本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)虛擬化領(lǐng)域之高性能i/o需求場景，具體涉及一種運(yùn)用sr-iov技術(shù)解決大規(guī)模視頻云應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸的方法。
背景技術(shù)：
虛擬化技術(shù)發(fā)展至今，主要適用場景還是集中在cpu密集、內(nèi)存密集型應(yīng)用，例如web應(yīng)用等，其主要原因是虛擬化技術(shù)的cpu虛擬化、內(nèi)存虛擬化技術(shù)出現(xiàn)最早，解決方案較為成熟，cpu和內(nèi)存的虛擬化效率較高(達(dá)90％以上)。但是在涉及高i/o負(fù)載的應(yīng)用場景中，如大規(guī)模視頻應(yīng)用、高負(fù)載數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、3d游戲等場景，虛擬技術(shù)很少能得到應(yīng)用，這是由于i/o虛擬化效率表現(xiàn)不佳(30％-60％不等)，這也意味著這些應(yīng)用無法進(jìn)行虛擬化，無法享受虛擬化架構(gòu)所帶來的各種好處，如快速部署、快整遷移、硬件解耦、集群ha等。
在傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)架構(gòu)中，由于虛擬機(jī)中的所有網(wǎng)絡(luò)流量都必須經(jīng)過虛擬化底層管理程序、虛擬交換機(jī)進(jìn)行中轉(zhuǎn)，在網(wǎng)絡(luò)流量較大時(shí)(大于400mbps)，會(huì)造成巨量的cpu中斷與cpu上下文切換，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)占用所有cpu資源，導(dǎo)致虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)丟包、延遲大幅度抖動(dòng)等故障。
視頻應(yīng)用場景對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求極高，要求網(wǎng)絡(luò)通道高帶寬、低延遲、低抖動(dòng)，否則很容易出現(xiàn)視頻畫面卡頓、花屏故障。在大規(guī)模視頻應(yīng)用場景下，每臺(tái)視頻服務(wù)器將承載100-200路視頻，網(wǎng)絡(luò)流量高達(dá)800mbps，如果使用普通的虛擬化技術(shù)架構(gòu)來承載視頻流量，視頻畫面會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重卡頓、花屏現(xiàn)象，故此，目前市場主流的大規(guī)模視頻解決方案都使用物理服務(wù)器進(jìn)行部署。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服虛擬技術(shù)在高i/o負(fù)載應(yīng)用場景中的短板，本發(fā)明提出一種解決大規(guī)模視頻云應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸的方法，其基于sr-iov技術(shù)，將物理網(wǎng)卡直通給視頻應(yīng)用虛擬機(jī)使用，使視頻流量處理程序直接與物理網(wǎng)卡交互，跳過虛擬化管理層和虛擬交換機(jī)層，從而解決虛擬化環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)丟包和延時(shí)抖動(dòng)問題。
具體技術(shù)內(nèi)容如下：
一種解決大規(guī)模視頻云應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸的方法，其包括硬件環(huán)境實(shí)施步驟和軟件環(huán)境實(shí)施步驟；
所述硬件環(huán)境實(shí)施步驟是：
s11，配置有支持sr-iov功能的pc服務(wù)器，該pc服務(wù)器具有支持sr-iov功能的網(wǎng)卡；
所述軟件環(huán)境實(shí)施步驟是：
s21，所述pc服務(wù)器的虛擬化底層使用xenserver平臺(tái)，并于其視頻應(yīng)用虛擬機(jī)中安裝有若干視頻服務(wù)軟件，包括視頻流轉(zhuǎn)發(fā)軟件和視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件；
s22，在pc服務(wù)器的bios設(shè)置中開啟sr-iov功能，在網(wǎng)卡的bios設(shè)置中將其調(diào)整為sr-iov模式；
s23，修改xenserver的啟動(dòng)參數(shù)，配置需要直通給視頻應(yīng)用虛擬機(jī)使用的網(wǎng)卡，具體包括以下操作：
s231，定位需要網(wǎng)卡的pci總線地址，將查詢出來的網(wǎng)卡pci總線地址的編號(hào)填入到配置文件中，并重啟pc服務(wù)器令其生效；
s232，查詢到視頻應(yīng)用虛擬機(jī)的uuid，為視頻應(yīng)用虛擬機(jī)分配硬件直通網(wǎng)卡；
s233，開啟視頻應(yīng)用虛擬機(jī)，在虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)里安裝網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，隨后將該網(wǎng)卡用于視頻應(yīng)用流量處理。
優(yōu)選的，所述pc服務(wù)器的虛擬化底層采用xenserver6.5以上版本。
本發(fā)明通過使用sr-iov技術(shù)結(jié)合開源虛擬化平臺(tái)(xenserver)，將虛擬化技術(shù)引入到視頻應(yīng)用場景中。具體的有益效果說明如下：
1)解決了虛擬化環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)丟包和延時(shí)抖動(dòng)問題，消除了虛擬化環(huán)境在處理巨量網(wǎng)絡(luò)流量時(shí)的網(wǎng)絡(luò)丟包問題，虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)抖動(dòng)由之前的1～100ms，穩(wěn)定在1ms左右，基本沒有網(wǎng)絡(luò)延時(shí)抖動(dòng)。
2)消除了虛擬化層用于處理網(wǎng)絡(luò)流量的巨量cpu開銷，消除了虛擬化管理程序和虛擬交換機(jī)軟件層處理巨量流量時(shí)所觸發(fā)的海量cpu中斷和cpu上下文切換開銷，極大的提升了物理服務(wù)器的虛擬化效率。
3)將虛擬化技術(shù)引入到視頻應(yīng)用場景，使得視頻云首次架構(gòu)在虛擬化架構(gòu)平臺(tái)上，依托虛擬化架構(gòu)平臺(tái)的先天優(yōu)勢，短時(shí)間就完成生產(chǎn)環(huán)境的快速部署上線，且大大降低了項(xiàng)目實(shí)施成本，以較低的代價(jià)實(shí)現(xiàn)了整套系統(tǒng)的整體容災(zāi)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的軟件環(huán)境實(shí)施步驟的流程圖。
具體實(shí)施方式
如下結(jié)合附圖1，對(duì)本申請(qǐng)方案作進(jìn)一步描述：
一種解決大規(guī)模視頻云應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸的方法，其包括硬件環(huán)境實(shí)施步驟和軟件環(huán)境實(shí)施步驟；
所述硬件環(huán)境實(shí)施步驟是：
s11，配置有支持sr-iov功能的pc服務(wù)器，該pc服務(wù)器具有支持sr-iov功能的網(wǎng)卡；
所述軟件環(huán)境實(shí)施步驟是：
s21，所述pc服務(wù)器的虛擬化底層使用xenserver平臺(tái)，并于其視頻應(yīng)用虛擬機(jī)中安裝有若干視頻服務(wù)軟件，包括視頻流轉(zhuǎn)發(fā)軟件和視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件；
s22，在pc服務(wù)器的bios設(shè)置中開啟sr-iov功能，在網(wǎng)卡的bios設(shè)置中將其調(diào)整為sr-iov模式；
s23，修改xenserver的啟動(dòng)參數(shù)，配置需要直通給視頻應(yīng)用虛擬機(jī)使用的網(wǎng)卡，具體包括以下操作：
s231，
定位需要網(wǎng)卡的pci總線地址，所使用的命令是：1spci|grep-inet；
將查詢出來的網(wǎng)卡pci總線地址的編號(hào)填入到配置文件中，所使用的命令是：
vi/boot/extlinux.conf；
...splashpciback.hide＝(43：00.0)(43：00.1)(44：00.0)(44：00.1)---...；斜體顯示為相應(yīng)的格式示例；
執(zhí)行命令，并重啟pc服務(wù)器令其生效，所使用的命令是：
extlinux-i/boot；
reboot；
s232，
查詢到視頻應(yīng)用虛擬機(jī)的uuid，所使用的命令是：
xevm-listname-lable＝”視頻應(yīng)用虛擬機(jī)的名稱”；
為視頻應(yīng)用虛擬機(jī)分配硬件直通網(wǎng)卡，所使用的命令是：
xevm-param-set；
other-config：pci＝0/0000：44：00.0，0/0000：44：00.1
uuid＝8a4998a2-d781-81a2-edd2-36f149f4055e
s233，開啟視頻應(yīng)用虛擬機(jī)，在虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)里安裝網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，隨后將該網(wǎng)卡用于視頻應(yīng)用流量處理。
所述pc服務(wù)器的虛擬化底層采用xenserver6.5以上版本。
測試數(shù)據(jù)如下：(iperf網(wǎng)絡(luò)流量壓力9gb/s)
本發(fā)明涉及的名詞解釋：
uuid，即universallyuniqueidentifier，其含義是通用唯一識(shí)別碼。
xenserver，是一種全面而易于管理的服務(wù)器虛擬化平臺(tái)，基于強(qiáng)大的xenhypervisor程序之上，是為了高效地管理windows(r)和linux(r)虛擬服務(wù)器而設(shè)計(jì)的，可提供經(jīng)濟(jì)高效的服務(wù)器整合和業(yè)務(wù)連續(xù)性。xen技術(shù)被廣泛看作是業(yè)界最快速、最安全的虛擬化軟件。
sr-iov，即single-rooti/ovirtualization，意為單根i/o虛擬化，使用sr-iov技術(shù)會(huì)使處理器利用率和網(wǎng)絡(luò)延遲降低50％，而且會(huì)增加30％的網(wǎng)絡(luò)吞吐率；通過網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化，可以在不花錢投資sr-iov網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，在同樣一臺(tái)sr-iov服務(wù)器上支持更多的虛擬機(jī)，或在高i/o負(fù)載的機(jī)器上很好地運(yùn)行vm；同時(shí)，sr-iov提供的低延遲可以讓對(duì)延遲敏感的網(wǎng)絡(luò)流量(例如交易型數(shù)據(jù)或流媒體)有更好的網(wǎng)絡(luò)性能。
上述優(yōu)選實(shí)施方式應(yīng)視為本申請(qǐng)方案實(shí)施方式的舉例說明，凡與本申請(qǐng)方案雷同、近似或以此為基礎(chǔ)作出的技術(shù)推演、替換、改進(jìn)等，均應(yīng)視為本專利的保護(hù)范圍。