I/O虚拟化

　　I/O虚拟化做的事情是将服务器和存储设备之间的I/O传输链路进行虚拟化操作，以保证能满足服务器虚拟化性能上的需求。当我们做虚拟化操作的时候，我们将设备的逻辑表现层从物理设备上去掉，使得这些资源能够得到更为充分的利用。操作的过程可以由将设备分割成多个小的逻辑单元后再组成一个大的单元或者将设备重新表示成多个不同的设备。这种方式对于任何在服务器主机上有适配器的环境都能适用，比如说网卡、RAID控制器、FC HBA卡、显卡或者基于PCI-e口的固态硬盘存储。比如说，网卡teaming是我们知道的将设备重组成“更大”设备的一种方式。虚拟网卡则是一种基于一个物理设备来表现多个设备的方式。

　　一对有关联的技术正开始在业界得以实施，它们分别是单根I/O虚拟化(SR-IOV)以及多根I/O虚拟化。前者的实施难度会比后者低，但是两者所能实现的效果都是令人称道的。这些技术可以和服务器虚拟化搭配使用并允许多个操作系统实现共享本地PCIe设备。单根I/O虚拟化是为多个主机操作系统而设定，多根I/O虚拟化则是为上面可以跑多个虚拟机的多个物理服务器来共享设备。

　　当单根I/O虚拟功能的适配器放入虚拟机环境后，只要虚拟层能支持单根I/O虚拟化，那么对管理虚拟适配器的工作则由原先的虚拟层转嫁到适配器自身上，这样做的意义在于能大大节省主机CPU使用率并将性能提升至物理机实施水平。现在市场上许多的以太网适配器，FC HBA卡以及RAID控制器都能够支持单根I/O虚拟化功能。

　　多根I/O虚拟化将I/O虚拟化的本质提升到了一个新的高度并提升了其跨越多个物理机平台的能力。这样的功能是通过将PCIe总线通过专用的PCIe总线扩展适配器扩展至服务器外接底盘来实现的。网卡、显卡或者其他适配器，尤其是那些成本较高的适配器，都可以放置到外接底盘上以允许共享给多个物理机。

　　这样类型技术里很有意思的一个应用是使用有单根I/O虚拟化或者多根I/O虚拟化功能的RAID卡或者SAS/SATA适配器用于SAN环境下虚拟机的迁移操作。此外，假想如果使用能具备单根I/O虚拟化功能的网卡，那么就不再需要使用外部交换机了。

　　这一切的关键就是需要先得到管理程序厂商的支持。在撰写本文的时候，暂时只有Red Hat Enterprise Linux 6支持有限类型网卡上实现单根I/O虚拟化(SR-IOV)。微软在他们下一代Windows产品的特性上也守口如瓶，如果在他们的Hyper-V上看到此类技术的支持也不足为奇。就目前来说，VMware何时支持单根I/O虚拟化还是一个未知数。

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