第八讲：I/O虚拟化

　　一、I/O虚拟化的产生

　　服务器单个千兆以太网端口肯定能够支持单个应用，但是当被分割为10个、15个或者更多的服务器负载时（这其中包括网络、存储以及服务器之间的流量）可能就不够用了。

　　当遇到I/O瓶颈时，CPU会空闲下来等待数据，计算效率会大大降低--I/O瓶颈最终会打败虚拟化所带来的资源使用效率的提升。

　　故虚拟化也必须扩展至I/O系统，在工作负载、存储以及服务器之间动态共享带宽，能够最大化地利用网络接口。通过缓解服务器I/O潜在的性能瓶颈，服务器能够承载更多的

　　工作负载并提升其性能。

　　1）I/O虚拟化

　　　　·通过VMM模拟I/O设备（磁盘和网卡等）实现虚拟化。

　　　　Guest OS所能看到的就是一组统一的I/O设备。VMM截获Guest OS对I/O设备的访问请求，然后通过软件模拟真实的硬件。这种方式对Guest而言非常透明，

　　　　无需考虑底层硬件的情况。

　　　　·I/O半虚拟化技术

　　　　通过前端（Front-End）/后端（Back-End）模拟实现虚拟化。

　　　　Guest OS 中的驱动程序为前端，VMM提供的与Guest 通信的驱动程序为后端。前端驱动将Guest OS的请求通过与VMM间的特殊通信机制发送给VMM的后端驱动，

　　　　后端驱动在处理完请求后再发送给物理驱动。

　　　　·I/O硬件辅助虚拟化技术

　　　　主要有三种网卡：普通网卡、VMDq直通 和SR-IOV，相关技术说明如下：

　　　　普通网卡：Domin0 网桥队列。

　　　　VMDq: VMM 在服务器的物理网卡中为每个虚拟机分配一个独立的队列，虚拟机出来的流量可直接经过软件交换机发送到指定队列上，软件交换机无需进行排序和路由操作。VMM和虚拟交换机仍然需要将网络流量在 VMDq 和虚拟机之间进行复制。

　　　　SR-IOV：通过创建不同虚拟功能（VF）的方式，给虚拟机的就是独立网卡，实现虚拟机直接跟硬件网卡通信，不再经过软件交换机，减少了Hypervisor层的地址转换。