I/O虚拟化的优势与需求分析

服务器 虚拟化通常关注于对CPU或内存资源进行抽象及分配，但服务器I/O仍旧面临瓶颈，这可能会限制服务器的存储及网络流量--最终限制服务器整合的最高水平。CPU以及hypervisor的最新技术使对服务器的I/O子系统进行更近一步的抽象成为了可能，和以往相比，服务器能够更好地共享I/O资源，处理更多的工作负载产生的I/O流量。但最新的硬件辅助I/O虚拟化技术并非信手拈来。

什么是I/O虚拟化？其如何使虚拟服务器或者工作负载受益？

虚拟化是一个 软件层，将计算负载从底层的计算硬件中抽象出来。hypervisor将服务器的物理资源转换为虚拟资源，通过部署或调整虚拟资源以满足所有工作负载对计算资源的需求，实现虚拟服务器支持的工作负载的最大化。该工作机制非常适用于CPU和内存资源。

然而，服务器I/O在带宽方面一直面临着问题。例如，服务器的单个千兆以太网端口肯定能够支持单个应用，但是当被分割为10个、15个或者更多的服务器负载时（这其中包括网络、存储以及服务器之间的流量）可能就不够用了。当遇到I/O瓶颈时，CPU会空闲下来等待数据，计算效率会大大降低--I/O瓶颈最终会打败虚拟化所带来的资源使用效率的提升。

将虚拟化扩展至I/O子系统，在工作负载、存储以及服务器之间动态共享带宽，能够最大化地利用网络接口。通过缓解服务器I/O潜在的性能瓶颈，服务器能够承载更多的工作负载并提升其性能。

尽管I/O虚拟化一个潜在的重要优势就是提高整合率或者提升性能，但IT专业人员应该考虑管理简化所带来的其他优势。例如，I/O虚拟化使I/O管理变得更简单。正如虚拟化使得CPU以及内存配置变得更简单，I/O虚拟化简化了网卡以及HBA卡的配置、提升了服务器硬件的使用效率。管理变化出现在hypervisor而不是单个硬件设备上，管理I/O活动所需要的时间更少了。提升I/O硬件利用率同样能够降低I/O硬件成本，因为需要的网卡或者HBA卡变少了。对多种类型的I/O流量使用情况（例如应用、存储）进行改进，使得更多的流量能够在更少的网线上传输，降低了网络的复杂性。