SR-IOV 簡介

SR-IOV 簡介

SR-IOV 技術是一種基於硬件的虛擬化解決方案，可提高性能和可伸縮性。

SR-IOV 標準允許在虛擬機之間高效共享 PCIe（Peripheral Component Interconnect Express，快速外設組件互連）設備，

並且它是在硬件中實現的，可以獲得能夠與本機性能媲美的 I/O 性能。

SR-IOV 規範定義了新的標準，根據該標準，創建的新設備可允許將虛擬機直接連接到 I/O 設備。

SR-IOV 規範由 PCI-SIG 在 http://www.pcisig.com 上進行定義和維護。

單個 I/O 資源可由許多虛擬機共享。共享的設備將提供專用的資源，並且還使用共享的通用資源。這樣，每個虛擬機都可訪問唯一的資源。

因此，啓用了 SR-IOV 並且具有適當的硬件和 OS 支持的 PCIe 設備（例如以太網端口）可以顯示爲多個單獨的物理設備，每個都具有自己的 PCIe 配置空間。

下圖介紹了針對 PCIe 硬件的 SR-IOV 技術。

圖 21-1 SR-IOV 技術

SR-IOV 中的兩種新功能類型是：

物理功能 (Physical Function, PF)

用於支持 SR-IOV 功能的 PCI 功能，如 SR-IOV 規範中定義。

PF 包含 SR-IOV 功能結構，用於管理 SR-IOV 功能。PF 是全功能的 PCIe 功能，可以像其他任何 PCIe 設備一樣進行發現、管理和處理。

PF 擁有完全配置資源，可以用於配置或控制 PCIe 設備。

虛擬功能 (Virtual Function, VF)

與物理功能關聯的一種功能。

VF 是一種輕量級 PCIe 功能，可以與物理功能以及與同一物理功能關聯的其他 VF 共享一個或多個物理資源。

VF 僅允許擁有用於其自身行爲的配置資源。

每個 SR-IOV 設備都可有一個物理功能 (Physical Function, PF)，並且每個 PF 最多可有 64,000 個與其關聯的虛擬功能 (Virtual Function, VF)。

PF 可以通過寄存器創建 VF，這些寄存器設計有專用於此目的的屬性。

一旦在 PF 中啓用了 SR-IOV，就可以通過 PF 的總線、設備和功能編號（路由 ID）訪問各個 VF 的 PCI 配置空間。

每個 VF 都具有一個 PCI 內存空間，用於映射其寄存器集。VF 設備驅動程序對寄存器集進行操作以啓用其功能，並且顯示爲實際存在的 PCI 設備。

創建 VF 後，可以直接將其指定給 IO 來賓域或各個應用程序（如裸機平臺上的 Oracle Solaris Zones）。

此功能使得虛擬功能可以共享物理設備，並在沒有 CPU 和虛擬機管理程序軟件開銷的情況下執行 I/O。

SR-IOV 的優點

SR-IOV 標準允許在 IO 來賓域之間高效共享 PCIe 設備。

SR-IOV 設備可以具有數百個與某個物理功能 (Physical Function, PF) 關聯的虛擬功能 (Virtual Function, VF)。

VF 的創建可由 PF 通過設計用來開啓 SR-IOV 功能的寄存器以動態方式進行控制。

缺省情況下，SR-IOV 功能處於禁用狀態，PF 充當傳統 PCIe 設備。

具有 SR-IOV 功能的設備可以利用以下優點：

• 性能－從虛擬機環境直接訪問硬件。

• 成本降低－節省的資本和運營開銷包括：

  • 節能

  • 減少了適配器數量

  • 簡化了佈線

  • 減少了交換機端口