2017版：KVM网络性能调优终极版
Posted 云技术实践
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了2017版：KVM网络性能调优终极版相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
四、KVM网络性能调优
首先，我给大家看一张图，这张图是数据包从虚拟机开始然后最后到物理网卡的过程。
我们分析下这张图，虚拟机有数据包肯定是先走虚拟机自身的那张虚拟网卡，然后发到中间的虚拟化层，再然后是传到宿主机里的内核网桥中，最后传到物理网卡，这个过程很好理解。
那么我们要做网络的优化，让虚拟机的网络运行得更加高效，我们要想的就是让虚拟机访问到物理网卡的层次要少。或者说能不能让宿主机的物理网卡直接丢给虚拟机用，这样达到最高的网络性能。
那么目前KVM提高网络性能这块有以下四种方法：
1. 使用virtio半虚拟化网卡
2. 使用vhost_net
3. 虚拟机网卡独占
4. SRIOV技术
首先要明确一点，那就是全虚拟化网卡的性能是不如半虚拟化网卡的，因为半虚拟化网卡virtio是使用了驱动进行改造了的，所以性能上肯定是强过用户态下的全虚拟化网卡，这点我们在上一章讲磁盘优化的时候也提到过。
这张图可以看出全虚拟化跟半虚拟化的区别
使用virtio 就是让vm的数据包直接跟虚拟化层接触，如上图。
注意，Linux的内核是从2.6.24才开始支持Virtio的。CentOS6系列都是支持的，我们查看linux是否支持Virtio可以通过下面这个命令查看：
grep -i Virtio /boot/config-2.6.32-358.2.1.el6.x86_64 （演示的宿主机是CentOS7.1)
Linux系统原生自带就有，但是如果你的虚拟机是Windows，那么得装Virtio驱动。
那么下载Virtio驱动是在这个网址：
使用Virtio，我们可以在创建虚拟机的时候在Virtual Machine Manager图形界面里指定下：
当然也可以编辑XML文件，添加<model type='virtio'/>
如果你不指定，那么虚拟机会默认使用8139的全虚拟化网卡，8139网卡是Realtek的百兆。
在实际的测试结果中使用virtio要比使用e1000或者rtl8139网络吞吐性能要高出2倍左右，如下图的测试数据就可以看出，注意，蓝色和绿色分别是全虚拟化下的8139和e1000，红色的就是virtio模式；测试的数据差距确实很大。
vhost-net是对于virtio的优化，在内核中加入了vhost-net.ko模块，使得对网络数据可以在内核态得到处理。
我们可以从这图看到，数据包从虚拟网卡出来后，直接跳到了内核那一层中。这里要注意的是，如果你要使用vhost-net那么，你虚拟机的网卡类型必须是virtio的。
我们要使用vhost-net，只要编辑虚拟机的XML文件，加入<driver name="vhost"/>即可
如果不使用vhost-net那么把vhost变成qemu或者删除这句话。
至于vhost-net跟virtio的区别，我们可以看红帽官方文档的解释：
首先，我们可以从架构图看到区别，vhost_net 下用户态QEMU不参与数据包的发送了，虚拟机数据包直接进入内核态，减少了两个空间内存拷贝和cpu的切换。这样的好处就是图中红色框框里说的那样，可以降低延迟以及提高CPU的使用率。但是这里要注意一点的就是，如果虚拟机接收数据包的速度慢于宿主机发送的速度，那么不建议使用vhost_net。
虚拟机网卡独占，很简单，就是说把宿主机的网卡直接配置给虚拟机使用，这样，减少了中间的三个层次，如图：
我们可以先用lspci命令查看宿主机pci网卡信息：
当然，这里会显示很多PCI设备，我们可以过滤下，只显示网卡的PCI信息
# lspci | grep Ethernet
通过上面这个命令，我们可以发现宿主机有4块网卡（注意前面02:00.0的短标识符信息，我们接下来会用到）
我们使用virsh nodedev-list --cap pci命令也可以罗列出PCI设备列表
注意，我们可以通过上个图中前面显示的短标识符（如02:00.0），找到下面对应的PCI名称（后面的02_00_0），如红色框框所示：
然后我们可以再用virsh nodedev-dumpxml + pci name得到PCI XML配置信息：
如：virsh nodedev-dumpxml pci_0000_02_00_0
OK，以上是PCI信息的查看，那么我们如何把PCI网卡直接丢给虚拟机使用呢？接下来我们做以下配置即可：
首先你得确认你的宿主机是否开启了IOMMU服务，CentOS7下默认是不开启的，我们用命令dmesg | grep -iE "dmar|iommu"可以先查看（执行这个命令如果没任何输出，说明没打开）。然后我们修改vim /etc/sysconfig/grub ，在GRUB_CMDLINE_LINUX那行添加intel_iommu=on（如果是intel平台的话）；再然后执行grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg生效，最后重启系统。
做完以上操作之后，我们就可以开始给虚拟机添加PCI设备了。
我们要关注的是PCI XML信息里的以下四个：
<domain>0</domain>
<bus>2</bus>
<slot>0</slot>
<function>0</function>
有了这四个信息后，我们先把需要设置的VM进行关机，然后运行virsh edit vmname 进行xml的修改。
我们在虚拟机的XML添加下面内容：
<hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'>
<source>
<address domain='0' bus='2' slot='0' function='0'
完
相关阅读：
以上是关于2017版：KVM网络性能调优终极版的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章