【IT168 资讯】服务器、存储和网络的虚拟化并不是新鲜事物，即使没有十多年，它们也已经施行好几年了。它可以用于仿真、抽象化或集中物理资源，如服务器，存储和网络。新的是--并且正受到越来越多的欢迎--是基于开放系统的解决开放服务器、存储和网络效率低下的问题的技术，这种技术同时能解决能耗或冷却的限制问题，并促进资源利用率，以及提高架构资源管理水平。
服务器虚拟化得到越来越多的关注(VMware Xen, Virtual Iron, Microsoft都在关注)，更不用说传统服务器平台厂商的虚拟机管理程序（Hypervisors）以及分区管理和存储虚拟化。现在虚拟输入/输出（VIO）和输入/输出虚拟化（IOV）这两个术语正浮出水面。IOV和VIO是关于服务器的，还是网络的还是存储的？答案是，类似于服务器虚拟化，IOV包含了服务器、存储、网络、操作系统和其他架构资源管理技术领域和规律。
你说VIO，我说IOV
类似于网格和集群这样的术语是如何被互换、混合使用和根据情况调整，从而满足不同需求和产品要求的，IOV（input/output Virtual，输入输出虚拟化）和VIO（Virtual input/output，虚拟输入输出）也同样地被用于表达不同的事物。它们被用于描述不同的功能，从降低输入/输出延迟时间和提高性能，到将服务器和存储输入/输出连接性虚拟化。
虚拟输入/输出加速可以提高性能，改善响应时间和延迟时间，这种技术本质上是使用户或应用程序觉得输入/输出操作好像被虚拟化了一样。输入/输出加速技术的例子，除了Intel的基于处理器的技术外，还包括基于内存或服务器的RAM（随机存取器）磁盘和基于PCIe卡的FLASH/NAND记忆体固态磁盘（SSD）设备，比如那些来自FusionIO的设备，这种设备只能被本地服务器所访问，除非通过NFS(网络文件系统)导出，或是在基于微软Windows Storage Server的iSCSI阵列端或NAS设备上才能被访问。其他的例子包括共享的外部FLASH或基于DDR/RAM的固态磁盘，比如那些Texas Memory (TMS) 、SolidData或Curtis的设备，以及来自Gear6的基于块或文件数据的缓存虚拟机，它能够加速EMC、Network Appliance和其他厂商的基于网络文件系统的存储系统。
输入/输出虚拟化（IOV）的另一种形式就是将服务器到服务器和服务器到存储的输入/输出连接性予以虚拟化。用于实施IOV并能够解决服务器和存储输入/输出连接性的部件包括：虚拟的适配器、交换机、网桥或路由器，或者说输入/输出导向器，以及物理的网络传输、接口和布线。 
图1: 局域网和存储局域网传统的互联方式
虚拟N_Port和虚拟主机总线适配器
虚拟主机总线适配器（HBA）或虚拟网络接口卡（NIC），如同它们的名字所提示的那样，它们是对物理的主机总线适配器（上图1）或类似的网络接口卡的虚拟表达（下图2），它们显示了一个虚拟机是如何仿真一个物理机或用虚拟服务器来代表一个物理机的。通过虚拟主机总线适配器或网络接口卡，真实的或物理的网络接口卡资源被划分并被作为虚拟机而进行分配，但是光纤通道的主机总线适配器或以太网网络接口卡会被显示出来，而不是作为一个如Windows，UNIX或Linux这样的 Guest Operation System的主机。
在一个传统的物理服务器上，即使只有一个物理适配器，如一个InfiniBand主机通道适配器，当它被插在一个PCI或PCIe槽上时，操作系统也会看到一个或更多个光纤通道适配器或以太网适配器。如果是一个虚拟化的服务器，如VMware ESX，虚拟机管理程序可以只看到并共享一个物理适配器，或多个适配器以供冗余和性能之需，而Guest Operation System会看到的将是一个标准的光纤通道或以太网适配器或是一个使用标准的插口和驱动程序的网络接口卡。
不要和虚拟主机总线适配器搞混，N_Port ID虚拟化（NPIV）本质上是一个输入（或输出）机制，以确保对适配器带宽的共享访问。Brocade，Cisco，Emulex和QLogic的适配器和交换机支持NPIV，从而实现LUN（逻辑单元号）和数据卷屏蔽，或是在使用共享的物理适配器（N_Port）时将其映射到一个唯一的虚拟服务器或VM发起端上。NPIV通过显示多个虚拟的N_Port和其唯一的ID来运作，从而让不同的虚拟机（发起端）在共享一个光纤通道适配器上的公共N_Port时都能够访问存储端并受到路径控制。
利用融合的I/O网络和虚拟的输入/输出的商业价值和技术价值，或者说益处，类似于服务器/存储虚拟化的益处。使用IOV的益处和价值包括：
- 利用现有资源（人员、技术）可以做更多的事，或降低成本
- 网络和存储输入/输出单一的（或一对，以提高可用性）互联方式
- 降低能耗、冷却成本、占用空间，以及其他环保益处
- 布线简单，降低服务器到网络的互联以及存储互联的复杂性
- 促进集群或虚拟化服务器的性能，最大化PCI或夹层输入/输出槽
- 快速的再部署，满足变化的工作负荷及变化的虚拟服务器输入/输出特性
- 扩展了输入/输出容量，满足高性能需求，以及集群服务器和存储应用程序的需求
- 能够利用普通的布线架构和物理网络设施
图2: 一个统一的或融合的数据中心光纤通道网络或网络的例子
在图2，你看到的例子是虚拟的主机总线适配器和网络接口卡连接到一个交换机或输入/输出导向器，后者接着连接到基于以太网的局域网和光纤通道存储局域网以便网络和存储访问。图3对不同的输入/输出互联、传输和协议进行了比较，可以帮助理解不同技术的适用情况。 
图3: 不同的数据中心输入/输出协议、接口和传输的情况
