Kierunek: wirtualizacja

Wirtualizacja serwerów pozwala na zasadnicze podwyższenie produktywności centrów przetwarzania danych. Umożliwia ona skonsolidowanie wielu systemów operacyjnych i aplikacji na jednym serwerze fizycznym, a także szybkie wdrażanie nowych aplikacji. Dzięki wirtualizacji możliwe jest też ich przenoszenie między serwerami bez przerywania ich działania, co zapewnia elastyczność w zarządzaniu obciążeniem oraz wysoką dostępność usług, a także ułatwia przeprowadzanie planowanych lub doraźnych prac konserwacyjnych.

Choć według IDC, w 2007 r. tylko 12% serwerów zainstalowanych w firmach na całym świecie było zwirtualizowanych, to nie ulega wątpliwości, że jest to technologia, której masowa popularyzacja jest nieunikniona. I dotyczy to nie tylko korporacji i dużych centrów danych, ale praktycznie wszystkich segmentów rynku, również małych i średnich firm, które wdrażając systemy zwirtualizowane mogą uzyskać korzyści zarezerwowane dotąd tylko dla dużych przedsiębiorstw. Dotyczy to np. możliwości zwiększenia niezawodności działania systemu IT, zmniejszenia ryzyka utraty danych lub przestoju, bo wirtualizacja daje możliwość szybkiego odtwarzania lub przenoszenia systemu i aplikacji.

Oprogramowanie wirtualizacyjne może funkcjonować praktycznie na każdej platformie sprzętowej, ale jego popularyzacja skłoniła producentów procesorów do uwzględnienia tego faktu i wprowadzenia mechanizmów sprzętowego wspomagania funkcji związanych z wirtualizacją. Nie są one niezbędne do uruchomienia oprogramowania wirtualizacyjnego, ale umożliwiają istotne zwiększenie jego wydajności, a także niezawodności działania. Przykładem tego typu rozwiązań jest Intel Virtualization Technology, która została zaimplementowana we wszystkich dostępnych modelach procesorów serwerowych tej firmy.

Sprzętowe wspomaganie VT

Technologia Intel VT to wprowadzenie do architektury procesorów zintegrowanych mechanizmów oferujących sprzętowe wsparcie dla wirtualizacji. Zwiększają one wydajność oprogramowania wirtualizacyjnego i uruchamianych pod jego kontrolą aplikacji, a także umożliwiają poprawę niezawodności i bezpieczeństwa systemu. Te zintegrowane technologie pozwalają przyspieszyć podstawowy proces wirtualizacji platformy serwerowej, przyczyniając się do zmniejszenia opóźnień i wyeliminowania potencjalnych wąskich gardeł. Umożliwia też ograniczenie wymagań wobec oprogramowania do wirtualizacji, dzięki czemu więcej zasobów procesora może być wykorzystanych na potrzeby aplikacji biznesowych. W wyniku tego na jeden serwer może przypadać obsługa większej liczby aplikacji oraz wyższe obciążenia, co umożliwia uzyskanie korzystniejszego poziomu zwrotu z inwestycji.

W porównaniu z wirtualizacją przeprowadzaną tylko na poziomie oprogramowania, dostępność mechanizmów Intel VT zmniejsza potrzebę korzystania z narzędzi monitora maszyn wirtualnych. Intel VT zapewnia sprzętową obsługę przenoszenia kontroli nad platformą między monitorem maszyn wirtualnych a gościnnymi systemami operacyjnymi, co nie tylko zwiększa wydajność takiego procesu, ale też jego niezawodność i bezpieczeństwo.

Im więcej systemów operacyjnych zostanie skonsolidowanych na serwerze, tym bardziej skomplikowany staje się ruch danych i korzystanie z systemu I/O. A bez wsparcia sprzętowego monitor maszyny wirtualnej musi bezpośrednio uczestniczyć w każdej transakcji wejścia-wyjścia. Powoduje to nie tylko spowolnienie ruchu danych, ale i wzrost obciążenia procesorów. Dlatego też w nowej generacji chipsetach Intela wprowadzona została technologia Intel VT-d, która pozwala przyspieszyć ruch danych ograniczając potrzebę udziału monitora maszyny wirtualnej w zarządzaniu ruchem I/O. Zostało to osiągnięte przez umożliwienie monitorowi maszyny wirtualnej przypisywania urządzeń I/O do określonych gościnnych systemów operacyjnych. Każdemu urządzeniu I/O zostaje przydzielony specjalny obszar w pamięci systemowej, do którego dostęp ma tylko ono i przypisany do niego system operacyjny. Dzięki temu ruch danych może odbywać się bezpośrednio między gościnnym systemem operacyjnym a przypisanymi do niego urządzeniami.

Karty sieciowe też wspomagają wirtualizację

Z kolei technologia Intel VT-c przenosi wykonywanie niektórych funkcji wirtualizacyjnych związanych z komunikacją na sprzęt sieciowy, co umożliwia przyspieszenie procesu dostarczania danych i ogranicza obciążenie monitora maszyn wirtualnych i procesorów serwera. Intel VT-c obejmuje trzy główne technologie, które są obsługiwane przez większość serwerowych kart sieciowych Intela. Pierwszą jest Virtual Machine Device Queues (VMDq). W tradycyjnym środowisku serwerów wirtualnych monitor maszyn wirtualnych sortuje wszystkie pakiety danych i dostarcza je do odpowiednich maszyn wirtualnych. Technologia VMDq sprawia, że funkcja sortowania jest wykonywana przez karty sieciowe. Monitor maszyn wirtualnych kieruje tylko posortowane już grupy pakietów do odpowiednich gościnnych systemów operacyjnych.

Drugą główną technologią jest Intel I/O Acceleration Technology (Intel I/OAT). To zestaw rozwiązań zapewniających przyspieszenie komunikacji I/O na całej platformie dzięki kombinacji rozszerzeń sieci i oprogramowania. Intel VT-c to także PCI-SIG Single-Root I/O Virtualization (SR-IOV). Technologia SR-IOV wykorzystuje specyfikację standardu opracowanego przez PCI-SIG (Peripheral Component Interconnect Special Interest Group). Rozszerza ona możliwości Intel VT-d pozwalając na istnienie wielu bezpośrednich kanałów komunikacyjnych dla każdego urządzenia I/O. Takie bezpośrednie łącza komunikacyjne omijają monitor maszyny wirtualnej, dzięki czemu wydajność operacji wejścia-wyjścia wzrasta, a obciążenie procesorów serwera maleje.