46、云资源虚拟化技术解析

云资源虚拟化技术解析

1. PCI 直通技术

在云资源虚拟化中，PCI 直通技术是一项重要的特性。2008 年，运行在 VT - d 架构上的 Xen 引入了 PCI 直通功能。PCI 直通允许将 PCI 设备（如磁盘控制器、网络接口卡（NIC）、图形卡或通用串行总线（USB））分配给虚拟机（VM）。这样做避免了数据复制的开销，并且可以设置驱动域来提高安全性和系统可靠性。例如，客户操作系统可以利用此功能访问图形卡的 3D 加速能力。不过，要实现直通，必须知道设备的 BDF（Bus.Device.Function）。

2. Xen 下 I/O 绑定应用的 VM 性能分析

通过对运行在 Xen 下的两个 Web 服务器进行测试，使用工作负载生成器发送大小从 1KB 到 100KB 的固定大小文件请求。测试结果如下表所示：
| 文件大小 | CPU 利用率 | 吞吐量（请求/秒） | 数据速率（KBps） | 响应时间（msec） |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 1KB | 97.5% | 1900 | 2018 | 1.52 |
| 10KB | 70.44% | 1104 | 11048 | 2.36 |
| 100KB | 44.4% | 1112 | 11208 | 2.08 |

从这些结果可以看出，对于 10KB 或更大的文件，系统是 I/O 绑定的。当系统变为 I/O 绑定时，以请求/秒衡量的吞吐量下降不到 50%，但数据速率在相同范围内增加了五倍。当文件大小增加两个数量级时，响应时间仅增加约 10%。

3. Xen 与 Dena