Die Virtualisierungslösung basiert auf den Spezifikationen PCI-SIG I/O, den von der PCI-Industrievereinigung festgelegten Hardware-Standards für die I/O-Virtualisierung und der Intel Virtualization Technology for Directed I/O (Intel VT-d). Diese bietet eine Hardware-Unterstützung für die Zuweisung von I/O-Geräten an virtuelle Maschinen oder Partitionen.
Dell hat in Kombination mit einem Server PowerEdge R710 mit Intel-Prozessor Xeon 5500 und einem SR-IOV-fähigen BIOS, der Virtualisierungssoftware Citrix XenServer sowie dem 10-Gigabit-Ethernet-Controller 82599 von Intel erstmals I/O-Geräte auf Grundlage SR-IOV-Technologie virtualisiert. Laut Dell haben erste Tests gezeigt, dass die I/O-Virtualisierungstechnologie zu einer geringeren Prozessorauslastung, erhöhten Bandbreite und verbesserten Datenübertragungsraten führt.
Abgesehen von der Leistungsoptimierung ermöglicht die SR-IOV-Technologie die Reduzierung der Hardware-Kosten durch Einsparung von physikalischen Netzwerkkarten, Kabeln und Switches, die in einer virtualisierten Umgebung für die Verbindung von Servern und Storage-Geräten erforderlich sind, so das Unternehmen. Die SR-IOV-Technologie kann mit 10-Gigabit-Ethernet-Switches verschiedenster Hersteller eingesetzt werden, sie erfordert keine proprietäre Switch-Infrastruktur.
I/O-Virtualisierung noch in der Entwicklung
Mit der Virtualisierung von Ein- und Ausgabeoperationen (I/O) steht der Umbau der x86-Plattform vor einer weiteren großen Aufgabe. Bis dato regelt der Hypervisor den Zugriff auf Geräte wie Netzwerkadapter (NIC) oder Massenspeicher. Wenn mehrere Gastsysteme über das Netz kommunizieren möchten, dann kann nicht jedes von ihnen beliebig Daten in die Adressbereiche schreiben, die für die Interaktion mit dem NIC genutzt werden (Ports oder DMA). Sie würden sich dabei in kürzester Zeit in die Quere kommen und falsche Informationen übermitteln.
Die gängigsten Hypervisor verfolgen derzeit zwei verschiedene Ansätze, um die Kommunikation über Ein- und Ausgabegeräte zu regeln:
VMware ESX sieht vor, dass Anbieter von PC-Komponenten eigene Treiber für den Hypervisor entwickeln, durch die der Zugriff aus allen Gastsystemen erfolgt.
Hyper-V und XenServer dagegen leiten alle Zugriffe aus den VMs durch ein privilegiertes Service-Betriebssystem, das in einer eigenen Partition läuft. Damit der Datentransfer direkt und entsprechend schnell mit dem Hypervisor abgewickelt werden kann, kommen im Gastsystem bei beiden Modellen bevorzugt paravirtualisierte Treiber zum Einsatz ("synthetische Treiber" im Microsoft-Jargon).
Die Hersteller von CPUs können ihre Unterstützung auch auf I/O ausweiten, indem sie etwa DMA-Puffer nach dem Muster von Nested Pages so einrichten, dass sie von allen VMs direkt angesprochen werden könnten. Dieses Ziel verfolgen Intel mit VT-d (erstmals in Nehalem umgesetzt) und AMD mit IOMMU.
Ausführliche Informationen rund um das Thema Virtualisierung erhalten Sie in unserem Virtualisierungs-Channel. (hal)