I / O-virtualisatie - I/O virtualization
Input / output (I / O) virtualisatie is een methodologie om het beheer te vereenvoudigen, de kosten te verlagen en de prestaties van servers in bedrijfsomgevingen te verbeteren. I / O-virtualisatieomgevingen worden gecreëerd door de protocollen van de bovenste laag te abstraheren van de fysieke verbindingen .
De technologie maakt het mogelijk fysieke adapter kaart te verschijnen als meerdere virtuele netwerkkaarten (vNICs) en virtual host bus adapters (vHBAs). Virtuele NIC's en HBA's functioneren als conventionele NIC's en HBA's en zijn ontworpen om compatibel te zijn met bestaande besturingssystemen , hypervisors en applicaties. Voor netwerkbronnen ( LAN's en SAN's ) verschijnen ze als normale kaarten.
In de fysieke weergave vervangt virtuele I / O de meerdere I / O-kabels van een server door één enkele kabel die zorgt voor een gedeeld transport voor alle netwerk- en opslagverbindingen. Die kabel (of gewoonlijk twee kabels voor redundantie) wordt aangesloten op een extern apparaat, dat vervolgens verbindingen biedt met de datacenternetwerken .
Achtergrond
Server-I / O is een essentieel onderdeel voor succesvolle en effectieve serverimplementaties, vooral met gevirtualiseerde servers. Als u meerdere applicaties tegemoet te komen, gevirtualiseerde servers eisen meer het netwerk bandbreedte en verbindingen met meer netwerken en opslag. Volgens een onderzoek heeft 75% van de gevirtualiseerde servers 7 of meer I / O-verbindingen per apparaat nodig en zullen waarschijnlijk vaker I / O-herconfiguraties nodig zijn.
In gevirtualiseerde datacenters worden I / O-prestatieproblemen veroorzaakt door het draaien van meerdere virtuele machines (VM's) op één server. In vroege implementaties van servervirtualisatie was het aantal virtuele machines per server doorgaans beperkt tot zes of minder. Maar er werd vastgesteld dat het veilig zeven of meer applicaties per server kon draaien, vaak met 80 procent van de totale servercapaciteit, een verbetering ten opzichte van de gemiddelde 5 tot 15 procent die wordt gebruikt met niet-gevirtualiseerde servers.
Het toegenomen gebruik door virtualisatie zorgde echter voor een aanzienlijke druk op de I / O-capaciteit van de server. Netwerkverkeer, opslagverkeer en communicatie tussen servers zorgen samen voor een verhoogde belasting die de kanalen van de server kan overweldigen, wat leidt tot achterstanden en inactieve CPU's terwijl ze op gegevens wachten.
Virtuele I / O lost prestatieknelpunten op door I / O te consolideren naar een enkele verbinding waarvan de bandbreedte idealiter groter is dan de I / O-capaciteit van de server zelf, waardoor wordt gegarandeerd dat de I / O-link zelf geen bottleneck is. Die bandbreedte wordt vervolgens dynamisch in realtime toegewezen over meerdere virtuele verbindingen met zowel opslag- als netwerkbronnen. In I / O-intensieve applicaties kan deze aanpak zowel de VM-prestaties als het potentiële aantal VM's per server helpen verbeteren.
Virtuele I / O-systemen die Quality of Service (QoS) -controles omvatten , kunnen ook I / O-bandbreedte naar specifieke virtuele machines regelen, waardoor voorspelbare prestaties voor kritieke applicaties worden gegarandeerd. QoS vergroot dus de toepasbaarheid van servervirtualisatie voor zowel productieserver- als eindgebruikerstoepassingen.
Voordelen
- Beheerflexibiliteit : door protocollen van de bovenste laag te abstraheren van fysieke verbindingen, biedt I / O-virtualisatie meer flexibiliteit, meer gebruik en snellere provisioning in vergelijking met traditionele NIC- en HBA-kaartarchitecturen. Virtuele I / O-technologieën kunnen dynamisch worden uitgebreid en gecontracteerd (in tegenstelling tot traditionele fysieke I / O-kanalen die vast en statisch zijn), en vervangen gewoonlijk meerdere netwerk- en opslagverbindingen naar elke server door een enkele kabel die meerdere soorten verkeer draagt. Omdat configuratiewijzigingen worden geïmplementeerd in software in plaats van hardware, kunnen de tijdsperioden voor het uitvoeren van algemene datacentertaken - zoals het toevoegen van servers, opslag of netwerkconnectiviteit - worden teruggebracht van dagen tot minuten.
- Lagere kosten: Virtuele I / O verlaagt de kosten en maakt vereenvoudigd serverbeheer mogelijk door minder kaarten, kabels en switchpoorten te gebruiken, terwijl toch volledige netwerk-I / O-prestaties worden bereikt. Het vereenvoudigt ook het ontwerp van het datacenternetwerk door LAN- en SAN-netwerkswitches te consolideren en beter te gebruiken.
- Minder bekabeling: in een gevirtualiseerde I / O-omgeving is slechts één kabel nodig om servers te verbinden met zowel opslag- als netwerkverkeer. Dit kan de datacenter-server-naar-netwerk- en server-naar-opslagbekabeling binnen een enkel serverrack met meer dan 70 procent verminderen, wat neerkomt op lagere kosten, complexiteit en stroomvereisten. Omdat de hogesnelheidsverbinding dynamisch wordt gedeeld door verschillende vereisten, resulteert dit vaak ook in betere prestaties.
- Verhoogde dichtheid: I / O-virtualisatie verhoogt de praktische dichtheid van I / O door meer verbindingen binnen een bepaalde ruimte mogelijk te maken. Dit maakt op zijn beurt een groter gebruik mogelijk van dichte 1U hoge servers en bladeservers die anders I / O-beperkingen zouden hebben.
Het chassis van de bladeserver verbetert de dichtheid door veel servers (en dus veel I / O-verbindingen) in een kleine fysieke ruimte te verpakken. Virtuele I / O consolideert alle opslag- en netwerkverbindingen tot een enkele fysieke verbinding, waardoor fysieke beperkingen op het aantal poorten worden geëlimineerd. Virtuele I / O maakt ook softwaregebaseerd configuratiebeheer mogelijk, wat de bediening van de I / O-apparaten vereenvoudigt. Door de combinatie kunnen meer I / O-poorten in een bepaalde ruimte worden geïmplementeerd en wordt het praktische beheer van de resulterende omgeving vergemakkelijkt.
