網(wǎng)絡(luò)，無論是存儲還是IP，是邁向完整的虛擬數(shù)據(jù)中心階梯的下一步驟。當(dāng)虛擬服務(wù)器和桌面產(chǎn)生的新的I/O需求轉(zhuǎn)向存儲系統(tǒng)時，虛擬I/O逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足這些新的需求的關(guān)鍵，以交付更具成本效率的基礎(chǔ)設(shè)施。虛擬I/O既可以部署在連接存儲系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)之上，或者它也可以部署在基礎(chǔ)設(shè)施中。它所部署的位置會略微影響到虛擬I/O的定義。讓我們來看一下這兩種方式，并探尋一下它們之間的區(qū)別以及它們是如何共同工作的。

服務(wù)器或主機(jī)與它們在四五年前的早期形式相比幾乎沒有什么相似之處。在過去，一個服務(wù)器僅支持一個應(yīng)用，所有的I/O能力都為這一個應(yīng)用所保留。而在今天的虛擬數(shù)據(jù)中心，主機(jī)系統(tǒng)中用于存儲的主機(jī)總線適配器(HBA)和網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)為多個虛擬主機(jī)(VM)所共享。在傳統(tǒng)的服務(wù)器架構(gòu)中，NIC和HBA是分開的，而因為有了iSCSI，網(wǎng)絡(luò)附加存儲(NAS)和以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)，它們可以運行在主機(jī)中的同一物理適配器上。

歡迎來到I/O融合時代

由于虛擬化和聚合，每一個虛擬機(jī)都必須競爭I/O資源，使得適配器必須處理多種類型的網(wǎng)絡(luò)和存儲I/O流量。容量的提升如10 Gpbs以太網(wǎng)，10 Gbps FCoE，和8 Gbps 或16 Gbps光纖通道(FC)提供了足夠的帶寬來滿足主機(jī)上所有這些虛擬機(jī)的需求。挑戰(zhàn)在于如何確保正確的虛擬機(jī)在正確的時間得到正確的可用帶寬容量。

實現(xiàn)虛擬I/O的三條路徑

所有的I/O虛擬化方法都具有相同的目標(biāo)：減少由于虛擬服務(wù)器競爭通向存儲系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)資源所引起的瓶頸。雖然它們的目標(biāo)是一致的，對于存儲I/O的虛擬化通常有三種方法：

1. 使用網(wǎng)絡(luò)適配器

2. 使用存儲網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)

3. 使用I/O網(wǎng)關(guān)設(shè)備

當(dāng)服務(wù)器虛擬化到達(dá)它的第三階段，即對于關(guān)鍵任務(wù)型應(yīng)用的需求時，正確的VM/正確的容量/正確的時間的過程變得日益重要。虛擬化的第一階段通常包括測試和開發(fā)服務(wù)器。第二階段則是低優(yōu)先級，負(fù)載較輕的服務(wù)器。對于這些階段，使用簡單的中斷驅(qū)動，或通過虛擬機(jī)I/O的平均分布都是可以接受的。

當(dāng)關(guān)鍵任務(wù)型和高性能要求的應(yīng)用被虛擬化時，所有的虛擬機(jī)并不能同等看待，I/O也不能簡單的在虛擬機(jī)間共享。特定的虛擬機(jī)必須確保得到更高級別的服務(wù)，中斷影響到CPU的利用率?？深A(yù)知的性能成為生產(chǎn)應(yīng)用遷移到虛擬環(huán)境的關(guān)鍵因素。

對于關(guān)鍵任務(wù)工作負(fù)載，解決可預(yù)知的I/O需求的一種方法是為每一個虛擬機(jī)安裝NIC或HBA，并為每一個關(guān)鍵任務(wù)VM做硬設(shè)置。當(dāng)然，這可以工作，但既不經(jīng)濟(jì)，空間上也不實用，最終將限制在每一主機(jī)上運行的虛擬機(jī)數(shù)量。

另一種方法是過量供應(yīng)可用的存儲和網(wǎng)絡(luò)帶寬，使得主機(jī)擁有足夠的I/O來處理其上不同虛擬機(jī)的性能需求。不過這種方法并不經(jīng)濟(jì)有效，因為大多的虛擬機(jī)并非在所有時間都需要全量的I/O。此外，虛擬機(jī)監(jiān)控器用來共享可用帶寬的中斷驅(qū)動的循環(huán)隊列機(jī)制也會帶來效率的損失。