虛擬化如何走出輸入/輸出的瓶頸

隨著數(shù)據(jù)中心服務(wù)器虛擬化第一波的到來(lái)，每臺(tái)服務(wù)器上虛擬機(jī)的數(shù)目保守估計(jì)也有四五六個(gè)，具體數(shù)目取決于應(yīng)用軟件的數(shù)量。管理員發(fā)現(xiàn)只應(yīng)用服務(wù)器總?cè)萘康?0%，即可在一臺(tái)服務(wù)器上安全運(yùn)行七個(gè)到八個(gè)應(yīng)用軟件，這比未進(jìn)行虛擬化的服務(wù)器平均容量提高了5%到15%。 

但是同時(shí)運(yùn)行所有的虛擬服務(wù)器會(huì)導(dǎo)致部分硬件的I/O能力降低。服務(wù)器有一個(gè)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的通路，還有眾多從其他應(yīng)用軟件或后端數(shù)據(jù)庫(kù)下載數(shù)據(jù)塊的通路。輸入/輸出通路的數(shù)量超過(guò)了服務(wù)器的通路，這導(dǎo)致了通路堵塞，并使得CPU在等待數(shù)據(jù)時(shí)空轉(zhuǎn)。

這就是說(shuō)，將之前固定的靜態(tài)輸入/輸出通路、主機(jī)總線適配器和網(wǎng)絡(luò)介面卡轉(zhuǎn)換為容量可根據(jù)虛擬服務(wù)器需求進(jìn)行擴(kuò)充或縮減的動(dòng)態(tài)資源。如果輸入/輸出的虛擬化可以實(shí)現(xiàn)，就可以解決由于服務(wù)器管理員將眾多虛擬化應(yīng)用軟件堆放在同一個(gè)硬件上而長(zhǎng)期以來(lái)都存在的問(wèn)題。當(dāng)輸入/輸出虛擬化得到普及，對(duì)輸入/輸出通路需求數(shù)量較多或數(shù)量不定的應(yīng)用軟件則無(wú)法進(jìn)行虛擬化，

早期的兩個(gè)解決方案已經(jīng)出臺(tái)，而更多的方案必將緊隨其后。Startup Xsigo將輸入/輸出通路附到一個(gè)設(shè)備上以進(jìn)行進(jìn)行虛擬化。這一方法需要用Xsigo定制的接口卡更換服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)總線適配器和網(wǎng)絡(luò)接口卡，并需要購(gòu)買Xsigo的附加設(shè)備。起始價(jià)格為30,000美元。

Xsigo的附加設(shè)備可以構(gòu)建16個(gè)可用輸入/輸出通路，這即可建立起存儲(chǔ)器通往光纖通訊網(wǎng)絡(luò)通路，或LAN到以太網(wǎng)絡(luò)的通路。其也可以管理任務(wù)量，并給需求最高的虛擬機(jī)分配更多容量。輸入/輸出實(shí)現(xiàn)虛擬化可協(xié)助平衡虛擬機(jī)工作量。使在夜間輸入/輸出通信任務(wù)較多的應(yīng)用軟件與其他應(yīng)用率較低的應(yīng)用軟件協(xié)同運(yùn)行。

采用輸入/輸出附加設(shè)備進(jìn)行虛擬化也可以減少數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)電纜，并使得IT管理員購(gòu)買更小能效更高的服務(wù)器--網(wǎng)絡(luò)端口更少、主機(jī)總線適配器和網(wǎng)絡(luò)接口卡更大。

Oracle的前總裁、Xsigo 的投資人Ray Lane說(shuō)，"輸入/輸出的虛擬化使數(shù)據(jù)中心更高效且平衡了虛擬機(jī)工作量的輸入/輸出。非彈性化的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了資源利用率較低，同時(shí)浪費(fèi)了電能、空間和冷卻資源。"

另一種進(jìn)行輸入/輸出虛擬化的方法是基于標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)總線適配器或網(wǎng)絡(luò)接口卡，而不需要求諸于附加設(shè)備。行業(yè)內(nèi)團(tuán)體PCI-SIG出臺(tái)了SR-IOV標(biāo)準(zhǔn)--可對(duì)高速、10-Gbps以太網(wǎng)進(jìn)行虛擬化。

在虛擬機(jī)或一臺(tái)服務(wù)器的多臺(tái)虛擬機(jī)上將配置無(wú)SR-IOV網(wǎng)絡(luò)介面卡，同時(shí)給其提供確定的資源，如1 Gbps。Neterion的SR-IOV-enabled X3100系列適配器可以配置16個(gè)可用通路，并根據(jù)虛擬機(jī)的需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配。如果服務(wù)水平協(xié)議給于其優(yōu)先權(quán)，這一容量設(shè)置可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口卡容量的動(dòng)態(tài)分配、最大容量為10-Gbps。

Neterion的CEO Dave Zabrowski說(shuō)，"一個(gè)大型數(shù)據(jù)中心的備份，1 Gbps的容量已經(jīng)不夠。我們?cè)噲D將所需容量整合到單一通路。大多數(shù)情況下，16個(gè)通路將被同時(shí)被多個(gè)虛擬機(jī)利用。"

Neterion 10-Gbps Xframe適配器的驅(qū)動(dòng)器包含在了Vmware的ESX系統(tǒng)管理程序上，使得其可以分配ESX構(gòu)建的虛擬機(jī)和Neterion卡之間的通路。Neterion適配器適用于美國(guó)富士公司的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品以及惠普、IBM和Sun公司的服務(wù)器產(chǎn)品。

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