网络，无论是存储还是IP，是迈向完整的虚拟数据中心阶梯的下一步骤。当虚拟服务器和桌面产生的新的I/O需求转向存储系统时，虚拟I/O逐渐转变为满足这些新的需求的关键，以交付更具成本效率的基础设施。虚拟I/O既可以部署在连接存储系统到网络的主机之上，或者它也可以部署在基础设施中。它所部署的位置会略微影响到虚拟I/O的定义。让我们来看一下这两种方式，并探寻一下它们之间的区别以及它们是如何共同工作的。

服务器或主机与它们在四五年前的早期形式相比几乎没有什么相似之处。在过去，一个服务器仅支持一个应用，所有的I/O能力都为这一个应用所保留。而在今天的虚拟数据中心，主机系统中用于存储的主机总线适配器（HBA）和网络接口卡（NIC）为多个虚拟主机（VM）所共享。在传统的服务器架构中，NIC和HBA是分开的，而因为有了iSCSI，网络附加存储（NAS）和以太网光纤通道（FCoE），它们可以运行在主机中的同一物理适配器上。

欢迎来到I/O融合时代

由于虚拟化和聚合，每一个虚拟机都必须竞争I/O资源，使得适配器必须处理多种类型的网络和存储I/O流量。容量的提升如10 Gpbs以太网，10 Gbps FCoE，和8 Gbps 或16 Gbps光纤通道（FC）提供了足够的带宽来满足主机上所有这些虚拟机的需求。挑战在于如何确保正确的虚拟机在正确的时间得到正确的可用带宽容量。

实现虚拟I/O的三条路径

所有的I/O虚拟化方法都具有相同的目标：减少由于虚拟服务器竞争通向存储系统的网络资源所引起的瓶颈。虽然它们的目标是一致的，对于存储I/O的虚拟化通常有三种方法：

1. 使用网络适配器

2. 使用存储网络交换机

3. 使用I/O网关设备

当服务器虚拟化到达它的第三阶段，即对于关键任务型应用的需求时，正确的VM/正确的容量/正确的时间的过程变得日益重要。虚拟化的第一阶段通常包括测试和开发服务器。第二阶段则是低优先级，负载较轻的服务器。对于这些阶段，使用简单的中断驱动，或通过虚拟机I/O的平均分布都是可以接受的。

当关键任务型和高性能要求的应用被虚拟化时，所有的虚拟机并不能同等看待，I/O也不能简单的在虚拟机间共享。特定的虚拟机必须确保得到更高级别的服务，中断影响到CPU的利用率。可预知的性能成为生产应用迁移到虚拟环境的关键因素。

对于关键任务工作负载，解决可预知的I/O需求的一种方法是为每一个虚拟机安装NIC或HBA，并为每一个关键任务VM做硬设置。当然，这可以工作，但既不经济，空间上也不实用，最终将限制在每一主机上运行的虚拟机数量。

另一种方法是过量供应可用的存储和网络带宽，使得主机拥有足够的I/O来处理其上不同虚拟机的性能需求。不过这种方法并不经济有效，因为大多的虚拟机并非在所有时间都需要全量的I/O。此外，虚拟机监控器用来共享可用带宽的中断驱动的循环队列机制也会带来效率的损失。

请继续阅读：

虚拟I/O系列二：网络适配器上的虚拟I/O

虚拟I/O系列三：基础设施层的虚拟I/O

虚拟I/O系列四：虚拟I/O选择策略