局域網SDN技術硬核內幕 - 前傳 突破多核的瓶頸——虛擬化

局域網SDN技術硬核內幕 - 前傳 突破多核的瓶頸——虛擬化

在前一篇《局域網SDN技術硬核內幕 - 前傳 多核技術爲摩爾定律延壽》中提到了,通過多核可以突破主頻物理限制的瓶頸,提升單臺計算機的計算能力。在Intel的至強處理器平臺上,單臺計算機的核數可達200以上。
但是,如果解決不好多核之間的併發協作,則會出現“一核有難,八核圍觀”的畫面:
在這裏插入圖片描述
這是爲什麼呢?

原來,現在商用的操作系統和編譯器,還沒有做到對多核處理器進行充分的優化。沒有經過專門的多核編程訓練的程序員,是難以設計出能讓多核良好地併發執行計算的程序的,甚至,對於多核同時訪問同一資源的情況,會引入很多難以排查的錯誤。
那麼,如何解決這一問題呢?
我們想到了算法理論中著名的方法——分治(Divide & Conquer),即:將一個規模大的問題,分解爲多個規模小的問題並且解決之。
對於大規模多核計算機,我們能否把它拆分成若干個單核/雙核/四核等小規模計算機,並使其分擔併發計算任務呢?

答案是,通過虛擬化技術可以解決這一問題。
虛擬化技術的翹楚——VMWare,最初是通過虛擬化技術解決在同一臺計算機上同時運行異構操作系統的問題。然而,在多核時代,它綻放出了新的光芒。
如果,將一臺擁有數十個處理器內核的服務器被虛擬化爲數十個虛擬機,那麼,在每個虛擬機上運行的程序,根本無需對多處理器做任何優化,就可以高效併發執行!
當然,我們還需要一個節點爲多個虛擬機做任務分發。由於任務分發本身計算量不是很大,因此也可以由一個虛擬機來執行。如下圖。
在這裏插入圖片描述

正是由於虛擬化技術可以大大提升多核計算機的工作效率,近十年來,虛擬化軟件成了數據中心的標配,除VMWare大發橫財以外,基於Linux的開源虛擬化軟件KVM也炙手可熱。以H3C CAS爲代表的商業發行版KVM,更是在市場上贏得了各行各業客戶的認可。

大家沒有意料到的是,數據中心虛擬化,引發了網絡的一場大革命……

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