本發(fā)明涉及虛擬化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于SR_IOV的虛擬化實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

隨著云計(jì)算的廣泛應(yīng)用，虛擬化技術(shù)在I/O性能方面的變革正變得越來(lái)越突出，SR-IOV and Sharing Specification(Single Root I/O Virtualization，單根I/O虛擬化)技術(shù)可以將一個(gè)物理設(shè)備分配給多個(gè)虛擬機(jī)，提高了對(duì)物理資源的利用率，每個(gè)SR-IOV設(shè)備都有一個(gè)物理功能PF，PF可以通過(guò)寄存器創(chuàng)建VF，一旦在PF中啟用了SR-IOV，就可以通過(guò)PF的總線、設(shè)備和功能編號(hào)訪問(wèn)各個(gè)VF的PCI配置空間。每一個(gè)VF都有自己獨(dú)立的配置空間和完整的基址寄存器，Hypervisor通過(guò)將VF實(shí)際使用的配置空間映射到客戶機(jī)可以看到的配置空間。浪潮云海OS·服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)InCloud Sphere是面向IT云化設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的虛擬化平臺(tái)，具備領(lǐng)先的安全性和穩(wěn)定性，是云數(shù)據(jù)中心的虛擬化基石，通過(guò)虛擬化技術(shù)整合計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等物理資源，對(duì)虛擬資源、硬件資源、用戶資源進(jìn)行集中管理，但是目前的InCloud Sphere系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)SR-IOV技術(shù)，InCloud Sphere系統(tǒng)中虛擬機(jī)對(duì)于I/O的使用性能不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于SR_IOV的虛擬化實(shí)現(xiàn)方法，以實(shí)現(xiàn)提高虛擬機(jī)對(duì)于I/O的使用性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于SR_IOV的虛擬化實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)用于虛擬化系統(tǒng)IncloudSphere，包括：

在基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS中開(kāi)啟IOMMU功能或者VT-D功能，并在所述BIOS中開(kāi)啟單根輸入輸出虛擬化SR_IOV功能；

修改內(nèi)核啟動(dòng)項(xiàng)，在內(nèi)核中開(kāi)啟IOMMU功能；

為物理網(wǎng)卡分配虛擬功能VF；

將所述VF分配給虛擬機(jī)使用。

優(yōu)選的，在所述BIOS中開(kāi)啟IOMMU功能或者VT-D功能，包括：

對(duì)于支持SR_IOV的AMD處理器，在基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS中開(kāi)啟IOMMU功能；對(duì)于支持SR_IOV的Intel處理器，在基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS中開(kāi)啟VT-D功能。

優(yōu)選的，所述修改內(nèi)核啟動(dòng)項(xiàng)，在內(nèi)核中開(kāi)啟IOMMU功能，包括：

在/etc/default/grub文件中的以GRUB_CMDLINE_LINUX為開(kāi)始的行中，對(duì)于支持SR_IOV的Intel處理器寫(xiě)入命令intel_iommu＝on，對(duì)于支持SR_IOV的AMD處理器寫(xiě)入命令iommu＝1。

優(yōu)選的，所述為物理網(wǎng)卡分配虛擬功能VF，包括：

配置物理網(wǎng)卡ethi的SR_IOV功能，加載網(wǎng)卡的物理功能PF的驅(qū)動(dòng)，配置/sys/class/net/ethi/device/sriov_numfs文件，寫(xiě)入虛擬功能VF的數(shù)量，寫(xiě)入后，卸載PF的驅(qū)動(dòng)。

優(yōu)選的，當(dāng)VF中mac地址全為0時(shí)，使用ip link set命令指定mac地址。

優(yōu)選的，所述將所述VF分配給虛擬機(jī)使用之后，還包括：

利用virsh create vmuuid.conf命令開(kāi)啟虛擬機(jī)。

優(yōu)選的，所述IncloudSphere用于負(fù)責(zé)底層物理資源的虛擬融合、按需分配和高效管理。

本發(fā)明所提供的一種基于SR_IOV的虛擬化實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)用于虛擬化系統(tǒng)IncloudSphere，在基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS中開(kāi)啟IOMMU功能或者VT-D功能，并在所述BIOS中開(kāi)啟單根輸入輸出虛擬化SR_IOV功能；修改內(nèi)核啟動(dòng)項(xiàng)，在內(nèi)核中開(kāi)啟IOMMU功能；為物理網(wǎng)卡分配虛擬功能VF；將所述VF分配給虛擬機(jī)使用?？梢?jiàn)，該方法在IncloudSphere系統(tǒng)中進(jìn)行了SR_IOV技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)SR_IOV技術(shù)使得虛擬機(jī)可以直接使用物理網(wǎng)卡，并且多個(gè)虛擬機(jī)通過(guò)分配VF來(lái)共享物理資源，如此使得多個(gè)虛擬機(jī)可以共享網(wǎng)卡的物理功能，即使得多個(gè)虛擬機(jī)能夠共享同一個(gè)物理網(wǎng)卡資源，提高了虛擬機(jī)的網(wǎng)卡使用性能，同時(shí)提高虛擬機(jī)對(duì)于I/O的使用性能。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的一種基于SR_IOV的虛擬化實(shí)現(xiàn)方法流程圖；

圖2為支持SR_IOV的Intel處理器在BIOS中開(kāi)啟VT-D的顯示圖；

圖3為支持SR_IOV的Intel處理器在BIOS中開(kāi)啟SR_IOV的顯示圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種基于SR_IOV的虛擬化實(shí)現(xiàn)方法，以實(shí)現(xiàn)提高虛擬機(jī)對(duì)于I/O的使用性能。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的一種基于SR_IOV的虛擬化實(shí)現(xiàn)方法流程圖，該方法應(yīng)用于虛擬化系統(tǒng)IncloudSphere，該方法包括：

S11：在基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS中開(kāi)啟IOMMU功能或者VT-D功能，并在BIOS中開(kāi)啟單根輸入輸出虛擬化SR_IOV功能；

S12：修改內(nèi)核啟動(dòng)項(xiàng)，在內(nèi)核中開(kāi)啟IOMMU功能；

S13：為物理網(wǎng)卡分配虛擬功能VF；

S14：將VF分配給虛擬機(jī)使用。

可見(jiàn)，該方法在IncloudSphere系統(tǒng)中進(jìn)行了SR_IOV技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)SR_IOV技術(shù)使得虛擬機(jī)可以直接使用物理網(wǎng)卡，并且多個(gè)虛擬機(jī)通過(guò)分配VF來(lái)共享物理資源，如此使得多個(gè)虛擬機(jī)可以共享網(wǎng)卡的物理功能，即使得多個(gè)虛擬機(jī)能夠共享同一個(gè)物理網(wǎng)卡資源，提高了虛擬機(jī)的網(wǎng)卡使用性能，同時(shí)提高虛擬機(jī)對(duì)于I/O的使用性能。

基于上述方法，具體的，在BIOS中開(kāi)啟IOMMU功能或者VT-D功能的過(guò)程具體為：對(duì)于支持SR_IOV的AMD處理器，在基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS中開(kāi)啟IOMMU功能；對(duì)于支持SR_IOV的Intel處理器，在基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS中開(kāi)啟VT-D功能。

其中，步驟S12的過(guò)程具體為：在/etc/default/grub文件中的以GRUB_CMDLINE_LINUX為開(kāi)始的行中，對(duì)于支持SR_IOV的Intel處理器寫(xiě)入命令intel_iommu＝on，對(duì)于支持SR_IOV的AMD處理器寫(xiě)入命令iommu＝1。

其中，步驟S13的過(guò)程具體為：配置物理網(wǎng)卡ethi的SR_IOV功能，加載網(wǎng)卡的物理功能PF的驅(qū)動(dòng)，配置/sys/class/net/ethi/device/sriov_numfs文件，寫(xiě)入虛擬功能VF的數(shù)量，寫(xiě)入后，卸載PF的驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步的，當(dāng)VF中mac地址全為0時(shí)，使用ip link set命令指定mac地址。

進(jìn)一步的，將VF分配給虛擬機(jī)使用之后，利用virsh createvmuuid.conf命令開(kāi)啟虛擬機(jī)。

其中，IncloudSphere用于負(fù)責(zé)底層物理資源的虛擬融合、按需分配和高效管理。詳細(xì)的，IncloudSphere負(fù)責(zé)完成底層物理資源的虛擬融合、按需分配與高效管理，可以顯著提高資源交付的敏捷性和靈活性，提升資源的使用效率，為上層業(yè)務(wù)提供不間斷地資源保障與可伸縮的資源供給。

對(duì)于物理功能PF，PF是一個(gè)帶有SR_IOV功能的PCI-e設(shè)備，可以在宿主機(jī)中對(duì)VF進(jìn)行管理和配置。

對(duì)于虛擬功能VF，VF可以實(shí)現(xiàn)輕量級(jí)的PCI-e功能，VF通過(guò)PF的配置，可以直接分配給虛擬機(jī)使用，一個(gè)或者多個(gè)VF可以分配給單個(gè)虛擬機(jī)使用。

本方法在于通過(guò)SR_IOV技術(shù)，使得虛擬機(jī)可以直接使用物理網(wǎng)卡，并且多個(gè)虛擬機(jī)通過(guò)分配VF來(lái)共享物理資源，基于IncloudSphere系統(tǒng)進(jìn)行了SR_IOV技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，使得多個(gè)虛擬機(jī)能夠共享同一個(gè)物理網(wǎng)卡資源，提高了虛擬機(jī)的網(wǎng)卡使用性能。本方法可以將單個(gè)物理網(wǎng)卡虛擬成多個(gè)VF，并將VF分配給虛擬機(jī)，使得虛擬機(jī)可以直接使用物理網(wǎng)卡功能，提高IncloudSphere中虛擬機(jī)對(duì)于I/O的使用性能。

對(duì)于IncloudSphere系統(tǒng)，基于KVM的IncloudSphere虛擬化系統(tǒng)，可以將一個(gè)或者多個(gè)VF分配給一個(gè)客戶機(jī)，客戶機(jī)通過(guò)自身的VF驅(qū)動(dòng)程序直接操作使用VF而不需要KVM的參與，這樣使得虛擬機(jī)可以共享物理設(shè)備，并在沒(méi)有CPU和Hypervisor的軟件開(kāi)銷的情況下執(zhí)行I/O，提高了虛擬機(jī)對(duì)I/O的使用性能，并且還可減少虛擬交換機(jī)的端口數(shù)量。

本發(fā)明基于IncloudSphere系統(tǒng)進(jìn)行SR_IOV技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，具體過(guò)程為：在Bios中開(kāi)啟VT-D/IOMMU和SR_IOV功能；修改內(nèi)核啟動(dòng)項(xiàng)，在內(nèi)核開(kāi)啟iommu功能；為物理網(wǎng)卡分配VF；將VF提供給虛擬機(jī)使用。在IncloudSphere系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了SR_IOV技術(shù)，使得多個(gè)虛擬機(jī)可以共享網(wǎng)卡的物理功能，本發(fā)明還可支持物理網(wǎng)卡的混合使用功能:將物理網(wǎng)卡分配給虛擬交換機(jī)并且開(kāi)啟SR_IOV功能，本發(fā)明對(duì)于可以使用SR_IOV功能的Intel處理器和AMD處理器的網(wǎng)卡提供了很好的支持。

基于本方法，具體實(shí)施過(guò)程中，包括以下步驟：

第一步，在BIOS開(kāi)啟IOMMU(AMD處理器)或者VT-D(Intel處理器)，參考圖2，支持SR_IOV的Intel處理器在BIOS中開(kāi)啟VT-D，并且使能SR_IOV功能，參考圖3，支持SR_IOV的Intel處理器在BIOS中開(kāi)啟SR_IOV。

第二步，在內(nèi)核中開(kāi)啟IOMMU，具體操作為在/etc/default/grub文件中的以GRUB_CMDLINE_LINUX為開(kāi)始的行，對(duì)于支持SR_IOV的Intel處理器寫(xiě)入intel_iommu＝on，對(duì)于支持SR_IOV的AMD處理器寫(xiě)入iommu＝1。

第三步，配置物理網(wǎng)卡ethi的SR_IOV功能，加載網(wǎng)卡的PF驅(qū)動(dòng)，配置/sys/class/net/ethi/device/sriov_numfs文件，寫(xiě)入VF的數(shù)量，寫(xiě)入后，卸載VF驅(qū)動(dòng)。對(duì)于VF中mac地址全為0的情況，可以使用ip link set命令手動(dòng)指定mac地址，還可以通過(guò)升級(jí)內(nèi)核或者VF驅(qū)動(dòng)的方法，解決這種問(wèn)題。

第四步，將VF分配給虛擬機(jī)使用，以Intel 82576型網(wǎng)卡為例，使用lspci|grep 82576命令列出剛剛添加的7個(gè)VF，查看Intel 82576型網(wǎng)卡新添加的VF的指令如下：

03:00.0 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Gigabit Network Connection(rev 01)

03:00.1 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Gigabit Network Connection(rev 01)

08:00.0 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Gigabit Network Connection(rev 01)

08:00.1 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Gigabit Network Connection(rev 01)

09:10.0 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Virtual Function(rev 01)

09:10.2 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Virtual Function(rev 01)

09:10.4 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Virtual Function(rev 01)

09:10.6 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Virtual Function(rev 01)

09:11.0 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Virtual Function(rev 01)

09:11.2 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Virtual Function(rev 01)

09:11.4 Ethernet controller:Intel Corporation 82576Virtual Function(rev 01)

然后使用virsh nodedev-dumpxml查看VF pci_0000_09_10_2中的bus,slot and function參數(shù)，并配置虛擬機(jī)的conf配置文件vmuuid.conf，配置虛擬機(jī)開(kāi)機(jī)前的conf配置文件的指令如下：

mac地址如果沒(méi)有分配，那么開(kāi)啟虛擬機(jī)的時(shí)候自動(dòng)分配，使用virsh create vmuuid.conf開(kāi)啟虛擬機(jī)，使用virsh edit vmname可以查看虛擬機(jī)開(kāi)機(jī)后的xml配置文件，開(kāi)機(jī)后，虛擬機(jī)默認(rèn)開(kāi)啟igbvf驅(qū)動(dòng)，在虛擬機(jī)看到為虛擬機(jī)分配的vf。查看虛擬機(jī)開(kāi)機(jī)后的xml配置文件的指令如下：

綜上，本發(fā)明所提供的一種基于SR_IOV的虛擬化實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)用于虛擬化系統(tǒng)IncloudSphere，在基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS中開(kāi)啟IOMMU功能或者VT-D功能，并在BIOS中開(kāi)啟單根輸入輸出虛擬化SR_IOV功能；修改內(nèi)核啟動(dòng)項(xiàng)，在內(nèi)核中開(kāi)啟IOMMU功能；為物理網(wǎng)卡分配虛擬功能VF；將VF分配給虛擬機(jī)使用?？梢?jiàn)，該方法在IncloudSphere系統(tǒng)中進(jìn)行了SR_IOV技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)SR_IOV技術(shù)使得虛擬機(jī)可以直接使用物理網(wǎng)卡，并且多個(gè)虛擬機(jī)通過(guò)分配VF來(lái)共享物理資源，如此使得多個(gè)虛擬機(jī)可以共享網(wǎng)卡的物理功能，即使得多個(gè)虛擬機(jī)能夠共享同一個(gè)物理網(wǎng)卡資源，提高了虛擬機(jī)的網(wǎng)卡使用性能，同時(shí)提高虛擬機(jī)對(duì)于I/O的使用性能。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種基于SR_IOV的虛擬化實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。