虛擬化如何走出輸入/輸出的瓶頸

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

但是同時運行所有的虛擬服務器會導致部分硬件的I/O能力降低。服務器有一個進出網(wǎng)絡的通路，還有眾多從其他應用軟件或后端數(shù)據(jù)庫下載數(shù)據(jù)塊的通路。輸入/輸出通路的數(shù)量超過了服務器的通路，這導致了通路堵塞，并使得CPU在等待數(shù)據(jù)時空轉(zhuǎn)。

這就是說，將之前固定的靜態(tài)輸入/輸出通路、主機總線適配器和網(wǎng)絡介面卡轉(zhuǎn)換為容量可根據(jù)虛擬服務器需求進行擴充或縮減的動態(tài)資源。如果輸入/輸出的虛擬化可以實現(xiàn)，就可以解決由于服務器管理員將眾多虛擬化應用軟件堆放在同一個硬件上而長期以來都存在的問題。當輸入/輸出虛擬化得到普及，對輸入/輸出通路需求數(shù)量較多或數(shù)量不定的應用軟件則無法進行虛擬化，

早期的兩個解決方案已經(jīng)出臺，而更多的方案必將緊隨其后。Startup Xsigo將輸入/輸出通路附到一個設備上以進行進行虛擬化。這一方法需要用Xsigo定制的接口卡更換服務器的標準主機總線適配器和網(wǎng)絡接口卡，并需要購買Xsigo的附加設備。起始價格為30,000美元。

Xsigo的附加設備可以構(gòu)建16個可用輸入/輸出通路，這即可建立起存儲器通往光纖通訊網(wǎng)絡通路，或LAN到以太網(wǎng)絡的通路。其也可以管理任務量，并給需求最高的虛擬機分配更多容量。輸入/輸出實現(xiàn)虛擬化可協(xié)助平衡虛擬機工作量。使在夜間輸入/輸出通信任務較多的應用軟件與其他應用率較低的應用軟件協(xié)同運行。

采用輸入/輸出附加設備進行虛擬化也可以減少數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡電纜，并使得IT管理員購買更小能效更高的服務器--網(wǎng)絡端口更少、主機總線適配器和網(wǎng)絡接口卡更大。

Oracle的前總裁、Xsigo 的投資人Ray Lane說，"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工作量的輸入/輸出。非彈性化的結(jié)構(gòu)導致了資源利用率較低，同時浪費了電能、空間和冷卻資源。"

另一種進行輸入/輸出虛擬化的方法是基于標準主機總線適配器或網(wǎng)絡接口卡，而不需要求諸于附加設備。行業(yè)內(nèi)團體PCI-SIG出臺了SR-IOV標準--可對高速、10-Gbps以太網(wǎng)進行虛擬化。

在虛擬機或一臺服務器的多臺虛擬機上將配置無SR-IOV網(wǎng)絡介面卡，同時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個可用通路，并根據(jù)虛擬機的需求進行動態(tài)分配。如果服務水平協(xié)議給于其優(yōu)先權(quán)，這一容量設置可實現(xiàn)網(wǎng)絡接口卡容量的動態(tài)分配、最大容量為10-Gbps。

Neterion的CEO Dave Zabrowski說，"一個大型數(shù)據(jù)中心的備份，1 Gbps的容量已經(jīng)不夠。我們試圖將所需容量整合到單一通路。大多數(shù)情況下，16個通路將被同時被多個虛擬機利用。"

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

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