万兆云:X520万兆网卡与云数据中心云和虚拟化

2011-11-30    来源:it168网站    编辑:海客
云计算是一场变革。 也会再过十年之后,我们回过头来看今天的云计算,可能会更加清晰地感受到云计算的力量和它对于整个产业的改变。到那时,各种云应用会更加深刻的普及和渗透

  云计算是一场变革。
 
  也会再过十年之后,我们回过头来看今天的云计算,可能会更加清晰地感受到云计算的力量和它对于整个产业的改变。到那时,各种云应用会更加深刻的普及和渗透的企业和个人生活的方方面面,云可能会彻底的改变今天很多产业的格局和技术的发展,一些企业因云而腾飞,一些企业因错失机会而抱憾——所以,就算我们可以预测到十年后的云会更美好,但依然要从今天就开始,迎接和拥抱云带来的机遇与挑战。
 
  想要赢得终点,就不能输在起跑线上。
 
  接下来,我们看看企业向云计算数据中心迁移所面临的挑战,以及英特尔的网络技术和产品可以为用户提供哪些帮助。
 
  一、企业云数据中心的网络挑战
 
  我们先来看一下当前企业在构建和部署云数据中心时,正在面临哪些网络方面的挑战。
 
  首先,是网络处理流程上的瓶颈会降低整个计算资源的性能。这句话我们如果换一个方式去理解,当前随着CPU的多核和超线程技术的推广,计算资源已经可以实现多个任务队列同时进行,以此来提升数据中心的运算效率。这也是虚拟化和云计算的要求。但如果把CPU多核技术看作是一个个技巧娴熟的厨师,网络就是给厨师送炒菜原料的帮工。这些厨师可以同时炒菜,但如果送原料的帮工只有一个,那就只能满足一个厨师的需求,其他厨师只能围观。
 
  第二,多台虚拟机公用一个服务器网络端口时,由于数据需要传送给不同的虚机,因此需要消耗掉大量的CPU资源,来对数据进行分类和分发。这严重影响了I/O的吞吐效率。如果也做一个比喻,那就好比是一个繁忙运转中的邮局,大量的来信需要分发给邮局辖区内的不同住户,而为了能让每封信都可以正确送达,就不得不请邮局的局长来负责对每封信进行分类(这听上去不合理,但在传统的数据中心里,就是由CPU来处理数据包的分类),这不仅占用局长的宝贵时间,而且还严重影响信件的寄送效率。
 
  第三、每台虚拟机的网络带宽无法保障。在传统数据中心网络中,由于服务器出口带宽是恒定的,但一台服务器可能构建了多个虚拟机及其操作系统,在这种条件下,由于每一台虚拟机的虚拟网卡无法直接与服务器的物理网卡高效直连,势必会造成数据传输上的延迟,以及分配带宽无法得到保障。
 
  第四,太多的线缆和协议犹如乱麻一样缠绕穿梭在数据中心里。光纤、以太网等不同的传输协议造成了在服务器与网络和存储之间需要通过不同的链路来连接,同时,为了保障大量数据的传输,每台服务器通常都要连接多条千兆的网络链路。这不仅是维护上的困境,同样也是效率和成本上的痼疾。
 
  接下来,我们就看一看英特尔如何帮助用户解决这些问题。
 
  二、英特尔 X520:多队列技术释放多核CPU
 
  为了解决前面提到的云数据中心网络的第一个挑战,我们来具体了解一下这项技术。多队列技术是英特尔以太网技术中非常重要的一项,它的核心功能是和英特尔的多核CPU做匹配,来提升整体的计算和网络性能。我们知道,英特尔 CPU具备了很强大的多核架构和超线程等技术,可以同时支持多个任务进行运算和处理。而在英特尔 X520等万兆以太网卡上的多队列技术,则可以实现同CPU端的多核技术一一对应,建立一个个的并行处理的队列,来全面提升CPU的处理效率和整个数据中心的性能。就像我们前面提到的厨师的那个比喻,如果每一位厨师都配备了一个专职的送菜员,那么整个厨房的效率就会得到很大的提升。
 
  在英特尔 X520万兆网卡里,最大可以同时支持128个队列,足以满足当前主流的服务器CPU配置。
 
  三、英特尔 X520:VMDq提升I/O吞吐率
 
  在英特尔 X520网卡中,VMDq技术同样扮演着非常关键的角色。在前面的挑战中我们提到,当需要将数据包分别传送给不同的虚拟机时,需要占用大量的CPU运算周期来对数据进行分类处理,这显然会降低CPU的效率和整个I/O吞吐速度。英特尔 VMDq技术可以很好的解决这一问题。VMDq将传统上由CPU来完成的数据包分类技术转移到X520网卡上,由专门的硬件来完成。这样,在服务器多虚拟机的环境下,实现了将I/O管理完全统一到网卡端,不再占用服务器CPU资源。一方面可以让CPU释放出来,处理更多的应用,另一方面,也很好的提升了I/O吞吐效率。
 
  将信件分类的工作不再需要麻烦邮局的局长亲自操作了,在信件分发中心的第一线,我们新增了专业的处理人员。就像今天我们在邮局中所看到的那样。

  四、英特尔 X520:SR-IOV提升虚拟化性能
  在英特尔网络虚拟化领域的另一项重要技术是SR-IOV(Single-Root I/O Virtualization,单根I/O虚拟化)。这项技术同样为用户数据中心满足虚拟化和云计算的要求提供了基础支撑。当一台服务器部署了多个虚拟机的时候,每台虚拟机需要访问网络都需要经过软件模拟I/O硬件的这一过程,才能完成数据传输。这并不是非常高效的方法。英特尔 SR-IOV技术,可以将网卡端的各项功能绕过软件模拟层直接分配给每个虚拟机端,让虚拟机可以直接模拟出一个虚拟网卡,实现数据传输的直接连接。通过SR-IOV,每台虚拟机可以直接连接I/O设备,进行高效的数据输出。
 
  从第一代I/OAT加速技术,到VMDq,再到 SR-IOV,英特尔在技术不断的提升数据中心网络对于虚拟化和云计算的支持。  

  五、英特尔 X520:DCB与FCoE统一网络传输
 
  回到最后一个挑战,数据中心机架连出不同的线缆,以支持不同协议的数据传输需求。同时,更多的千兆网络线缆用于并行以提供更高的带宽——但这是管理员的一个噩梦。为了解决这一问题,英特尔 X520以万兆以太网的支持首先解决了数据中心的带宽问题,一条万兆以太网线路可以提到传统上十条千兆线缆,极大的简化了数据中心的布线,并提升了带宽的效率。
 
  同时,为了进一步解决不同协议之间的传输,X520通过对DCB和Open FCoE的支持,很好的融合了以太网和光纤两种传输协议,基于单一硬件统一了开放式FCoE和iSCSI以及传统LAN网络数据传输。X520通过内建的FCoE和iSCSI卸载和数据分流技术,很好的实现了不同协议数据的识别和归类处理,并通过操作系统层面支持DCB技术,实现了无损以太网数据的准确性。
 
  X520通过统一到万兆以太网Open FCoE和DCB技术,以及对Open iSCSI的支持,极大的简化了数据中心的网络部署,提升了网络传输的效率,简化了IT运维的难度和风险。
 
  综上所述,我们前面提到的四个云数据中心的挑战,都可以在英特尔 X520以及相关的英特尔网络技术得到很好的解决。英特尔 X520万兆网络适配器提供了在服务器端对云计算和虚拟化的良好支持,为用户在部署云数据中心或向云迁移,提供最佳的支持。

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