Виртуализация ввода / вывода (I / O) - это методология упрощения управления, снижения затрат и повышения производительности серверов в корпоративных средах. Среды виртуализации ввода-вывода создаются путем абстрагирования протоколов верхнего уровня от физических соединений . [1]
Технология позволяет одной карте физического адаптера выступать в качестве нескольких карт виртуальных сетевых интерфейсов (vNIC) и адаптеров виртуальной хост-шины (vHBA). [2] Виртуальные сетевые адаптеры и адаптеры главной шины функционируют как обычные сетевые адаптеры и адаптеры главной шины и разработаны с учетом совместимости с существующими операционными системами , гипервизорами и приложениями. Для сетевых ресурсов ( LAN и SAN ) они отображаются как обычные карты.
С физической точки зрения виртуальный ввод-вывод заменяет несколько кабелей ввода-вывода сервера одним кабелем, который обеспечивает общий транспорт для всех подключений к сети и хранилищу. Этот кабель (или обычно два кабеля для резервирования) подключается к внешнему устройству, которое затем обеспечивает подключение к сетям центра обработки данных . [2]
Задний план
Серверный ввод-вывод - критически важный компонент для успешного и эффективного развертывания серверов, особенно с виртуализированными серверами. Для поддержки нескольких приложений виртуализированные серверы требуют большей пропускной способности сети и подключений к большему количеству сетей и хранилищ. Согласно опросу, 75% виртуализированных серверов требуют 7 или более соединений ввода-вывода на устройство и, вероятно, потребуют более частой реконфигурации ввода-вывода. [3]
В виртуализированных центрах обработки данных проблемы с производительностью ввода-вывода вызваны запуском множества виртуальных машин ( ВМ ) на одном сервере. В ранних реализациях виртуализации серверов количество виртуальных машин на сервер обычно ограничивалось шестью или менее. Но было обнаружено, что он может безопасно запускать семь или более приложений на сервере, часто используя 80 процентов общей емкости сервера, что лучше, чем в среднем от 5 до 15 процентов, используемых с невиртуализированными серверами.
Тем не менее, повышенное использование, вызванное виртуализацией , привело к значительной нагрузке на пропускную способность сервера ввода-вывода. Сетевой трафик, трафик хранилища и межсерверные коммуникации вместе создают повышенную нагрузку, которая может перегрузить каналы сервера, что приводит к задержкам и простоям процессоров, ожидающих данных. [4]
Виртуальный ввод-вывод устраняет узкие места в производительности путем консолидации ввода-вывода в одно соединение, пропускная способность которого в идеале превышает пропускную способность ввода-вывода самого сервера, тем самым гарантируя, что соединение ввода-вывода само по себе не является узким местом. Затем эта полоса пропускания динамически распределяется в реальном времени по множеству виртуальных подключений как к хранилищам, так и к сетевым ресурсам. В приложениях с интенсивным вводом-выводом этот подход может помочь увеличить как производительность виртуальных машин, так и потенциальное количество виртуальных машин на сервер. [2]
Системы виртуального ввода-вывода, которые включают элементы управления качеством обслуживания (QoS), также могут регулировать пропускную способность ввода-вывода для конкретных виртуальных машин, обеспечивая тем самым предсказуемую производительность для критически важных приложений. Таким образом, QoS увеличивает применимость виртуализации серверов как для рабочих серверов, так и для приложений конечных пользователей. [4]
Преимущества
- Гибкость управления : абстрагируя протоколы верхнего уровня от физических подключений, виртуализация ввода-вывода обеспечивает большую гибкость, большее использование и более быстрое выделение ресурсов по сравнению с традиционными архитектурами сетевых адаптеров и адаптеров главной шины. [1] Технологии виртуального ввода-вывода могут динамически расширяться и сокращаться (по сравнению с традиционными физическими каналами ввода-вывода, которые являются фиксированными и статическими) и обычно заменяют несколько сетевых подключений и подключений к каждому серверу одним кабелем, по которому передается несколько типов трафика. [5] Поскольку изменения конфигурации реализуются в программном обеспечении, а не в оборудовании, периоды времени для выполнения общих задач центра обработки данных, таких как добавление серверов, хранилища или подключения к сети, могут быть сокращены с дней до минут. [6]
- Снижение затрат: виртуальный ввод-вывод снижает затраты и позволяет упростить управление сервером за счет использования меньшего количества карт, кабелей и портов коммутатора, сохраняя при этом полную производительность сетевого ввода-вывода. [7] Это также упрощает проектирование сети центра обработки данных за счет консолидации и более эффективного использования сетевых коммутаторов LAN и SAN. [8]
- Уменьшение количества кабелей: в виртуализированной среде ввода-вывода требуется только один кабель для подключения серверов как к хранилищу, так и к сетевому трафику. Это может уменьшить количество кабелей между сервером и сетью центра обработки данных и между сервером и системой хранения в пределах одной серверной стойки более чем на 70 процентов, что означает снижение затрат, сложности и требований к электропитанию. Поскольку высокоскоростное соединение динамически распределяется между различными требованиями, это также часто приводит к повышению производительности. [8]
- Повышенная плотность: виртуализация ввода-вывода увеличивает практическую плотность ввода-вывода, позволяя существовать большему количеству соединений в заданном пространстве. Это, в свою очередь, позволяет более эффективно использовать плотные серверы высотой 1U и блейд-серверы, которые в противном случае были бы ограничены вводом-выводом.
Корпус блейд-сервера увеличивает плотность за счет упаковки многих серверов (и, следовательно, множества соединений ввода-вывода) в небольшом физическом пространстве. Виртуальный ввод-вывод объединяет все хранилища и сетевые подключения в одно физическое соединение, что устраняет любые физические ограничения на количество портов. Виртуальный ввод-вывод также позволяет управлять конфигурацией на основе программного обеспечения, что упрощает управление устройствами ввода-вывода. Комбинация позволяет развернуть больше портов ввода-вывода в заданном пространстве и облегчает практическое управление полученной средой. [9]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b Скотт Лоу (2008-04-21). «Стратегии виртуализации> Использование виртуализации ввода-вывода» . Техническая цель . Проверено 4 ноября 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ а б в Скотт Хэнсон. «Стратегии оптимизации подключения виртуальных машин» (PDF) . Dell . Проверено 4 ноября 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Кейт Уорд (31 марта 2008 г.). «Новые возможности виртуализации, Обзор виртуализации» . virtualizationreview.com . Проверено 4 ноября 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ а б Чарльз Бэбкок (16 мая 2008 г.). «Перспективы и проблемы виртуализации» . Информационная неделя . Проверено 4 ноября 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Трэвис, Пол (8 июня 2009 г.). «Техническая дорожная карта: следите за виртуальным вводом-выводом» . Сетевые вычисления . Проверено 4 ноября 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Маршал, Дэвид (20 июля 2009 г.). «PrimaCloud предлагает новую службу облачных вычислений, основанную на Virtual I / O Xsigo» . InfoWorld . Проверено 4 ноября 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Нойгебауэр, Дамуни; Нойгебауэр, Рольф (1 июня 2009 г.). «Виртуализация ввода-вывода (IOV) и ее использование в сетевой инфраструктуре: Часть 1» . Embedded.com: Embedded.com. Архивировано из оригинального 22 января 2013 года . Проверено 4 ноября 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ а б Липпис, Ник (май 2009 г.). «Варианты унифицированной структуры наконец-то здесь, отчет Липписа: 126» . Отчет Липписа . Проверено 4 ноября 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Черников, Давид. «Виртуализация ввода-вывода для блейд-серверов» . Windows для ИТ-специалистов . Проверено 4 ноября 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )