I/O virtualization

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 20:57, 25 мая 2016.

Ввод/вывод (I/O) для виртуализации представляет собой метод, позволяющий упростить управление, снизить затраты и повысить производительность серверов в корпоративной среде. Ввод/вывод в средах виртуализации создает протоколы абстрагирования верхнего слоя из физических соединений.

Эта технология позволяет одной физической карте адаптера выступать в качестве нескольких виртуальных сетевых интерфейсных плат (vNICs) и виртуальных адаптеров главной шины (vHBAs). Виртуальные сетевые адаптеры и функции HBAs предназначены для совместного использования с существующими элементами при эксплуатации системы, гипервизорами и приложениями. Для сетевых ресурсов, локальных сетей и сетей хранения данных они появляются как стандартные носители информации.

С физической точки зрения, виртуальный ввод/вывод заменяет несколько кабелей ввода/вывода на сервер с помощью одного кабеля, который обеспечивает общее соединение для хранения всех сетевых соединений. Этот кабель (или обычно два кабеля для резервирования) подключается к внешнему устройству, которое затем можно пустить до центра обработки данных сетей.

Причины для виртуализации ввода/вывода

Сервер ввода/вывода является критически важным компонентом для успешного и эффективного создания серверов, особенно виртуальных. Для размещения нескольких приложений, виртуальным серверам требуется больше сетевой пропускной способности и подключения к нескольким сетям для хранения информации. По данным опроса, 75% виртуальных серверов требуют 7 или более соединений ввода/вывода на устройстве, и, вероятно, требуют более частого ввода/вывода при обновлении конфигурации.

В виртуализированных центрах обработки данных , проблемы с производительностью вызваны запуском многочисленных виртуальных машин (VM) на одном сервере. В начале реализации виртуализации серверов, количество виртуальных машин на одном сервере было обычно ограничено до шести или менее. Но было обнаружено, что они могут безопасно работать с семью или более приложениями на одном сервере, часто с использованием 80 процентов от полной мощности сервера, что лучше по сравнению с средними от 5 до 15 процентов, используемой с невиртуализованных серверов.

Тем не менее, увеличение использования созданной виртуализации оказывает значительное давление на способность ввода/вывода сервера. Сетевой трафик, трафик хранения информации и межсерверная связь объединяются, чтобы избежать повышений нагрузки, которые могут переполнить каналы сервера, что приведет к отставанию и простаиванию процессоров, поскольку они ждут данных.

Виртуальный ввод/вывод адресов создает затор в производительности за счет консолидации ввода/вывода для одного соединения, чья пропускная способность в идеале превышает емкость ввода/вывода самого сервера, тем самым гарантируя, что связь ввод/вывод сама по себе не является причиной создания затора. Эта полоса пропускания динамически выделяется в режиме реального времени через несколько виртуальных соединений для хранения сетевых ресурсов.

Виртуальные системы ввода/вывода, так же включают в себя качество обслуживания (QoS), а управление может регулировать пропускную способность подсистемы ввода/вывода для конкретных виртуальных машин, обеспечивая тем самым предсказуемую производительность для критически важных приложений. Таким образом, QoS повышает применимость виртуализации серверов как для производства серверов так и для конечных пользователей приложений.

Преимущества

  • Разнообразие управления: Абстрагируя протоколы верхнего слоя из физических соединений, I/O виртуализация обеспечивает большую гибкость, более полное использование и быстрое выделение ресурсов по сравнению с традиционными архитектурами карт NIC и HBA. Виртуальные технологии ввода/вывода могут быть динамически расширены и по сравнению с традиционными физическими каналами ввода/вывода, которые являются фиксированными и статическими они обычно заменяют несколько способов хранения подключений к каждому серверу с помощью одного кабеля, который несет несколько типов трафика. Из - за изменения конфигурации реализованной в программном обеспечении временные периоды для выполнения центральных задач по работе с данными - такие как: добавление серверов, хранение системных файлов или подключение к сети -.может быть уменьшено с нескольких дней до нескольких минут.
  • Снижение затрат: Виртуализация ввода/вывода снижает затраты и обеспечивает упрощенное управление сервером с использованием меньшего количества носителей информации, кабелей и портов коммутатора, в то же время достижение полного сетевого ввода/вывода. Это также упрощает централизацию обработки данных построения сети за счет консолидации и лучшего использования сетевых коммутаторов LAN и SAN.
  • Уменьшение количества кабелей: В виртуальной среде ввода/вывода, только один кабель необходим для подключения серверов как для хранения так и для считывания сетевого трафика. Это может уменьшить централизованную передачу данных от сервера к сети, и снизить количество кабелей сервер-хранилища в пределах одной серверной стойки более чем на 70 процентов, что эквивалентно снижению стоимости, сложности и требованиям к питанию. Поскольку высокоскоростные межсоединения динамически распределяются между различными каналами данных - это часто приводит к повышению производительности.
  • Повышенная плотность: Виртуализация ввода/вывода повышает практическую плотность ввода/вывода, позволяя большему количеству соединений существовать в пределах данного пространства. Это, в свою очередь, дает возможность использовать плотность высотой 1U серверов и блейды - серверов, которые иначе были бы ограничены по вводу/выводу.

Корпус блейд - сервера достигает повышения плотности путем упаковки множества серверов (и , следовательно , множества соединений ввод/вывод) в небольшом физическом пространстве. Виртуализация ввода/вывода объединяет все системы хранения данных и сетевых подключений в одном физическом межсоединении, что исключает какие - либо физические ограничения при подсчете портов. Виртуализация также позволяет на основе программного обеспечения конфигураций управления упрощать контроль над устройствами ввода/вывода.

Список аппаратных средств с виртуальной I/O поддержкой

  • Avaya
  • Brocade Communications
  • Cisco
  • Egenera
  • HP
  • IBM Power Systems
  • NextIO
  • Micron Technology
  • SPARC T-Series и новые SPARC M-Series с использованием Oracle VM сервер для SPARC
  • Xsigo системы

Список литературы

  1. Scott Lowe (2008-04-21). "Virtualization strategies > Benefiting from I/O virtualization". Tech Target. Retrieved 2009-11-04.
  2. Scott Hanson. "Strategies to Optimize Virtual Machine Connectivity," (PDF). Dell. Retrieved 2009-11-04.
  3. "Статья в Википедии"
  4. Keith Ward (March 31, 2008). "New Things to Virtualize, Virtualization Review,". virtualizationreview.com. Retrieved 2009-11-04.
  5. Charles Babcock (May 16, 2008). "Virtualization's Promise And Problems". Information Week. Retrieved 2009-11-04.
  6. "Tech Road Map: Keep An Eye On Virtual I/O". Network Computing. June 8, 2009. Retrieved 2009-11-04. |first1= missing |last1= in Authors list (help)
  7. "PrimaCloud offers new cloud computing service built on Xsigo's Virtual I/O,". InfoWorld. July 20, 2009. Retrieved 2009-11-04. |first1= missing |last1= in Authors list (help)
  8. "I/O Virtualization (IOV) & its uses in the network infrastructure: Part 1,". Embedded.com: Embedded.com. June 1, 2009. Retrieved 2009-11-04. |first1= missing |last1= in Authors list (help)
  9. "Unified Fabric Options Are Finally Here, Lippis Report: 126". Lippis Report. May 2009. Retrieved 2009-11-04. |first1= missing |last1= in Authors list (help)
  10. "I/O Virtualization for Blade Servers,". Windows IT Pro. Retrieved 2009-11-04. |first1= missing |last1= in Authors list (help)