架構概述 Hyper-V采用基于Hyperisor的架構，并且充分利用Windows驅(qū)動模型，以便提供廣泛的硬件支持。Hypervisor可以把單個服務器劃分為多個CPU和內(nèi)存的容器。由于采用微內(nèi)核架構，Hyper-V可以提供高效的分區(qū)間通信機制，并在此基礎上搭建高性能的虛擬I/O架構。根分區(qū)包含物理I/O設備，還將提供虛擬棧用來為子分區(qū)所實現(xiàn)的I/O服務。?
虛擬?？梢詫崿F(xiàn)模擬I/O設備，例如IDE控制器和DEC 21140A網(wǎng)卡。然而模擬這種設備的代價很昂貴。發(fā)送單個I/O請求，就有可能導致虛擬棧和子分區(qū)之間的多次切換。相反，Hyper-V提供專門為虛機環(huán)境所設計的虛擬I/O設備。這些虛擬設備連接到VMBus，這是一個支持即插即用的總線，使用共享內(nèi)存，以便可以有效地進行分區(qū)間通信。Windows虛機可以自動檢測到VMBus上的虛擬設備，并且加載合適的驅(qū)動程序。?
Hyper-V中的虛擬輸入/輸出采用客戶端/服務器架構，在根分區(qū)中包含VSP（虛擬服務提供程序），在子分區(qū)中包含VSC（虛擬服務客戶端）。該架構極大地減少發(fā)送I/O請求所需的開銷。如果Virtual Server用戶把虛機遷移到Hyper-V中，他們將體會到高I/O的工作負載的CPU開銷大大降低。 多處理器的虛機 在這第一篇文章里，筆者想著重指出Hyper-V的主要性能特性：多處理器的虛機。Hyper-V支持4 CPU的Windows Server 2008虛機，和2 CPU的Windows Server 2003虛機。如果服務器工作負載需要很高的性能，我們可以考慮用2 CPU或者4 CPU的Hyper-V虛機對其進行虛擬化。當然，只有當工作負載確實需要的時候，才應該使用多處理器虛機，因為擁有更多的處理器會帶來一些額外的開銷。 然而，操作系統(tǒng)內(nèi)核和驅(qū)動會采用自旋鎖（Spin Lock）的機制，在獲得自旋鎖之前，（線程）并不會阻塞，并一直處于自旋狀態(tài)，前提是自旋鎖只會保持很短的時間。但是虛擬化會打破這種條件，因為虛擬處理器是按時間片進行調(diào)度的。如果在保持自旋鎖的時候競爭虛擬處理器，則其他虛擬處理器就要自旋很長時間，導致CPU循環(huán)的浪費 我們在Hypervisor和Windows Server 2008內(nèi)核里加入創(chuàng)新設計，盡可能防止出現(xiàn)自旋鎖的長時間等待條件，如果確實存在長時間等待條件，也會有效地加以檢測并對其進行處理。我們還對Hypervisor進行設計，包括調(diào)度程序和內(nèi)存虛擬化邏輯，以使它們在大多數(shù)臨界區(qū)中都不會鎖定，從而確保多處理器系統(tǒng)能夠獲得很好的延展性。 所以，4 CPU的Windows Server 2008虛機，其延展性可以和物理4 CPU系統(tǒng)一較高下。這是一個很好的注解，來詮釋Windows Server 2008虛機和Hyper-V如何一起提供性能上的改進。我們還將在后續(xù)的版本里繼續(xù)提高多處理器系統(tǒng)和多處理器虛機的延展性。








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總結(jié)

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