng)成本。事實(shí)上，遺留系統(tǒng)可以與其他較新的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)一起運(yùn)行，以提供比以前更多的功能。想象一下，在RTOS（如LynxOS）上運(yùn)行的傳統(tǒng)實(shí)時(shí)GPS應(yīng)用程序與基于Windows XP的電子郵件應(yīng)用程序相鄰，所有這些都在同一硬件平臺(tái)上。這不僅在今天是可能的，而且可以在分離內(nèi)核和虛擬機(jī)管理程序的幫助下安全地完成。分離內(nèi)核保證一個(gè)來(lái)賓不會(huì)以任何方式影響其他來(lái)賓。在提供的示例中，如果 Windows XP 客戶機(jī)拾取了“病毒”，則不會(huì)影響 RTOS 客戶機(jī)或其性能。

虛擬化照亮了遺留系統(tǒng)的未來(lái)

使用現(xiàn)代分離內(nèi)核和虛擬機(jī)管理程序現(xiàn)在可以延長(zhǎng)舊系統(tǒng)的使用壽命，允許遷移到新硬件、添加新功能以及將多個(gè)物理系統(tǒng)整合到一個(gè)系統(tǒng)中。所有這些優(yōu)勢(shì)都有助于在航空航天和國(guó)防工業(yè)中部署新的安全和安保系統(tǒng)時(shí)降低成本并降低風(fēng)險(xiǎn)。

審核編輯：郭婷