[发明专利]一种轻量级的高性能互连网络软件虚拟化方法

说明书

本发明公开一种轻量级的高性能互连网络软件虚拟化方法，包括：S101、虚拟机上的进程创建资源：虚拟机向宿主机申请资源号；虚拟机对资源进行配置；虚拟机上销毁资源；S102、虚拟机上收发消息：虚拟机上的进程创建资源完成后，建立专用的数据通路；进行通信时，用户进程直接通过IO写操作按消息队列门铃，然后由网卡通过DMA操作将消息直接从发送方的用户缓冲区拷贝到目的方的用户缓冲区。本发明通过纯软件的形式实现高性能互连网络的虚拟化功能，不需要硬件额外增加设计来实现其它虚拟化标准，支持硬件资源的动态、按需分配，支持容器式虚拟机快速部署和故障物理隔离等功能，且虚拟机上收发消息时内存零拷贝，虚拟机网络性能损失小。

技术领域

本发明涉及互连网络虚拟化领域，尤其涉及一种轻量级的高性能互连网络软件虚拟化方法。

背景技术

互连网络虚拟化要实现下列功能：每个虚拟机都能看到独立的NI设备；虚拟NI具有跟物理NI一样的通信性能，即所有虚拟机上的进程都能旁路虚拟机管理器和本地虚拟机操作系统直接访问硬件并进行通信。目前，基于PCIE总线的IO设备虚拟化通用标准是SRIOV(Single Root I/O Virtualization)。SRIOV技术是一种基于硬件的虚拟化解决方法，允许在虚拟机之间高效共享PCIE设备。支持SRIOV的PCIE设备可以配置成多个VirtualFunction(VF)，每个VF都具有自己的PCIE配置空间。大多数网卡设备采用SRIOV技术实现虚拟化，但是SRIOV需要EP提供支持，这种支持要么是用硬件逻辑实现，要么是通过嵌入式处理器加固件的形式实现。另外，SRIOV硬件资源是预先划分的，不能灵活支持可变数量的多个VM。

发明内容

本发明的目的在于通过一种轻量级的高性能互连网络软件虚拟化方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种轻量级的高性能互连网络软件虚拟化方法，该方法包括：

S101、虚拟机上的进程创建资源：S1011、虚拟机向宿主机申请资源号；S1012、虚拟机对资源进行配置；S1013、虚拟机上销毁资源；

S102、虚拟机上收发消息：虚拟机上的进程创建资源完成后，建立专用的数据通路；进行通信时，用户进程直接通过IO写操作按消息队列门铃，然后由网卡通过DMA操作将消息直接从发送方的用户缓冲区拷贝到目的方的用户缓冲区。

特别地，所述步骤S1011具体包括：一、虚拟机通过hcall向宿主机发起申请；二、宿主机收到申请后，查询位图，找出未分配的资源，并将资源号返回给虚拟机；其中，所有资源号均由宿主机管理和分配，宿主机为每类资源都维护一张位图，记录资源的分配情况。

特别地，所述步骤S1012具体包括：虚拟机申请到资源号后，直接访问该资源的配置寄存器进行初始化。

特别地，所述步骤S1013具体包括：一、虚拟机直接访问该资源的配置寄存器进行销毁操作；二、虚拟机向宿主机归还资源号：虚拟机通过hcall向宿主机发起申请；宿主机收到申请后，修改位图，将资源号释放。

特别地，当某个虚拟机出现故障后，宿主机将回收该虚拟机占用的资源号。

本发明提出的轻量级的高性能互连网络软件虚拟化方法通过纯软件的形式实现高性能互连网络的虚拟化功能，不需要硬件额外增加设计来实现其它虚拟化标准(如SRIOV)，支持硬件资源的动态、按需分配，支持容器式虚拟机快速部署和故障物理隔离等功能，且虚拟机上收发消息时内存零拷贝，虚拟机网络性能损失小。

附图说明

图1为本发明实施例提供的轻量级的高性能互连网络软件虚拟化方法的工作原理图。

具体实施方式