进军虚拟化的利器 详解英特尔VT技术

　眼下，云计算和虚拟化是业界十分热门的话题。但虚拟化并不是个新鲜事物，早在大型机时代，就已经将虚拟化技术应用在服务器和大型主机上面了。这样算起来，虚拟化技术的出现和应用已经有数十年的历史了。随着IT技术的不断进步，PC性能的不断增长，虚拟化技术的应用也逐渐蔓延至x86架构领域，虚拟化深度也从纯软件深入到处理器级虚拟化、平台级虚拟化以及输入/输出级虚拟化。作为半导体行业的龙头，英特尔在以上这几方面都推出了自己的技术，总称为Intel Virtualization Technology，即英特尔虚拟化技术（也就是英特尔VT技术）。

　　VT技术涵盖了英特尔提供的跨整个系统平台（CPU、芯片组、I/O）的所有虚拟化硬件辅助技术。具体来说，包括针对处理器的英特尔VT-x技术、针对芯片组的英特尔VT-d技术以及针对网络的英特尔VT-c技术。

　　VT-x

　　VT-x技术提供所有英特尔至强处理器中的虚拟化硬件辅助功能，能够减少VMM干预，为VMM与客户操作系统之间的传输平台控制提供了有力的硬件支持。VT-x技术包括英特尔虚拟化灵活迁移技术（Intel VT FlexMigration）、英特尔VT FlexPriority、英特尔VT扩展页表（Extended Page Tables）等。

　　- 当处理器执行任务时，往往会收到需要注意的其它设备或应用发出的请求或“中断”命令。为了最大程度减少对性能的影响，处理器内的一个专用寄存器（APIC任务优先级寄存器，或 TPR）将对任务优先级进行监控。如此一来，只有优先级高于当前运行任务的中断才会被及时关注。英特尔VT FlexPriority技术通过创建TPR6的一个可读取并在某些情况下还可由客户操作系统进行更改的虚拟副本，使频繁使用TPR的32位操作系统获得显着的性能提升。

　　- 英特尔虚拟化灵活迁移技术（Intel VT FlexMigration）能够提供跨服务器资源池动态分区迁移的兼容性，应用程序在迁移池内的所有服务器中建立一套一致的指令，实现工作负载的无缝迁移。这便生成了可在多代硬件中无缝运行的更加灵活、统一的服务器资源池。

　　VT-d

　　VT-d技术提供所有英特尔芯片组中的虚拟化硬件辅助功能。每个设备在系统内存中都有一个专用区域，只有该设备及其分配的客户操作系统才能对该区域进行访问。虚拟机监视器（VMM）将特定I/O设备安全分配给特定客户操作系统，数据即可直接在客户操作系统与为其分配的设备之间进行传输。从而减少虚拟机监视器（VMM）参与管理I/O流量的需求，加速数据传输，减少大部分的性能开销。

　　VT-c

　　VT-c技术提供所有英特尔网络和I/O设备中的虚拟化硬件辅助功能，对虚拟化进行进一步的网络优化，起到提高交付速度、减少了VMM与服务器处理器的负载的作用。英特尔VT-c包括以下两项关键技术：

　　--虚拟机设备队列（VMDq）：可以将VMM对每个数据包的分类工作由英特尔服务器网卡内的专用硬件来执行，VMM只需负责将预分类的数据包组发送到适当的客户操作系统。这将减缓I/O延迟，减少I/O瓶颈，使处理器获得更多的可用周期来处理业务应用。

　　--虚拟机直接互连（VMDc）：通过支持每个I/O端口的多条直接通信信道，SR-IOV可对此进行扩展。虚拟机直接互连（VMDc）支持虚拟机直接访问网络I/O硬件，从而显着提升虚拟性能。例如，通过单个英特尔万兆位服务器网卡，可为10个客户操作系统中的每个操作系统分配一个受保护的、1Gb/秒的专用链路。这些直接通信链路绕过了VMM交换机，可进一步提升I/O性能并减少服务器处理器的负载。