通過至強5500中增加的虛擬化硬件支持,虛擬化開銷變小了

對于hypervisor來說虛擬NIC與交換機都是由軟件來實現(xiàn)的,所以這必將會造成系統(tǒng)的CPU占用率上升。因此更好的辦法是將NIC做成一個特殊的虛擬機,直接訪問NIC從而獲得更高的性能。總之,雖然是在一個虛擬環(huán)境中,但對于NIC來說是處在物理環(huán)境之中。

為了解決這個問題,Intel從至強5500開始的芯片組中加載了向虛擬機直接分配I/O設(shè)備的VT-d功能。這個VT-d不僅可以與NIC直接連接,而且也可以使用I/O設(shè)備。

如果使用VT-d,可通過hypervisor從虛擬機直接使用這個設(shè)備

VMDq的結(jié)構(gòu)。通過在NIC方面替代TCP/IP的發(fā)送和接收來實現(xiàn)有效通信

如果使用VT-c的VMDq,網(wǎng)絡(luò)效率將提升90%

同時Intel還對虛擬NIC提供了所謂的VT-c功能。VT-d,是用于芯片組的功能,而VT-c則是用于NIC的功能。

VT-c大體上由I/O Acceleration Technology(I/OAT)、Virtual Machine Device Queues(VMDq)和Single Root I/O Virtualization(SR-IOV)三個功能構(gòu)成。

I/OAT可以使用NIC處理復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議。因此,即使網(wǎng)絡(luò)使用頻繁的情況下CPU也不會負載過大,因為不需要在CPU方面進行TCP/IP協(xié)議處理。

Intel在NIC上的虛擬機設(shè)備隊列(VMDq)技術(shù)提供了多個硬件隊列,通過在多個虛擬機上共享一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來減少了軟件的負載,實現(xiàn)更高效的通信。

SR-IOV是對PCIe的擴展,可以在虛擬化服務(wù)器環(huán)境下讓單個適配器象多個物理適配器一樣使用。

在虛擬化環(huán)境下,不可能為每個虛擬機都配備一個網(wǎng)絡(luò)適配器(NIC),因此網(wǎng)絡(luò)性能將會因為追加的虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能而獲得最大的受益。當具備網(wǎng)卡虛擬化功能后,允許多臺虛擬機共享一塊NIC,它是通過在虛擬化管理器Hypervisor上建立一個軟件仿真層來實現(xiàn)資源的共享,并幫助虛擬機更快速的訪問網(wǎng)絡(luò),同時也將減輕CPU的負荷。

如果使用SR-IOV,可以從多個虛擬機器訪問一個NIC

使用SR-IOV時的存儲I/O性能

不過,現(xiàn)在所提到的VT-c標準,英特爾自身的網(wǎng)絡(luò)芯片和網(wǎng)卡以外的同類產(chǎn)品并不支持。但是,在其他的網(wǎng)絡(luò)芯片供應(yīng)商的產(chǎn)品中也都有各自相類似的功能,只是名稱不同而已。比如英特爾的I/OAT(I/O加速)技術(shù),與其他廠商的TCP/IP Off Load(TOE)技術(shù)基本就是同一個東西。所以,即使不使用英特爾的芯片,虛擬化的功能仍然可用,只是對于虛擬化管理器平臺的支持,一個整體打包的稱呼–VT-c更容易讓人理解。

另外,VMware ESX、Windows Server 2008 R2 Hyper-V和Xen等hypervisor也都支持VR-c功能。

Intel計劃在2010年發(fā)布代號為Westmere、用于服務(wù)器主板的網(wǎng)絡(luò)芯片Intel 82599。這款網(wǎng)絡(luò)芯片采用了10Gb的雙端口。因此,支持10Gb也不會花費太多成本。Intel解釋說,架構(gòu)10Gb環(huán)境的成本相當于現(xiàn)在的千兆以太網(wǎng)。而且,825PP網(wǎng)絡(luò)芯片還是一個可以同時兼容iSCSI、FCoE和LAN的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)解決方案。因此,NIC可以同時處理光纖通道存儲和iSCSI存儲。

這樣,用一臺服務(wù)器就可以簡單地處理光纖通道和iSCSI兩種存儲。

由于使用82599網(wǎng)絡(luò)芯片,一個NIC可以同時處理FCoE和iSCSI

一個NIC同時支持FCoE和iSCSI

Nehalem(至強5500)的虛擬化功能帶來CPU和存儲方面性能的提升。因此,如何利用VT-d和VT-c來提升外部網(wǎng)絡(luò)存儲就成為下一個話題。VT-d和VT-c將成為虛擬化方面兩個重要的技術(shù)。

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