观点：怎样来支持你的虚拟I/O

就像每一个IT经验丰富的从事者所知道的那样，系统架构设计的基本原理中的一点就是系统的瓶颈总是在不断转移之中——大概是这样的一个过程：首先构建一个系统、随之约束以及性能限制被察觉到，然后做一个尝试来产生出一个平衡的系统来应对当前的应用。一个好的架构应该有能力适应一些新产生出的技术，但是当一个主要的基本特性改变的过多时，系统的平衡就会被打破并且必须进行重新构建架构并且重新建立系统平衡。

　　随着虚拟化的不断采用，处理器和I/O资源之间的平衡当前已经被打破。在过去的几年中，伴随着以过度简单为风险以及摩尔定律所导致的结果，处理器的性能已经比其它系统组建变得更快，使得CPU的资源大量闲置。而服务器虚拟化正是这样的一种办法来平衡这种资源问题，从而提高处理器的效率，尽管这样做会以增加I/O资源冲突为代价。因此，系统地设计者不断被迫使得服务器不断权衡I/O的吞吐率——比如，大规模、比较昂贵的架式配置在低成本的服务器中选取，这些服务器有相同的CPU以及内存特性——这主要是基于一个事实：它们可以容纳更多的以太网网卡以及光纤通道(FC)主总线适配器(HBAs)。

　　当然，这一形势已经被认知并且已经被虚拟化所涉及，这一点你可以猜得到。我们已经对服务器和进行了虚拟化，因此I/O虚拟化技术开始不断出现就不会让大家感到惊讶。在刀片服务器的领域，HP以及IBM在它们刀片服务器的产品系列中都引入了加入虚拟I/O的功能。但是，很明显的一个现象是更广泛的一个趋势正在悄然发生。芯片厂商，比如Intel和AMD，都加强了IOMMU(IO存储管理单元)能力来更好的支持虚拟I/O。并且在接口层次上，PCI-SIG正在积极地针对I/O虚拟标准工作，从而在一个给定的机器上让多个操作系统共享本地的PCI Express接口的设备。

　　也许更多地当前比较切实的关于I/O虚拟化潜在影响的例子可以通过今年一些公司的产品中看出，比如位于加利福尼亚州Sunnyvale的Xsigo系统公司。它们的观念就是平衡一个高带宽的接口(比如Infiniban或者10GbE)作为一个多功能的通道针对一个外部的I/O控制器。多个虚拟的Gb以太网卡(vNICs)以及SAN卡(vHBAs)都可以动态地添加到所支持的服务器上，需要很少或者根本不需要让服务器上的系统因此而停止工作，并且这些虚拟的器件可以通过一对线缆(为了冗余)来提供服务，该线缆正是在I/O控制器上，而该I/O控制器也正是物理网卡(NICs)以及物理HBAs所在的位置。

　　就像新技术的引入会带来对原有系统的破坏，它们同样会创造机会。I/O虚拟化，与服务器虚拟化以及存储虚拟化的特点(比如动态提供)相结合，就会潜在地带来根本改变架构设计的可能性。