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1、IO虚拟化：虚拟直接连接VMDc技术解析发布日期：2010-2-21 0:32:05作者： 出处：IT168盒在上一篇文章中，我们已经看到了 I/O虚拟化的必要性，并解析了 VMDq虚拟机设备队 列技术，现在，我们将继续介绍I/O虚拟化技术中的一种：VMDc （Virtual Machine Dire ct Connect，虚拟机直接连接），这是一种通过新的IO虚拟化方法来提升虚拟IO性能的 方法。Intel Virtualization TechnologyEvolutionVector 3:10 Oevice Focusvettar 也Chipset FocusVector 1:Proce
2、ssor Focuspre俨vii VT-X/Iholes in u icehferUk-n-uinAivtU ky H5KV VMDrVT Y . 0 I rl-; .日 lO nrtrfftUDCrt hflriHiIO0CPU |1Rrcbif KXksv而Bud fynrlMfMHy win10魅geeahamg cce fa momcMYMM林河蜘叫岫Softwa 1-6ParaR-inMnEvol utio nDo EmdicmsHflCLffi, VMM ItvpeMjh 咬 ofhaixhfra地 VI suppwlPast2005 h 2010VMM aoftwane evo
3、lution over time with hctwar supportAir(im+frarp,亡q 占mt*诚必网日世 和咐民 10change 心Hom Kinher HotirkJUEion砂 WL WjcS 牧点 Focusvector 2：Chipset FatusVector 1;peeswr focijs|匕参5 s孰：IJIIJI-F VTt/Ii rwies in liiitd 牲 Tla njiimRuCMr/fM Re/ FtescMiVT-xS/lPIE芷g畔iand tgnjitly vUSEEHMl谄相 sjras 血 rmmciiyRtchar IO-dfrii
4、iM fUfHrliwuibly anil IO Al 山 l H HDitPJlOV -5VT.匚 9t lraUKi ii IG mnPUWfmVMMEvolutionS=血仙 netflly VMMs Eir?!iT$lnllGrtDovkx BrndnffrniSinifef and 币3S ssgnj VMM Ihwgh ineWha网枷电YT fiuppodPast2005 * 2010VMM Kchware- avolutlon oe*r time with HarcSwar auppcrt其中VT-x和VT-d技术已经被人熟悉（竞争对手也有类似的技术） 现在的阶段就处在IO虚拟
5、化阶段，一个老生常谈的问题是：外部IO已经逐渐跟不上处理器 等的发展。无论你需不需要虚拟化，你都需要解决IO的问题。何况，随着处理器的架构越 来越先进，核心数越来越多，提高资源利用率的需求使这些机器越来越倾向于虚拟化。现在IO虚拟化的问题和处理器虚拟化等的问题差不多，就是人们希望硬件辅助方案能解决 软件方案的性能损耗问题。在IO设备上，频繁的VMM切换以及对中断的处理是导致虚拟化 效率低下的两个重点因素，如下图所示：苗已曲 Twhfi时ogies AjMw Us; Tb Virtu6ijjg Moms?Importance af: I/O Tuned For VirtualizationVMM
6、 overheadSwitehrng loadInteirupt botlleneckperformance can be up to wo%under utilizedVMjVMj1 VHnI1Virtual NFCJ l-.iVl rtLI# VMQqpw更四驻妙四_也坦灯蚱皂点N 4H匹四也凶厂 Allows VMs lo efficiently share MlGsIncreases VMk switching performance with HW acceleration Enables muEEipte VWs to 通 assigned to each portAllows c
7、u-slcmer to apply more apps by reducing CPU utilizationWill be 的亩!占t)l$ in Ihifel pmdiiG岫 ifi 02 & Q32007(code named Zoar and PpJin)VMDq实际上将这个虚拟交换机的一部分功能用硬件进行加速VMDq实际上实现了一个半软半硬的虚拟交换机，和原有的纯软件方案相比，新的方案提供 了更高的性能、更低的资源占用率，它怎么实现的呢？VMDq技术提供了一个属于ISO OSI 9层网络模型中的第二层的分类/排序引擎实现了交换机 的部分功能，为了提供合适的性能，它必须使用到一堆缓存队
8、列，因此支持VMDq的网卡通 常也支持RSS接收方扩展功能在支持VMDq的网卡上，用硬件实现了一个Layer 2分类/排序器，通过MAC地址或者VLAN 来讲数据包发送到指定的虚拟机队列中去（这堆队列叫做pool），最后的VMM软件只需要 非常简单的数据复制工作就可以完成虚拟交换机的任务。从而极大地提升了虚拟化网络效支持VMDq队列的网卡通常也支持RSS队列，例如Intel 82576EB网卡支持8个虚拟机队列， 支持16个RSS队列，它们实质上都是16个发送/接收队列对的划分，另外意味着，每个虚 拟机可以分配到两个发送/接收队列对。Management OSVirtual Machine S
9、witchMiniportDrivervirtual switch manages network I/O. All data passes throughthe virtual switch in the Management OS.Hyper-V 1.0,也就是Windows Server 2008携带的版本，所有的网络IO都需要经过经过纯 软件实现的虚拟交换机Ml!毗啊112WinWIVMSua.Figure Un vlflual envlrennienu t&daii, lhe hYpervksciF勺 vlfhnd 蚓riichnetworh I/O. All data ituous
10、hIhu virtual switch In 1h甘 Maniqem&nt GS.VMi VM8Frflure 2- Wilh WC| 细。WDq t 网 m加 gl 侦加冶 gack&t are d&bvtrdirectly to IhVM without 曲M mpy 占树蚀网mi网 the vlrlual ewilch.Hyper-V 2.0，也就是Windows Server 2008 R2携带的版本，提供了一个新的VMQ特性，它 利用硬件的VMDq将虚拟交换机的大部分工作放到了网卡上，并通过内存映射设计避免了数 据需要在多个空间来来回复制移动W,dSBSH1Figure 5. Htwark 知品 llow 何vlnu 剖的 TJon 疝 H tMDqfind MetQLPeue.* 株 throughput-N臼以 Naiiire 10 CbEFigure 6. mfasure iire9ReceiveRx)-ide perlorcrsance wlmi/MDq on ins er B?598 10t Eiiiern 叫 Can(roller$.VMware的NetQueue同样也利用了 VMDq技术，实现了两倍以上的吞吐量提升VMDq的效果是不是真有这么明显呢？还有IO虚拟化相关的技术还有很多，且听下回分解
