走近Caneland服务器平台

为了给服务器整合及虚拟化提供高性能I/O，I/OAT2也做出了重大改进，目的就在于破除VMM软件层软交换机在数据交换时带来的瓶颈，减少网络拥塞和延时。这就是英特尔在新一代网卡中推出的另一项技术VMDq(虚拟机设备排列)。从网络上传送过来的数据包是杂乱无章的，没有VMDq之前，这些包是直接通过网卡到达软交换机，经分别整理处理后送到虚拟机。这就给给软交换机造成了非常大的负载压力。采用了VMDq后，数据包在送达软交换机之前，已经被依照虚拟机的需求分别排列成不同的组，只需要软交换机简单处理后就直接传送，极大提高了数据传输的效率。

虚拟化支持提速

英特尔是虚拟化坚定的推动者。通过这项技术，用户的IT环境可以被改造成更强大、更具弹性的架构。

数年前，x86平台还没有硬件支持虚拟化，甚至连指令集都不是为虚拟化而设计，这时主要靠纯软件来实现虚拟化。这就遇到了一些难题，比如CPU的优先级问题、设备管理问题等等。软件厂商当时只能通过代码转换等技术手段去绕开这些麻烦，无形中降低了虚拟化的运行性能。直到英特尔推出虚拟化技术，将虚拟环境中的复杂软件操作融入到硬件层面。

英特尔产品工程师南波向记者展示了英特尔虚拟化技术的发展路线图。从软件层面进行虚拟化部署之后，英特尔首先在处理器层面支持虚拟化(至强VT-x和安腾VT-i)，并逐渐扩展到其他设备，虚拟化也就从纯软件逐渐深入到处理器级，再到平台级乃至I/O级。对于关注I/O性能的企业级应用而言，完成了处理器虚拟化和I/O虚拟化，整个平台的虚拟化过程就基本完成了。

这里最值得注意的是将在Caneland平台I/O级上运用到的核心技术VT-d。这是一种基于北桥芯片的硬件辅助虚拟化技术，通过在北桥中内置提供DMA虚拟化和IRQ虚拟化硬件，实现了新型的I/O虚拟化方式。

=I/O虚拟化的关键在于解决I/O设备与虚拟机数据交换的问题，而这部分主要相关的是DMA及IRQ中断请求。成功的I/O虚拟化需要解决好这两方面的隔离、保护及性能问题。I/O虚拟化需要正确分离这些I/O设备产生的中断请求，并送到不同的虚拟机上。传统设备的通过DMA写请求直接发送出去的MSI(消息中断)，需要在请求内嵌入目标内存地址，完全访问所有的内存地址并不能实现中断隔离。VT-d通过重新定义MSI格式解决了这个问题。新的MSI形式不变，但用消息ID取代了目标内存地址，通过维护表结构，硬件可以通过不同的消息ID辨认不同的虚拟机区域。

VT-d最终体现到虚拟化模型上，就是新增了虚拟机直接分配物理I/O设备给虚拟机以及I/O设备共享两种设备虚拟化方式，以此来代替传统的设备模拟/额外设备接口方式，从而提升了虚拟化的I/O性能。