10月29日，在全球虛擬化頂級(jí)技術(shù)峰會(huì)KVM Forum上，2020年全球企業(yè)KVM開(kāi)源貢獻(xiàn)榜正式公布。騰訊云連續(xù)四年登上該榜單，成為國(guó)內(nèi)唯一取得這一成就的云服務(wù)商。同時(shí)，騰訊云貢獻(xiàn)的兩項(xiàng)技術(shù)方案也被評(píng)為KVM2020年度核心突破。

騰訊云兩項(xiàng)技術(shù)方案獲評(píng)KVM2020年度核心突破

截至目前，騰訊云在KVM社區(qū)已貢獻(xiàn)超過(guò)170個(gè)patch，超過(guò)20個(gè)技術(shù)特性，其中8個(gè)被評(píng)為KVM年度核心突破，貢獻(xiàn)國(guó)內(nèi)排名第一。

KVM是當(dāng)前云計(jì)算中計(jì)算虛擬化的主流技術(shù)。云服務(wù)商基于KVM對(duì)物理機(jī)進(jìn)行虛擬化，方便用戶從虛擬資源池中按需獲取計(jì)算能力。KVM Forum是Linux基金會(huì)組織的年度高端技術(shù)論壇會(huì)議，也是KVM虛擬化社區(qū)最重要和最權(quán)威的大會(huì)。大會(huì)上發(fā)布的全球企業(yè)KVM開(kāi)源貢獻(xiàn)榜則是衡量企業(yè)在KVM領(lǐng)域技術(shù)實(shí)力和開(kāi)源貢獻(xiàn)的權(quán)威榜單。

聚焦業(yè)界痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)虛擬化領(lǐng)域新突破

物理機(jī)的虛擬化過(guò)程不可避免會(huì)帶來(lái)性能損耗。憑借龐大的用戶群和KVM集群規(guī)模推動(dòng)技術(shù)的優(yōu)化迭代，讓虛擬機(jī)性能無(wú)限接近物理機(jī)，一直是騰訊云在虛擬化領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)的方向。

2020年，針對(duì)IPI(處理器中斷)和Timer(定時(shí)器)這兩個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景中出現(xiàn)頻次最多、性能影響最大以及最難克服的難題，騰訊云提出了快速處理的框架, 繞過(guò)虛擬化開(kāi)銷，使得IPI和Timer處理的性能提升分別有30%和16.5%，被評(píng)為2020年度KVM核心突破。

今年，針對(duì)大規(guī)格虛擬機(jī)(多CPU和大內(nèi)存)場(chǎng)景中性能下降明顯的問(wèn)題，騰訊云經(jīng)過(guò)深入研究和探索，自主設(shè)計(jì)了完全支持CPU并行化的vMMU方案,，克服了KVM原有設(shè)計(jì)中CPU執(zhí)行被迫串行化帶來(lái)的性能損失，實(shí)現(xiàn)了虛擬機(jī)內(nèi)存管理機(jī)制的架構(gòu)升級(jí),。目前，該方案已經(jīng)在騰訊云穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)過(guò)業(yè)務(wù)打磨后也已經(jīng)貢獻(xiàn)給開(kāi)源社區(qū)。

另外，針對(duì)操作系統(tǒng)中元數(shù)據(jù)對(duì)內(nèi)存資源占用過(guò)高的問(wèn)題，騰訊云設(shè)計(jì)了全新的文件系統(tǒng)Dmemfs(Direct Memory File System), 可以直接管理部分系統(tǒng)預(yù)留的虛擬機(jī)內(nèi)存服務(wù)，提高系統(tǒng)的資源利用率降低平臺(tái)成本。這個(gè)方案不僅提高了系統(tǒng)的資源利用率, 能夠降低平臺(tái)成本并最終讓利于用戶，同時(shí)也給系統(tǒng)開(kāi)銷降低提供了一種新的思路。目前，這一方案也被貢獻(xiàn)到了開(kāi)源社區(qū)。

最早擁抱KVM，騰訊云持續(xù)推進(jìn)虛擬化開(kāi)源建設(shè)

作為最早擁抱KVM技術(shù)的云計(jì)算服務(wù)商，騰訊云2013年便基于對(duì)虛擬化技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向的判斷，全面采用開(kāi)源社區(qū)支持的KVM技術(shù)，并著力解決了KVM技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)境過(guò)程中遇到的虛擬機(jī)穩(wěn)定性、性能、安全等問(wèn)題。2014年起，騰訊云云服務(wù)器CVM已全部基于KVM技術(shù)生產(chǎn)，同年，騰訊云已開(kāi)始向KVM社區(qū)貢獻(xiàn)成果。

2015年，在面臨宿主機(jī)硬件批次性缺陷問(wèn)題，騰訊云在技術(shù)沉淀和業(yè)務(wù)打磨下逐步提升了熱遷移的性能和穩(wěn)定性，率先打造出成熟的大規(guī)格的虛擬機(jī)熱遷移解決方案，獲得業(yè)內(nèi)的一致認(rèn)可。

2016年，騰訊云開(kāi)始組建開(kāi)源團(tuán)隊(duì)專門負(fù)責(zé)向社區(qū)貢獻(xiàn)成果并解決社區(qū)反饋的問(wèn)題，不斷提升社區(qū)版本的性能和穩(wěn)定性，推動(dòng)KVM成為虛擬化主流技術(shù)。

2017年，基于在虛擬機(jī)熱遷移上的優(yōu)異表現(xiàn)和貢獻(xiàn)，騰訊云被邀請(qǐng)?jiān)贙VM Forum上發(fā)表主題演講。

2018年, 騰訊云提出了PV TLB shootdown、PV IPI方案, 對(duì)TLB刷新以及IPI進(jìn)行了優(yōu)化, 這些方案能夠提升大規(guī)格配置虛擬機(jī)的性能, 降低虛擬化層損耗，使得部分workload(應(yīng)用場(chǎng)景)性能提升達(dá)到130%~150%, 也因此受邀在KVM Forum上發(fā)表了主題演講，KVM社區(qū)對(duì)此有著高度評(píng)價(jià), 還被評(píng)為了年度核心突破。

2019年KVM Forum上，騰訊云Yield IPI、C-state MSRs、Exitless Timers方案再次對(duì)IPI和Timer進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，3個(gè)方案再次被評(píng)為2019年度核心突破。值得一提的是，2019年騰訊云還推出35ms內(nèi)啟動(dòng)一臺(tái)虛擬機(jī)的輕量級(jí)虛擬化技術(shù)，創(chuàng)造了業(yè)界目前能最快啟動(dòng)一臺(tái)虛擬機(jī)的記錄。

通過(guò)不斷的技術(shù)探索和革新, 騰訊云在KVM虛擬化領(lǐng)域積累了很多前沿性技術(shù), 在整理和完善后全部貢獻(xiàn)給KVM開(kāi)源社區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)紅利共享與普惠。

騰訊云虛擬化技術(shù)負(fù)責(zé)⼈陳⽴東表示，未來(lái)，騰訊云將繼續(xù)擁抱虛擬化領(lǐng)域的變化，一方面通過(guò)持續(xù)創(chuàng)新解決騰訊云線上遇到的各種挑戰(zhàn)并將產(chǎn)出反饋給社區(qū)，另一方面探索云計(jì)算領(lǐng)域的新技術(shù)，做好前沿技術(shù)的預(yù)演和積累，堅(jiān)定不移地持續(xù)為虛擬化開(kāi)源社區(qū)做出貢獻(xiàn)。