I / O-virtualisointi - I/O virtualization
Tulo / lähtö (I / O) -virtualisointi on menetelmä, jolla yksinkertaistetaan hallintaa, alennetaan kustannuksia ja parannetaan palvelinten suorituskykyä yritysympäristöissä. I / O-virtualisointi ympäristöissä syntyvät abstracting ylemmän kerroksen protokollat päässä fyysiset liitännät .
Teknologian avulla yksi fyysinen sovitinkortti näkyy useina virtuaalisina verkkokortti (vNIC) ja virtuaalisina isäntäväyläsovittimina (vHBA). Virtuaaliset verkkokortit ja HBA: t toimivat tavanomaisina verkkokortteina ja HBA: na , ja ne on suunniteltu yhteensopiviksi olemassa olevien käyttöjärjestelmien , hypervisorien ja sovellusten kanssa. Verkkoresursseille ( LAN ja SAN ) ne näkyvät normaalina korttina.
Fyysisessä näkymässä virtuaalinen I / O korvaa palvelimen useat I / O-kaapelit yhdellä kaapelilla, joka tarjoaa jaetun siirron kaikille verkko- ja tallennusyhteyksille. Tuo kaapeli (tai tavallisesti kaksi kaapelia redundanssia varten) yhdistetään ulkoiseen laitteeseen, joka muodostaa sitten yhteyden datakeskusverkkoihin .
Tausta
Palvelimen I / O on kriittinen komponentti onnistuneelle ja tehokkaalle palvelimen käyttöönotolle, erityisesti virtualisoitujen palvelimien kanssa. Useiden sovellusten sijoittamiseksi virtualisoidut palvelimet vaativat enemmän verkon kaistanleveyttä ja yhteyksiä useampaan verkkoon ja tallennustilaan. Tutkimuksen mukaan 75% virtualisoiduista palvelimista vaatii vähintään 7 I / O-yhteyttä laitetta kohden ja todennäköisesti useammin I / O-kokoonpanoja.
Virtualisoiduissa datakeskuksissa I / O-suorituskykyongelmat johtuvat lukemattomien virtuaalikoneiden (VM) ajamisesta yhdellä palvelimella. Varhaisissa palvelinten virtualisointitoteutuksissa virtuaalikoneiden määrä palvelinta kohti rajoitettiin tyypillisesti kuuteen tai vähemmän. Mutta todettiin, että se pystyi suorittamaan turvallisesti seitsemän tai useampaa sovellusta palvelinta kohden, usein käyttämällä 80 prosenttia palvelimen kokonaiskapasiteetista, mikä on parannus keskimääräiseen 5-15 prosenttiin verrattuna virtualisoimattomiin palvelimiin.
Virtualisoinnin tuottama lisääntynyt käyttö kuitenkin rasitti merkittävästi palvelimen I / O-kapasiteettia. Verkkoliikenne, tallennusliikenne ja palvelinten välinen tiedonsiirto yhdessä lisäävät kuormituksia, jotka saattavat hukuttaa palvelimen kanavat, mikä johtaa tukkeihin ja joutokäynnin suorittimiin odottaessaan dataa.
Virtuaalinen I / O korjaa suorituskyvyn pullonkaulat yhdistämällä I / O yhdeksi yhteydeksi, jonka kaistanleveys ylittää ihanteellisesti itse palvelimen I / O-kapasiteetin, varmistaen siten, että itse I / O-linkki ei ole pullonkaula. Tämä kaistanleveys jaetaan sitten dynaamisesti reaaliajassa useiden virtuaalisten yhteyksien välillä sekä tallennus- että verkkoresursseille. I / O-intensiivisissä sovelluksissa tämä lähestymistapa voi auttaa parantamaan sekä virtuaalikoneen suorituskykyä että virtuaalikoneiden potentiaalista määrää palvelinta kohti.
Virtuaaliset I / O-järjestelmät, jotka sisältävät palvelun laadun (QoS) ohjaimet, voivat myös säätää I / O-kaistanleveyttä tietyille virtuaalikoneille, mikä varmistaa ennustettavan suorituskyvyn kriittisille sovelluksille. QoS lisää siten palvelinten virtualisoinnin sovellettavuutta sekä tuotantopalvelin- että loppukäyttäjäsovelluksissa.
Edut
- Hallinnan ketteryys : Abstraktoimalla ylemmän tason protokollat fyysisistä yhteyksistä, I / O-virtualisointi tarjoaa suuremman joustavuuden, paremman hyödyntämisen ja nopeamman valmistelun verrattuna perinteisiin NIC- ja HBA-korttiarkkitehtuureihin. Virtuaalisia I / O-tekniikoita voidaan laajentaa ja supistaa dynaamisesti (verrattuna perinteisiin kiinteisiin ja staattisiin fyysisiin I / O-kanaviin), ja ne yleensä korvaavat useita verkko- ja tallennusyhteyksiä kullekin palvelimelle yhdellä kaapelilla, joka kuljettaa useita liikennetyyppejä. Koska kokoonpanomuutokset toteutetaan ohjelmistoissa eikä laitteistoissa, yleisten palvelinkeskustehtävien - kuten palvelimien lisääminen, tallennus tai verkkoyhteydet - suorittamisen aikajaksoja voidaan lyhentää päivistä minuutteihin.
- Pienemmät kustannukset: Virtuaalinen I / O alentaa kustannuksia ja mahdollistaa yksinkertaistetun palvelimen hallinnan käyttämällä vähemmän kortteja, kaapeleita ja kytkentäportteja samalla, kun saavutetaan silti täydellinen verkon I / O-suorituskyky. Se myös yksinkertaistaa datakeskusten verkon suunnittelua yhdistämällä ja hyödyntämällä paremmin LAN- ja SAN-verkkokytkimiä.
- Vähentynyt kaapelointi: Virtualisoidussa I / O-ympäristössä tarvitaan vain yksi kaapeli palvelimien yhdistämiseksi sekä tallennus- että verkkoliikenteeseen. Tämä voi vähentää datakeskusten palvelinten välistä verkkoa ja palvelinten välistä kaapelointia yhdessä palvelimessa yli 70 prosenttia, mikä vastaa alennettuja kustannuksia, monimutkaisuutta ja virrankulutusta. Koska nopea yhteenliitäntä jaetaan dynaamisesti eri vaatimusten kesken, se johtaa usein myös suorituskyvyn parantamiseen.
- Lisääntynyt tiheys: I / O-virtualisointi lisää I / O: n käytännön tiheyttä antamalla enemmän yhteyksiä tietyssä tilassa. Tämä puolestaan mahdollistaa tiheiden 1U korkean palvelimen ja korttipalvelinten suuremman hyödyntämisen, jotka muuten olisivat I / O-rajoitettuja.
Terän palvelimen runko parantaa tiheyttä pakkaamalla useita palvelimia (ja siten monia I / O-yhteyksiä) pieneen fyysiseen tilaan. Virtuaalinen I / O yhdistää kaikki tallennus- ja verkkoyhteydet yhteen fyysiseen yhteenliitäntään, mikä eliminoi kaikki fyysiset rajoitukset porttimäärissä. Virtuaalinen I / O mahdollistaa myös ohjelmistopohjaisen kokoonpanon hallinnan, mikä yksinkertaistaa I / O-laitteiden hallintaa. Yhdistelmä mahdollistaa useamman I / O-portin käytön tietyssä tilassa ja helpottaa tuloksena olevan ympäristön käytännön hallintaa.