英特尔VT-c技术综述

数据中心内越来越多地采用虚拟化技术实现了对服务器资源的更有效利用，这些服务器资源由于一个物理服务器上运行一个应用而导致计算能力利用率较低。过去十年中，服务器性能扩展了近十倍，利用虚拟化资源管理将多个应用整合到一台服务器中成为数据中心部署的一个更具成本效益的选择。

当前支持虚拟化的数据中心解决方案也可以灵活地分配资源以应对特定工作负载中的意外变化。很多IT机构通过使用这些工具降低了服务器硬件相关的资本和运营成本，同时提高了数据中心敏捷性。支持虚拟化功能的服务器的快速采用还导致了I/O开销的明显增长，这影响到了整体服务器性能。因此，一个在I/O和网络设备层面上通过硬件辅助功能解决虚拟化升级的均衡平台方法就显得尤为重要。

英特尔虚拟化技术

英特尔通过创建英特尔 Virtualization Technology（英特尔 VT for Connectivity）——一系列对英特尔处理器、芯片组以及支持核心平台架构的硬件辅助虚拟化功能的I/O设备的升级——解决了不断增长的虚拟化需求。英特尔 VT向虚拟化软件提供的硬件辅助功能帮助hypervisor提供商交付最简单且最强大的代码，减少软件开销和对解决方案性能的潜在影响，而且在最新的Nehalem架构的至强5600和7500上都采用了这些增强的虚拟化性能。

英特尔 VT包括：

•英特尔 Virtualization Technology for IA-32、英特尔 64 Architecture以及安腾处理器（英特尔 VT-X和英特尔 VT-i）

•英特尔 Virtualization Technology for Directed I/O

•英特尔 Virtualization Technology for Connectivity

英特尔 Virtualization Technology for Connectivity简介

英特尔 Virtualization Technology for Connectivity是英特尔最新的虚拟化技术。这个I/O虚拟化技术的结合体通过加强虚拟服务器中主机CPU与I/O设备的通信来提升整体系统性能，降低了CPU利用率和系统延迟，同时提高了网络和I/O吞吐量。英特尔 VT for Connectivity包括：

•虚拟设备队列（Vritual Machine Device Queues，VMDq）
•在英特尔设备中的Single Root I/O Virtualization（SR-IOV）实施

Virtual Machine Device Queues (VMDq)

在当今传统的虚拟化实施中，hypervisor对I/O设备进行抽象化处理，并与多个虚拟机共享这个硬件资源。为了路由来自这个共享I/O设备的数据包，hypervisor会根据目标虚拟机对输入的数据包进行分类，然后对应地交付数据包。这种在hypervisor中进行的分类和分组操作会消耗CPU周期，因此影响了整体虚拟服务器的性能。

VMDq技术提高网络性能并降低虚拟化环境中的CPU利用率。它通过在网卡中进行数据分类来降低虚拟化服务器中hypervisor的I/O开销。VMDq技术利用了网络设备中的多项队列技术。有了VMDq，数据包进入网络适配器的时候被分类，目的地相同的数据包被分到一起，然后这些数据包被发送到hypervisor中，hypervisor再将其直接指向各自的目的地。解除hypervisor的包过滤处理提升了整体CPU利用率和吞吐量水平。

Single Root I/O Virtualization（SR-IOV）实施

Single Root I/O Virtualization（SR-IOV）是一个Peripheral Component Interconnect Special Interest Group（PCI-SIG）规范。在PCI-SIG工作组中，英特尔积极地与其他行业领导者共同合作，为增强I/O设备的虚拟化功能制定新标准。SR-IOV提供了一个设备宣传其在多个虚拟机之间同时共享的能力的标准机制。SR-IOV可以将一项PCIe功能分配到多个虚拟界面中，以达到在虚拟环境中共享PCIe设备资源的目的。英特尔计划在自己的网络设备中支持SR-IOV规范。

每个虚拟功能可以支持针对PCIe层中I/O相关功能的一个特有且单独的数据路径。在网络设备中使用SR-IOV可使一个端口（功能）的带宽分成更小的块，然后通过一个标准接口分配到特定虚拟机或者客户端中。为了进一步加强PCIe层中不同设备的可操作性，还创建了一个配置和管理的通用方法体系。这种资源的共享提高了在一个支持SR-IOV的PCIe设备上任何特定资源的总利用率，从而降低了虚拟系统的成本。

未来的数据中心

•提高平台的数据加速
•I/O芯片中的硬件辅助功能用以加强数据处理
•继续在提供硬件辅助和卸载技术方面的投资以提高I/O性能