intel-vt 技術
ia-32 上的虛擬化技術,最早可以追溯到虛擬記憶體管理。虛擬記憶體管理機制為程式提供了遠大於真實記憶體的虛擬記憶體。後來,為了能夠在保護模式下更好的支援早期的在實 模式下的程式的執行,英特爾又加入了虛擬 8086 模式。雖然虛擬 8086 模式並不能完全相容真實的實模式程式,但是也算是英特爾處理器虛擬化的一次嘗試。
intel-vt 技術,是英特爾公司設計出的硬體輔助虛擬化的一套解決方案。 intel-vt 具體包括分別針對處理器的vt-x/vt-i 、晶元組的 vt-d 和網路的 vt-c 技術:
a) 處理器虛擬化 (vtx/vti) :包括英特爾虛擬化靈活遷移技術( intel vt flexmigration )、英特爾 vt
flexpriority 、英特爾 vt 擴充套件頁表( extended page tables ):
1、英特爾 vt flexpriority :當處理器執行任務時,往往會收到需要注意的其它裝置或應用發出的
請求或 「 中斷 」 命令。為了最大程度減少對效能的影響,處理器內的乙個專用暫存器將對任務優先順序進行監
控。如此一來,只有優先順序高於當前執行任務的中斷才會被及時關注。英特爾 flexpriority 可建立 tpr6 的乙個
虛擬副本,該虛擬副本可讀取,在某些情況下,如在無需干預時,還可由客戶作業系統進行更改。上述舉措可以使
頻繁使用 tpr 的 32 位作業系統獲得顯著的效能提公升。(例如,能夠將在 windows server* 2000 上執行的應用的
效能提高 35% )。
2、英特爾虛擬化靈活遷移技術( intel vt flexmigration ):虛擬化的乙個重要優勢是能夠在無需
停機的情況下,將執行中的應用在物理伺服器之間進行遷移。英特爾虛擬化靈活遷移技術 ( intel vt
flexmigration )旨在實現基於英特爾處理器的當前伺服器與未來伺服器之間的無縫遷移,即使新的系統可能包括
增強的指令集也不例外。借助此項技 術,管理程式能夠在遷移池內的所有伺服器中建立一套一致的指令,實現工作
負載的無縫遷移。這便生成了可在多代硬體中無縫執行的更加靈活、統一的伺服器資源池。
3、擴充套件頁表( extended page tables , ept ):為了減少實現記憶體虛擬化(跟影子頁表相比)的
難度和提公升記憶體虛擬化的效能, vt-x 提供了 ept 技術,直接在硬體上支援客戶虛擬位址 -> 客戶實體地址 -> 主
機實體地址的兩次轉換。
b) 晶元組虛擬化 (vtd) :如果沒有 vtd 技術,虛擬機器監控器必須直接參與 i/o 交易,這不僅會減緩資料傳輸
速度,還會由於頻繁的 vmm 活動而增大處理器的負載。 vtd 提供了客戶作業系統直接訪問真實硬體的機制,極大
的減少了伺服器處理器的負載。
c) 網路虛擬化 (vtc) :英特爾 vt-c 可針對虛擬化進一步優化網路。從本質上來說,這套技術組合的功能與郵
局非常相似:將收到的信件、包裹及信封分門別類,然後投遞到各自的目的地。通過在專用網路晶元上執行這些功
能,英特爾 vt-c 大幅提高了交付速度,減少了 vmm 與伺服器處理器的負載。 vtc 包括虛擬機器裝置佇列 (vmdq)
和虛擬機器直接互連 (vmdc) :
1、借助虛擬機器裝置佇列( vmdq )最大限度提高 i/o 吞吐率:在傳統伺服器虛擬化環境中, vmm 必
須對每個單獨的資料報進行分類,並將其傳送到為其分配的虛擬機器。這樣會占用大量的處理器週期。而借助 vmdq
,該分類功能可由英特爾伺服器網絡卡內的專用硬體來執行, vmm 只需負責將預分類的資料報組傳送到適當的客戶操
作系統。這將減緩 i/o 延遲,使處理器獲得更多的可用週期來處理業務應用。英特爾 vt-c 可將 i/o 吞吐量提高
一倍以上,使虛擬化應用達到接近本機的吞吐率。每台伺服器將整合更多應用,而 i/o 瓶頸則會更少;
2、 借助虛擬機器直接互連( vmdc )大幅提公升虛擬化效能:借助 pci-sig 單根 i/o 虛擬化( sr-iov)標準,虛擬機器直接互連 (vmdc )支援虛擬機器直接訪問網路 i/o 硬體,從而顯著提公升虛擬效能。如前所述,英特爾 vt-d 支援客戶作業系統與裝置 i/o 埠之間的直接通訊通道。通過支援每個 i/o 埠的多條直接通訊通道,sr-iov 可對此進行擴充套件。例如,通過單個英特爾萬兆位伺服器網絡卡,可為 10 個客戶作業系統中的每個作業系統分配乙個受保護的、 1gb/ 秒的專用鏈路。這些直接通訊鏈路繞過了 vmm 交換機,可進一步提公升 i/o 效能並減少伺服器處理器的負載;
Intel VT 效能測試
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