IO虛擬化解決方案

IO虛擬化是虛擬化領域最大的瓶頸,也是整個IT架構裏面的一個瓶頸。

純軟件實現的IO虛擬化

優點:軟件模擬不需要硬件的支持,通過CPU計算來模擬,跟宿主機物理網卡隔離,沒有平臺要求。虛擬機的操作系統不需要修改,模塊的都是賞見的網上,主流操作系統都自帶這些驅動,因爲默認情況下虛擬機不需要再安裝驅動 。

缺點:CPU資源消耗大,尤其當虛擬機數量多的時候。網卡的性能一般,由於軟件模擬,只能模擬常見的,功能比較簡單的網卡,現在已經基本不用了,因爲功能太過單一,已經不能滿足需求了。

半虛擬化IO

半虛擬化由於要更改代碼,所以虛擬機的網卡驅動只能由VMM廠商來開發,redhat,wmwarecitrixmicrosoft這幾大虛擬廠商都有各自己的適用於半虛擬化的驅動,每當OS要使用驅動的時候都會主動向VMM通知,由VMM代替它進行調用 。

優點:由於虛擬機與VMM之間有了通信,所以性能比純軟件的虛擬化要好很多。

缺點:需要修改虛擬機的子系統的內核,只適用於LINUX內核。

直通訪問IO

VMM直接將一個PCI(網卡、USB、光驅)設備直接分配給指定虛擬機單獨訪問,爲了安全和穩定性考慮,直接訪問通常要結合intel VT-D來使用。

優點:性能好。單獨的PCI設備分配給虛擬主機,虛擬主機直接跟物理機設備通信。

缺點:設備只能被一個虛擬機的使用,配置也比較複雜。

升級版的直通訪問技術:(當前正在使用)

解決,升級版的直通訪問技術解決了一個設備只能被一臺虛擬機訪問的問題,但是需要多個硬件的配合才能實現。

主要於CPU、芯片組和PCI設備協同配合才能實現,效率大大增加,被稱讚爲解決了虛擬化最後一公里的問題,架構圖如下:

image.png

PCI設備虛擬成多個設備(VF),然後把這個我個設備映射到OS裏面,這樣多個OS可以同時使用一個物理PCI設備,而且效率還比較高。


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