本文將著重介紹Hyper-V在虛擬機網(wǎng)絡(luò)方面的改進，具體來說指單根輸入/輸出虛擬化(SR-IOV)、接收端擴展和服務(wù)質(zhì)量(QoS)。

單根輸入/輸出虛擬化

SR-IOV可能是為Windows Server 2012中網(wǎng)絡(luò)方面的種種改進所添加的最值得關(guān)注的功能之一，它有特定的應(yīng)用和局限性，你在規(guī)劃部署新的Hyper-V集群時需要注意。

在虛擬機管理程序虛擬化的早期，英特爾和AMD認(rèn)識到：如果它們把某些功能從軟件卸載到處理器本身上面，就有助于提供更好的性能。這項機制現(xiàn)在分別被稱為Intel-VT和AMD-V，也是大多數(shù)現(xiàn)代虛擬機管理程序的一項要求。SR-IOV同樣將網(wǎng)絡(luò)功能從軟件轉(zhuǎn)移到硬件上，以提高性能和靈活性。如果你有一臺BIOS里面支持SR-IOV的服務(wù)器，又有能夠支持SR-IOV的網(wǎng)卡，該服務(wù)器就能向虛擬機提供虛擬功能(Virtual Functions)——實際上這些就是服務(wù)器本身的虛擬副本。如果你想廣泛使用SR-IOV，就要明白如今支持它的網(wǎng)卡在它們所提供的虛擬功能數(shù)量方面很有限;有些網(wǎng)卡每塊只支持4項虛擬功能，有些支持32項，有些最多支持64項。

并不是因帶寬而需要SR-IOV，因為只有萬兆以太網(wǎng)連接才能被Hyper-V虛擬機總線塞滿，但是它占用大約一個處理器核心用于計算。所以，如果你要求處理器的使用率很低，那么SR-IOV是最穩(wěn)妥的選擇。如果延遲時間極其重要，SR-IOV為你提供了近似本地裸機的網(wǎng)絡(luò)性能，所以那是SR-IOV大放異彩的另一個場景。

你在享用SR-IOV好處的同時要付出一些代價，尤其是在靈活性方面。如果你使用Hyper-V可擴展交換機，又配置了端口的訪問控制列表(ACL)，可能還配置了一個或多個擴展，這些都會因SR-IOV而被繞過，因為交換機從來看不到SR-IOV流量。你也無法聚合主機上多塊支持SR-IOV的網(wǎng)卡;不過，你可以在主機上有兩塊(或更塊)物理SR-IOV網(wǎng)卡，把這些網(wǎng)卡提供給虛擬機;而且可以在虛擬機里面，利用虛擬網(wǎng)卡組建一個網(wǎng)卡群，以提升性能和故障切換機制。

SR-IOV的確可與實時遷移(Live Migration)協(xié)同使用，這是VMware的vSphere 5.1所做不到的。在每項虛擬功能的后臺，Hyper-V利用平常的虛擬機總線網(wǎng)卡組建“輕型”網(wǎng)卡群;如果你把虛擬機實時遷移到?jīng)]有SR-IOV網(wǎng)卡的主機，它只是切換到軟件網(wǎng)卡。

如果想更深入地了解中Hyper-V的SR-IOV，請參閱Hyper-V開發(fā)小組的John Howard所寫的這個博客系列(http://blogs.technet.com/b/jhoward/archive/2012/03/12/everything-you-wanted-to-know-about-sr-iov-in-hyper-v-part-1.aspx)，然后點擊此處(http://blogs.technet.com/b/jhoward/archive/2012/03/21/everything-you-wanted-to-know-about-sr-iov-in-hyper-v-part-8.aspx)，即可了解故障排查方面的技巧。

注意：當(dāng)你為SR-IOV網(wǎng)卡創(chuàng)建虛擬交換機時，就得在當(dāng)時啟用SR-IOV;之后你無法轉(zhuǎn)變非SR-IOV交換機。

圖1：如果你的系統(tǒng)滿足要求，啟用SR-IOV是很簡單的事情。

動態(tài)擴展

在物理服務(wù)器上，接收端擴展(RSS)負(fù)責(zé)處理入站網(wǎng)絡(luò)流量，那樣流量速度不會因單個處理器核心而減慢。這通過把計算任務(wù)分配到多個處理器核心上來實現(xiàn)。對有多個虛擬機，入站流量又很大的Hyper-V主機而言，動態(tài)虛擬機隊列(dVMQ)執(zhí)行的操作就好比RSS為物理服務(wù)器執(zhí)行的操作。目的MAC地址進行了散列處理;傳送到某個虛擬機的流量被送入到特定隊列，處理器核心的中斷操作經(jīng)過了分布式處理。這一切通過把這些功能卸載到網(wǎng)卡上來處理。

VMQ出現(xiàn)在Windows 2008 R2中的Hyper-V里面，但是你不得不管理中斷結(jié)合(Interrupt Coalescing)，這可能需要好一番手動調(diào)優(yōu)。在Windows Server 2012中的Hyper-V里面——dVMQ功能在默認(rèn)情況下已被啟用，這項功能可以為你處理調(diào)優(yōu)和跨節(jié)點均衡負(fù)載等任務(wù)。要是該功能由于某種原因而被禁用，你可以在GUI中或通過PowerShell cmdlet Enable-NetAdapterVmq來啟用它。

監(jiān)控和捕獲

服務(wù)器虛擬化和虛擬網(wǎng)絡(luò)方面的一個問題是，許多傳統(tǒng)的故障排查方法根本不管用，或者必須經(jīng)過改動，才能適應(yīng)虛擬化環(huán)境。Hyper-V中新的可擴展交換機讓你可以將端口定義為監(jiān)控端口(端口鏡像)，就像你在物理交換機上定義端口那樣，好讓諸如Wireshark和Network Monitor之類的工具可以捕獲通過交換機傳送的流量。與這項功能緊密配合的是統(tǒng)一跟蹤(Unified Tracing)，這個新的參數(shù)(capturetype)用于netsh跟蹤命令。它讓你可以定義是捕獲通過虛擬交換機(=vmswitch)傳送的流量，還是通過物理網(wǎng)絡(luò)(=physical)傳送的流量，還是說這兩種流量都捕獲。想了解Windows Server 2012中netsh跟蹤方面的更多信息，請訪問此處(http://technet.microsoft.com/en-us/library/dd878517.aspx)。

使用端口ACL還讓你可以計量某個虛擬機與指定的IP地址范圍之間的網(wǎng)絡(luò)流量(入站流量或出站流量)。雖然用PowerShell(Add-VMNetworkAdapterAcl –VMName name –RemoteIPAddress x.y.z.v/w –Direction Outbound –Action Meter)來計量蠻有意思，但我還是希望這項功能可以集成到SCVMM 2012等綜合日志和監(jiān)控解決方案中。

服務(wù)質(zhì)量

服務(wù)質(zhì)量(QoS)在Windows Server 2012和Hyper-V中都得到了改進。它提供了帶寬管理、分類與標(biāo)記、流量控制及基于策略的QoS。雖然之前版本的Windows Server有最大帶寬這個概念，但是版本2012還提供了最小帶寬概念。這意味著，沒有出現(xiàn)流量擁塞時，工作負(fù)載可以使用分配給它的最大帶寬;但是出現(xiàn)流量擁塞時，工作負(fù)載只能使用最小保障帶寬。你可以使用最大帶寬或最小帶寬，也可以同時使用，這取決于一個虛擬機或一組虛擬機所在的環(huán)境。

注意：如果你使用服務(wù)器消息塊直通(SMB Direct)，Windows Server 2012的這項新功能在兼容網(wǎng)卡上實現(xiàn)了遠程直接內(nèi)容訪問(RDMA)技術(shù)，以便網(wǎng)絡(luò)流量的延遲時間比較短，處理器開銷比較小，那么QoS就被繞過了。在這種情況下，你可以實施支持?jǐn)?shù)據(jù)中心橋接(DCB)以控制流量的網(wǎng)卡，這類似QoS。DCB允許對八類不同的流量進行定義，并且在擁塞期間為它們分配最小帶寬。

在之前版本中，你不得不自行對流量進行分類;Windows Server 2012在PowerShell中隨帶內(nèi)置過濾器，可以針對iSCSI、NFS、SMB和實時遷移等常見流量進行分類。除了目前基于IP報頭的標(biāo)記外——這項功能立足于差異化服務(wù)代碼點(DSCP)，Windows Server 2012還添加了在第2層以太網(wǎng)幀進行的802.1p標(biāo)記;因而，它可以適用于非IP數(shù)據(jù)包。

基于策略的QoS使用組策略(Group Policy)，為你的物理網(wǎng)絡(luò)和主機制定和實施QoS策略，并簡化部署和管理工作，因為你已經(jīng)用組策略來實施其他策略。參閱本文(http://technet.microsoft.com/en-us/library/jj159288.aspx)，即可深入了解如何面向QoS的組策略。

不過就Hyper-V而言，微軟把QoS部分與可擴展虛擬交換機結(jié)合起來，通過按照交換機端口號，使用PowerShell或WMI，控制最小帶寬和最大帶寬，從而確保穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)性能，進而讓主機能夠遵守服務(wù)級別協(xié)議(SLA)。當(dāng)然，這些功能在私有云基礎(chǔ)設(shè)施中同樣很有用，可使用SCVMM 2012 SP1加以管理。有了這種細(xì)粒度的QoS控制，還有可能拿來一塊或多塊萬兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡，把它們“切分”，用于分管存儲流量、實時遷移流量和虛擬機流量，就像如今的許多服務(wù)器有多塊專用的千兆網(wǎng)卡用于分管不同類型的流量那樣。

圖2：如果是小環(huán)境，很容易針對每個虛擬機配置最小帶寬和最大帶寬。

再來說說網(wǎng)卡聚合(NIC teaming)，我們會在下一篇當(dāng)中有所介紹。網(wǎng)卡聚合本身內(nèi)置在Windows Server中;我們會集中到目前為止介紹的所有功能，看看它們會如何影響你在將來如何設(shè)計集群和數(shù)據(jù)中心。

http://virtualizationreview.com/articles/2013/03/06/hyper-v-dive-3-network.aspx