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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 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。 IO 虚拟化:虚拟设备队列 VMDq 技术解析 I/O 虚拟化的方法有很多种,现在使用的主要有两种,它们都是纯软件的,它们分别是: 设备模拟和额外软件界面,如下图所示: 设备模拟: VMM 对客户机摸拟一个 I/O 设备,通过软件完全模拟设备的功能,客户机可以使用对应真实的驱动程序,这个方式可以提供完美的兼容性(而不管这个设备事实上存不存在),但是显然这种模拟会影响到性能。作为例子,各种虚拟机在使用软盘映像提供虚拟软驱的时候, 就运行在这样的方式, 以及 Virtual PC 的模拟的真实的 S3 Virge 3D 显卡, VMware 系列模拟的 Sound Blaster 16 声卡,都属于这种方式,一般的虚拟网卡也是这种方式。额外软件界面:这个模型比较像 I/O 模拟模型, VMM 软件将提供一系列直通的设备接口给虚拟机,从而提升了虚拟化效率,这有点像 Windows 操作系统的 DirectX 技术,从而提供比 I/O 模拟模型更好的性能,当然兼容性有所降低,例如 VMware 模拟的 VMware 显卡就能提供不错的显示速度, 不过不能完全支持 DirectDraw 技术, Direct3D 技术就更不用想了。相似的还有 VMware 模拟的千兆网卡,等等,这些品牌完全虚拟的设备(例如, VMware 牌显卡, VMware 牌网卡) 需要使用特制的驱动程序部分直接地和主机、硬件通信, 比起以前完全模拟的通过虚拟机内的驱动程序访问虚拟机的十兆百兆网卡, 可以提供更高的吞吐量。可以看到,这两种纯软件实现的方式有些类似于完全虚拟化和部分虚拟化的分别,不管哪种方式,都是软件实现,转向硬件实现会不会更好呢? 现有方案:基于软件的共享和处理器上的 Intel VT-i 和 VT-x 一样, Intel VT-d 技术是一种基于 North Bridge 北桥芯片( 或者按照较新的说法: MCH/IOH ) 的硬件辅助虚拟化技术, 通过在北桥中内置提供 D MA 虚拟化和 IRQ 虚拟化硬件, 实现了新型的 I/O 虚拟化方式。 Intel VT-d 技术通过硬件实现的如硬件缓冲、地址翻译等措施,增加了两种设备虚拟化方式: 通过 VT-d 实现的直接分配设备虚拟化方式直接分配:虚拟机直接分配物理 I/O 设备给虚拟机,这个模型下,虚拟机内部的驱动程序直接和硬件设备直接通信, 只需要经过少量, 或者不经过 VMM 的管理。为了系统的健壮性, 需要硬件的虚拟化支持,以隔离和保护硬件资源只给指定的虚拟机使用,硬件同时还需要具备多个 I/O 容器分区来同时为多个虚拟机服务,这个模型几乎完全消除了在 VMM 中运行驱动程序的需求。例如 CPU ,虽然 CPU 不算是通常意义的 I/O 设备——不过它确实就是通过这种方式分配给虚拟机,当然 CPU 的资源还处在 VMM 的管理之下。原生共享,要实现这个功能,设备需要支持 PCI SR-IOV 规范,并需要系统支持 VT-d 原生共享:这个模型是 I/O 分配模型的一个扩展,对硬件具有很高的要求,需要设备支持多个 Function 接口, 每个接口可以单独分配给一个虚拟机, 这个模型无疑可以提供非常高的虚拟化性能表现。最后这种设备虚拟化方式到了网卡上的实现就是 VMDc 方式, 这种方式上, 网卡需要提供多个 Function 以提供给虚拟机, 每个虚拟机直接连接到网卡的 Function 上, 所以叫做 Virt ual Machine Direct Connect 虚拟机直接连接。 VMDc 利用 SR-IOV 功能将虚拟机的虚拟网卡直接映射到物理网卡的 Virtual Function 上支持 VMDc 技术的网卡提供了多个 Function , Function 有两类: Physical Function ( 用来配制管理网卡)和 Virtual Function ,每一个虚拟机都可以映射到一个 Virtual Functio n ,不同的虚拟机使用不同的 Virtual Function ,从而提供了充足的性能以及虚拟机隔离能力 IO 虚拟化:虚拟设备队列 VMDq 技术解析发布日期: 2010-2-21 0:17:39 作者: 出处: IT168 现在人