Виртуализация ввода-вывода
В виртуализации виртуализация ввода-вывода ( виртуализация ввода-вывода ) — это методология, позволяющая упростить управление, снизить затраты и повысить производительность серверов в корпоративных средах. Среды виртуализации ввода-вывода создаются путем абстрагирования протоколов верхнего уровня от физических соединений . [1]
Эта технология позволяет одной физической карте адаптера выглядеть как несколько карт виртуального сетевого интерфейса (vNIC) и адаптеров виртуальной хост-шины (vHBA). [2] Виртуальные сетевые адаптеры и адаптеры HBA функционируют как обычные сетевые адаптеры и адаптеры HBA и разработаны с учетом совместимости с существующими операционными системами , гипервизорами и приложениями. Для сетевых ресурсов ( LAN и SAN ) они отображаются как обычные карты.
В физическом представлении виртуальный ввод-вывод заменяет несколько кабелей ввода-вывода сервера одним кабелем, который обеспечивает общий транспорт для всех сетевых подключений и подключений к системе хранения данных. Этот кабель (или обычно два кабеля для резервирования) подключается к внешнему устройству, которое затем обеспечивает подключение к сетям центра обработки данных . [2]
Фон
[ редактировать ]Серверный ввод-вывод — важнейший компонент успешного и эффективного развертывания серверов, особенно виртуализированных серверов. Для размещения нескольких приложений виртуализированным серверам требуется большая пропускная способность сети и подключения к большему количеству сетей и хранилищ. Согласно опросу, 75% виртуализированных серверов требуют 7 или более подключений ввода-вывода на одно устройство и, вероятно, потребуют более частой реконфигурации ввода-вывода. [3]
В виртуализированных центрах обработки данных проблемы с производительностью ввода-вывода вызваны работой множества виртуальных машин (ВМ) на одном сервере. В ранних реализациях виртуализации серверов количество виртуальных машин на сервере обычно ограничивалось шестью или менее. Но было обнаружено, что он может безопасно запускать семь или более приложений на сервере, часто используя 80 процентов общей мощности сервера, что лучше, чем в среднем на 5–15 процентов, используемых на невиртуализированных серверах.
Однако повышенная загрузка, вызванная виртуализацией, привела к значительной нагрузке на возможности ввода-вывода сервера. Сетевой трафик, трафик хранилища и межсерверная связь в совокупности создают повышенную нагрузку, которая может перегрузить каналы сервера, что приводит к задержкам и простою ЦП в ожидании данных. [4]
Виртуальный ввод-вывод устраняет узкие места производительности, объединяя ввод-вывод в одно соединение, пропускная способность которого в идеале превышает пропускную способность самого сервера, тем самым гарантируя, что канал ввода-вывода сам по себе не является узким местом. Эта полоса пропускания затем динамически распределяется в режиме реального времени между несколькими виртуальными подключениями как к ресурсам хранения, так и к сетевым ресурсам. В приложениях с интенсивным вводом-выводом этот подход может помочь повысить как производительность виртуальных машин, так и потенциальное количество виртуальных машин на сервере. [2]
Системы виртуального ввода-вывода, включающие 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, качество обслуживания повышает применимость виртуализации серверов как для рабочих серверов, так и для приложений конечных пользователей. [4]
Преимущества
[ редактировать ]- Гибкость управления : абстрагируя протоколы верхнего уровня от физических соединений, виртуализация ввода-вывода обеспечивает большую гибкость, лучшее использование и более быстрое предоставление ресурсов по сравнению с традиционными архитектурами сетевых карт и HBA. [1] Технологии виртуального ввода-вывода можно динамически расширять и сжимать (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 аппаратном обеспечении, периоды времени для выполнения общих задач центра обработки данных, таких как добавление серверов, хранилищ или сетевых подключений, могут быть сокращены с дней до минут. [6]
- Снижение затрат. Виртуальный ввод-вывод снижает затраты и упрощает 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 к хранилищам и сетевому трафику. Это может сократить количество кабелей между сервером центра обработки данных и сервером-хранилищем в пределах одной серверной стойки более чем на 70 процентов, что соответствует снижению стоимости, сложности и требований к питанию. 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 имели бы ограничения по вводу-выводу.
Шасси блейд-сервера повышают плотность за счет размещения множества 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 обеспечивает программное управление конфигурацией, что упрощает управление устройствами ввода-вывода. Такое сочетание позволяет разместить больше портов ввода-вывода в заданном пространстве и облегчает практическое управление полученной средой. [9]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Скотт Лоу (21 апреля 2008 г.). «Стратегии виртуализации > Преимущества виртуализации ввода-вывода» . Техническая цель . Проверено 4 ноября 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Скотт Хэнсон. «Стратегии оптимизации подключения виртуальных машин» (PDF) . Делл . Проверено 4 ноября 2009 г.
- ^ Кейт Уорд (31 марта 2008 г.). «Новые возможности виртуализации, обзор виртуализации» . virtualizationreview.com . Проверено 4 ноября 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б Чарльз Бэбкок (16 мая 2008 г.). «Перспективы и проблемы виртуализации» . Информационная неделя . Проверено 4 ноября 2009 г.
- ^ Трэвис, Пол (8 июня 2009 г.). «Дорожная карта технологий: следите за виртуальным вводом-выводом» . Сетевые вычисления . Проверено 4 ноября 2009 г.
- ^ Маршал, Дэвид (20 июля 2009 г.). «PrimaCloud предлагает новый сервис облачных вычислений, основанный на виртуальном вводе-выводе Xsigo» . Инфомир . Проверено 4 ноября 2009 г.
- ^ 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 оригинала 22 января 2013 года . Проверено 4 ноября 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б Липпис, Ник (май 2009 г.). «Наконец-то появились унифицированные варианты фабрик, отчет Липписа: 126» . Отчет Липписа . Проверено 4 ноября 2009 г.
- ^ Черников, Дэвид. «Виртуализация ввода-вывода для блейд-серверов» . Windows ИТ-специалист . Проверено 4 ноября 2009 г.