SR-IOV 是 Single Root I/O Virtualization 的缩写。
在虚拟机中，一切皆虚拟。比如网卡，虚拟机看来好像有一个真实网卡，但是这个网卡是宿主机虚拟出来的硬件，也就是一堆软件代码而已，没有真实硬件。
虚拟虽然万能，但是很显然，这一堆代码是需要 CPU 去执行的！所以，虚拟设备的性能会随着宿主机的性能而改变，另外宿主机由于需要进行数据处理，时延等也产生了。
我们之前也提到过，VT-D 这个功能可以将物理的 PCI-e 设备直接分配给虚拟机，让虚拟机直接控制硬件，那么就可以避开上述的问题。但是，虚拟机会独占这个直通的 PCI-e 设备，一台宿主机可能有成百上千个虚拟机，如果每个虚拟机都给直通一个 PCI-e 设备，比如网卡，那么该造什么样的主机？拥有 100 个物理网卡的主机？想象一下也是不太可能。
为了解决这个问题，Intel 提出来 SR-IOV 这个东西。SR-IOV 最初应用在网卡上。简单的说，就是一个物理网卡可以虚拟出来多个轻量化的 PCI-e 物理设备，从而可以分配给虚拟机使用。大概的框图如下：
SR-IOV 是虚拟化的一个重要功能。启用 SR-IOV 的这个功能，将大大减轻宿主机的 CPU 负荷，提高网络性能，降低网络时延等。
废话少说，下面说一下我们怎么使用 SR-IOV，以及 SR-IOV 的性能如何？
各种主流虚拟宿主机都支持 SR-IOV。下面我们用 VMware 的 ESXi 平台来讲解。
SR-IOV 需要软硬都支持才行。这次我们使用的硬件如下：
- SuperMICRO X9DRL-iF 主版
- XEON E5 2687W 双 CPU
- DDR3 ECC REG 128GB 内存
- Intel X540-T2 双口万兆网卡
- 存储若干
首先需要在 BIOS 打开 VT-D 及 SRIOV 支持选项，这个不细说。接下来配置 ESXi。
进入 ESXi 硬件配置页面，找到我们需要进行配置的 SR-IOV 网卡。
两个网口，我们配置第一个网口为 SR-IOV 口。
设置虚拟 VF 为 8 个。这个网卡每个网口最大支持 64 个 VF。
保存配置之后，重新启动 ESXi，就可以看到硬件上出现了 8 个虚拟网卡设备。这样子我们就完成了 ESXi 的 SR-IOV 配置。
小 TIPS：初次玩这些东西时，最好选用可靠的服务器平台，这些服务器平台都是经过测试支持 SR-IOV 的。不要选用民用主板，要不然硬件这一部分你都搞不定，可能就放弃了。
接下来，SR-IOV 的性能如何呢？我们对比一下看看。
测试时使用的网络拓扑如下：
两台主机，FreeBSD 12.0 和 ESXi 的 10G 网口 0 直连。新建一台虚拟机，Port0 中的 SR-IOV VF0 分配给 VM 使用。另外，PF 设置连接虚拟交换机，然后再给 VM 分配一个虚拟网卡，连接这个虚拟交换机。
我们将流量跑不同的路径，就可以对比出来两者的性能差异。
下图是 Windows8.1 虚拟机中的网卡配置，Ethernet1 是 vmxnet3 虚拟网卡，pciPassthru0 是 SR-IOV 的网卡。
下面是虚拟机中的网卡界面。
测试工具使用 iperf3。我们在 FreeBSD 中启动服务端。
虚拟机中，我们先把虚拟机中 SR-IOV 的 VF 网卡禁用，先测试虚拟网卡。
2.21Gbit/sec，哦？好像成绩不怎么好？
接下来禁用虚拟网卡，启用 VF 网卡。看一下 VF 的网卡的表现：
3.21Gbits/sec
第一轮 VF 网卡就已经胜出！3.21Gbits VS 2.21Gbits。另外我们也可以看出，虚拟网卡的流量不怎么稳定，最快 3.05G， 最慢 1.96G/sec。而 VF 网卡的性能就很稳定了。
不过怎么 10G 网卡才只有这么点性能？一般来说，单线程流量是喂不饱 10G 网络的。我们接下来用 5 个线程来看看。iperf 可以通过参数 - P 5 打开 5 个线程。
先看虚拟网卡的情况：
不错！变成了 8.68Gbits/sec！VF 网卡呢？
9.57Gbits/sec！快达到 10G 网卡的上限了！
当然，10G 网络相比较对于 1G 网络来说，调优非常关键。我们这次限于篇幅这次只用缺省的参数进行测试，不能算是一次严谨的对比。
但是抛开 CPU 占用等情况，VF 网卡已经比虚拟网卡在速度上胜出了。
如果你喜欢今后能多看到类似的文章，请看完之后点赞收藏分享，这样子我就可以有动力多写一些啦~~~
如果真的真的很喜欢，那么请赞赏！
若有收获，就点个赞吧
0 人点赞
