Виртуализация ввода-вывода в отдельно взятом физическом устройстве

Непосредственное назначение устройства виртуальной машине плохо масштабируется. Этим способом с четырьмя физическими сетями можно поддерживать не более четырех виртуальных машин. Для восьми виртуальных машин нужны восемь сетевых карт, а при запуске 128 виртуальных машин ваш компьютер в сплетении всех эти сетевых кабелей вряд ли отыщется.

Организовать программным способом совместное использование устройств несколькими гипервизорами возможно, но зачастую не оптимально, потому что уровень эмуляции (или домен устройства) вклинивается между оборудованием, драйверами и гостевыми операционными системами. Эмулируемое устройство зачастую не реализует все расширенные функции, поддерживаемые оборудованием. В идеале технология виртуализации должна была бы предложить эквивалент устройства, переходя без каких-либо издержек от отдельно взятого устройства к нескольким гипервизорам. Виртуализация отдельно взятого устройства, вводящая каждую виртуальную машину в заблуждение, что у нее имеется исключительный доступ к его собственному устройству, существенно облегчается, если оборудование проделает эту виртуализацию за вас. На PCIe такое действие называется виртуализацией ввода-вывода в отдельно взятом физическом устройстве.

Виртуализация ввода-вывода в отдельно взятом физическом устройстве (Single root I/O virtualization (SR-IOV)) позволяет обойти привлечение гипервизора к обмену данными между драйвером и устройством. Устройства, поддерживающие SR-IOV, предоставляют независимое пространство памяти, прерывания и DMA-потоки каждой использующей их виртуальной машине (Intel, 2011).

Устройства показываются как несколько отдельных устройств, каждое из которых может быть сконфигурировано отдельной виртуальной машиной. Например, у каждого устройства будут отдельный регистр базового адреса и отдельное адресное пространство. Виртуальная машина отображает одну из этих областей памяти (используемую, к примеру, для конфигурации устройства) на свое адресное пространство.

SR-IOV предоставляет доступ к устройству в двух разновидностях: физических функциях (Physical Functions (PF)) и виртуальных функциях (Virtual Functions (VF)). Фи

зические функции являются полноценными PCIe-функциями и позволяют устройству конфигурироваться любым способом, какой администратор сочтет нужным. Гостевым операционным системам физические функции недоступны. Виртуальные функции представляют собой облегченные PCIe-функции, не предлагающие подобных вариантов конфигурирования. Они идеально подходят для виртуальных машин. В целом технология SR-IOV позволяет устройствам виртуализироваться в сотнях (или около того) виртуальных функций, которые создают у виртуальных машин уверенность в том, что они являются единственными владельцами устройства. Например, если взять сетевой интерфейс с технологией SR-IOV, виртуальная машина может управлять своей виртуальной сетевой картой, как будто она является физической. К тому же у многих современных сетевых карт имеются отдельные (кольцевые) буферы для отправки и получения данных, выделенные этим виртуальным машинам. Например, сетевые карты Intel серии I350 имеют восемь очередей на отправку и восемь очередей на прием.

7.8.

<< | >>
Источник: Э. ТАНЕНБАУМ Х. БОС. СОВРЕМЕННЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМ Ы 4-е ИЗДАНИЕ. 2015

Еще по теме Виртуализация ввода-вывода в отдельно взятом физическом устройстве:

  1. Статья 265-1. Незаконное изготовление ядерного взрывного устройства или устройства, которое рассеивает радиоактивный материал или излучает радиацию
  2. к) Совершение преступления с использованием оружия, боевых припасов, взрывчатых веществ, взрывных или имитирующих га устройств, специально изготовленных технических средств, ядовитых и радиоактивных веществ, лекарственных и иных химико-фармакологических препаратов, а также с применением физического или психического принуждения
  3. Глава 80 - Гражданского кодекса Украины Спасение здоровья и жизни физического лица, имущества физического или юридического лица
  4. Статья 44. Опека над имуществом физического лица, признанного безвестно отсутствующим, а также физического лица, место пребывания которого неизвестно
  5. Раздел V. Федеративное устройство
  6. § 6. Государственное устройство
  7. § 37 История вотчинной записки в России. – Явка актов в приказах. – Справка. – Юридическое и финансовое ее значение. – Аналогия нашей формы с западными. – Изменение старой формы при Петре I. – Новый крепостной порядок и новое значение справки и отказа. – Форма нового отказа и ввода во владение
  8. § 2. Форма государственного (территориально-политического) устройства
  9. 1.3.4. Устройство помещения
  10. § 5. Политико-территориальное устройство. Организация власти на местах
  11. § 6. Устройство детей, оставшихся без попечения родителей