I/O的虚拟世界

虚拟N_Port和虚拟HBA

顾名思义，虚拟主机总线适配器（HBA）或者虚拟网络接口卡（NIC）是物理HBA（如图1所示）或者NIC的虚拟代表（如图2所示），这和虚拟机将一台物理机器表示或虚拟成虚拟服务器一样。有了虚拟HBA或NIC，真正的或物理的NIC资源就可以被划分开，并像虚拟机一样被分配，但是不用使用诸如Windows、UNIX或者Linux之类的客户端操作系统，呈现出来的是光纤通道（FC）HBA或者以太网NIC。

在一台传统的物理服务器上，操作系统可以看到一个或多个光纤通道，即使PCI或PCIe插槽中只插了一个物理适配器，例如基于InfiniBand的HCA。在VMware ESX之类的虚拟服务器上，系统管理程序可以看到并且分享单一的物理适配器，如果出于冗余或性能的原因使用了多个物理适配器的话，系统管理程序就可以看到多个物理适配器，对于客户端操作系统来说，将会看到一个使用即插即用驱动器的标准光纤通道和以太网适配器，或者是NIC。

不要和虚拟HBA混淆，N_Port ID Virtualization（NPIV，N_Port ID虚拟化）本质上是一种输出机制，它允许分享一个适配器的带宽。博科（Brocade）、思科（Cisco）、Emulex和QLogic NPIV的适配器和交换机可以支持NPIV，允许LUN或卷被映射到唯一的虚拟服务器，如果使用共享物理适配齐的话，则是虚拟机（VM）initiator上。NPIV展现多个虚拟N_Port和一个唯一的ID，这样不同的虚拟机（initiator）在共享光纤通道适配器上物理N_Port的时候就可以访问存储目标，或者进行路径控制。

聚合I/O网络和虚拟I/O在商业和技术上的价值与服务器同存储虚拟的价值类似。IOV的价值和好处包括以下几个方面：

•  （人力和技术）做更多的事，或者降低成本
•  让网络和存储I/O使用同一连接（如果为了确保高可用性，可能是一对连接）
•  降低能耗、制冷成本，减少设备占地，带来其他“绿色”友好的便利
•  简化布线，降低从服务器到网络或存储之间连接的复杂程度
•  提高集群或虚拟服务器的性能，将PCI或中间I/O槽性能最大化
•  能够根据工作负载调整和虚拟服务器I/O的调整需求，快速地重新部署
•  扩展I/O的容量，以满足高性能和集群服务器或存储应用的需要
•  使用公用的线缆架构和物理网络设备

图2：统一或聚合数据中心构造或网络的范例

在图2中，你看到了一个HBA和NIC连接到交换机或I/O导向器的示例，它们依次和基于以太网的LAN及光纤通道SAN连接，供网络和存储访问使用。图3显示了不同I/O连接、传输和协议之间的比较，这个图可以帮助你了解不同的技术使用于什么场合。

图3：数据中心I/O协议、接口和传输所处的位置