半虚拟化框架Virtio下的实时网络I/O请求门控机制

响应时间是服务等级目标(Service Level Objective,SLO)的一个重要性能指标,与资源的使用量有关。资源充足可以保证请求的正常执行,响应时间短;资源不足,请求需要等待资源,响应时间长。在云计算虚拟化环境下,控制资源的访问既有对整体资源的控制,也有对CPU、网络带宽等单个资源的控制,但是目前很少有通过对网络I/O请求的直接控制来保证响应时间。为了获得更好的性能,虚拟化技术大多采用半虚拟化框架Virtio。网络I/O请求通过Virtio共享通道进行传输,使得在Virtio设立网络I/O请求的门控机制成为可能。文中利用双端聚合方法(Two-end Aggregation Method,TAM),提出实时网络I/O请求门控机制(Gating Mechanism for Real-time Network I/O Requests,GMRNR),通过控制网络I/O请求经过Virtio的时刻,保证各类请求的响应时间。GMRNR设立在Virtio前端virtio-net模块中,将请求按照其响应时间指标分级,采用计时器和聚合队列长度来控制不同级别请求经过Virtio的时刻和聚合频率,保证请求的响应时间。实验测试表明:GMRNR能够区分网络I/O请求优先级,在资源充足时,使得不同等级的网络I/O请求在各自要求的时间内完成;在资源不充足时,能优先保证高优先级的网络I/O请求的响应时间。同时,GMRNR具有较高的资源利用效率。

基于超融合云平台的数字化中心建设

云计算是一种新兴的商业计算模型,其优势在于融合了整个数据中心堆栈,包括计算、存储、存储网络的虚拟化,使得部署简单、运维简易、管理安全,最终达到降低成本、提高系统性能及IT团队效率的目的。通过低能耗云终端+桌面云服务器方案来构建基于超融合的云计算平台,可以实现对数字化中心的自动管控、数字化业务平滑迁移、云上云下资源的统一管理、统一监控。在贵溪冶炼厂智能工厂建设的多个重点项目当中,超融合云平台技术已经得到了初步应用,并打造了诸多智能制造场景,取得了各项技经指标均有明显提升的良好效果。本文将简要介绍超融合云平台技术,以及运用此技术打造新一代数字化中心的建设思路。

一种智能网卡新型架构研究与设计

作为云数据中心核心业务卸载及加速处理的关键部件,智能网卡对于数据中心网络、存储业务处理效率提升具有特殊意义。数据中心业务需求复杂多变,缺乏成熟商用芯片支持,智能网卡设计难以在受限空间内满足业务卸载灵活性、高性能、成本经济性等多重要求。设计一种分离架构方案,将智能网卡通信接口功能与业务卸载处理功能进行物理解耦,突破网卡物理空间限制,复用业务卸载处理硬件资源,改善成本经济性,是实现智能网卡工程化和大规模部署的有效途径。

云计算基础平台的网络加速实现方法

针对云计算基础平台中的虚拟机I/O性能差以及网络转发占用主机CPU负载较高的问题,使用ASAP^2加速方案将网络转发路径由OpenvSwitch内核态卸载至网卡eSwitch引擎,对云计算场景下网络转发进行网络加速以及CPU卸载。与使用Virtio网卡的虚拟机相比,虚拟机使用提供的加速方法,在VLAN网络连接下,虚拟网卡的TCP和UDP报文转发性能分别提升115. 84%、126. 8%,同等网络带宽下传输UDP和TCP报文时,报文接收端主机CPU使用率分别下降40. 16%、40. 96%;在VXLAN网络连接下,虚拟网卡的TCP和UDP报文转发性能分别提升134. 13%、105. 8%,同等网络带宽下传输UDP和TCP报文时,报文接收端主机CPU分别下降65. 33%、48. 83%。

基于I/O前后端模型的密码卡软件虚拟化

密码技术是云计算安全的基础,支持SR-IOV虚拟化的高性能密码卡适用于云密码机,可以为云计算环境提供虚拟化数据加密保护服务,满足安全需求.针对该类密码卡在云密码机使用过程中存在的兼容性不好、扩充性受限、迁移性差以及性价比低等问题,本文提出了基于I/O前后端模型的密码卡软件虚拟化方法,利用共享内存或者VIRTIO作为通信方式,通过设计密码卡前后端驱动或者服务程序,完成多虚拟机与宿主机的高效通信,实现常规密码卡被多虚拟机共享.该方法可以有效地降低云密码机的硬件门槛,具有兼容性好、性能高、易扩展等特点,在信创领域具有广阔的应用前景.