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I/O虛擬化的產(chǎn)生

服務(wù)器單個千兆以太網(wǎng)端口肯定能夠支持單個應(yīng)用,，但是當被分割為10個,、15個或者更多的服務(wù)器負載時（這其中包括網(wǎng)絡(luò)、存儲以及服務(wù)器之間的流量）可能就不夠用了。當遇到I/O瓶頸時,，CPU會空閑下來等待數(shù)據(jù),，計算效率會大大降低--I/O瓶頸最終會打敗虛擬化所帶來的資源使用效率的提升。

故虛擬化也必須擴展至I/O系統(tǒng),，在工作負載,、存儲以及服務(wù)器之間動態(tài)共享帶寬，能夠最大化地利用網(wǎng)絡(luò)接口,。通過緩解服務(wù)器I/O潛在的性能瓶頸,，服務(wù)器能夠承載更多的工作負載并提升其性能。

I/O虛擬化

• I/O全虛擬化技術(shù)

通過VMM模擬I/O設(shè)備（磁盤和網(wǎng)卡等）實現(xiàn)虛擬化,。

Guest OS所能看到就是一組統(tǒng)一的I/O設(shè)備,。VMM截獲Guest OS對I/O設(shè)備的訪問請求，然后通過軟件模擬真實的硬件,。這種方式對Guest而言非常透明,，無需考慮底層硬件的情況。

• I/O半虛擬化技術(shù)

通過前端（Front-End）/后端（Back-End）模擬實現(xiàn)虛擬化,。

Guest OS中的驅(qū)動程序為前端,，VMM提供的與Guest通信的驅(qū)動程序為后端。前端驅(qū)動將Guest OS的請求通過與VMM間的特殊通信機制發(fā)送給VMM的后端驅(qū)動,，后端驅(qū)動在處理完請求后再發(fā)送給物理驅(qū)動,。

• I/O硬件輔助虛擬化技術(shù)

主要有三種網(wǎng)卡：普通網(wǎng)卡、VMDq直通和SR-IOV,，相關(guān)技術(shù)說明如下：

普通網(wǎng)卡：Domin0網(wǎng)橋隊列,。

VMDq：VMM在服務(wù)器的物理網(wǎng)卡中為每個虛機分配一個獨立的隊列，虛機出來的流量可直接經(jīng)過軟件交換機發(fā)送到指定隊列上,，軟件交換機無需進行排序和路由操作,。VMM和虛擬交換機仍然需要將網(wǎng)絡(luò)流量在VMDq和虛機之間進行復(fù)制。

SR-IOV：通過創(chuàng)建不同虛擬功能（VF）的方式,，給虛擬機的就是獨立網(wǎng)卡,，實現(xiàn)虛擬機直接跟硬件網(wǎng)卡通信，不再經(jīng)過軟件交換機,，減少了Hypervisor層的地址轉(zhuǎn)換,。