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SR_IOV及虚拟机网卡直通

2013年09月10日

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用正确的工具，做正确的事情

SR_IOV，全称Single Root I/O Virtualization，定义了实现PCI-e设备在虚拟机之间高效共享的规范，通俗点讲也即对于支持SR_IOV的一块物理网卡（PF）可以可以虚拟出多个虚拟网卡（VF），每个虚拟网卡都有自己独立的PCI-e配置空间，同时又共享PF的一些功能如网卡控制器、网络接口等。

利用VT-D 的passthrough技术虚拟机直通VF，可以使得虚拟机网络IO的性能接近于物理环境。

因此SR_IOV结合passthrough是一种可以很好的解决性能和可扩展性的IO虚拟化解决方案。

整体系统部署架构引用Ovirt上的一张图：

PCI-e SR-IOV和Passthrough

SR-IOV功能配置

Intel x85架构服务器 Intel I350网卡 SR-IOV功能配置过程：

  • 首先通过修改bios确保已经开启硬件辅助虚拟化功能，如intel架构VT技术，修改内核启动项，添加内核启动参数（intel架构）：intel_iommu=on。

  • 重新加载网卡驱动程序，并指定系统激活虚拟网口的数量：

    modprobe -r igb && modprobe max_vfs=4

    lspci grep net

可以发现系统已经激活了4个vf虚拟网卡。

kvm虚拟机直通VF

宿主机卸载VF

首先确定要卸载的pci设备的vendor & device和PCI设备编号：

[root@localhost ~]# lspci -nn | grep net
05:00.0 Ethernet controller [0200]: Intel Corporation I350 Gigabit Network Connection [8086:1521] (rev 01)
05:00.1 Ethernet controller [0200]: Intel Corporation I350 Gigabit Network Connection [8086:1521] (rev 01)

假设要卸载第一块网卡：

echo "8086 1521" > /sys/bus/pci/drivers/pci-stub/new_id
echo 0000:05:00.0 > /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/driver/unbind
echo 0000:05:00.0 > /sys/bus/pci/drivers/pci-stub/bind

然后在查看当前系统pci设备信息，发现已经看不到该pci设备了。

也可以使用libvirt工具来卸载选定的pci设备，首先确定待卸载设备的相关PCI信息：

[root@localhost ~]# virsh nodedev-list --tree
computer
  |
.... 
  |
  +- pci_0000_00_1c_0
  |   |
  |   +- pci_0000_05_00_0
  |   |   |
  |   |   +- net_eth0_00_1e_67_45_7d_ff
  |   |
  |   +- pci_0000_05_00_1
  |       |
  |       +- net_eth1_00_1e_67_45_7e_00
....

假设要卸载eth0,执行：

virsh nodedev-dettach pci_0000_05_00_0

然后确认当前系统已经看不到该pci设备。

kvm虚拟机直通VF

使用libvirt启动虚拟机的话，libvirt配置文件：

<devices> …
	<hostdev mode=’subsystem’ type=’pci’ managed=’yes’>
	<source>
    	<address domain=’0x000′ bus=’0x05′ slot=’0x00’ function=’0x0’/>
	</source>
   	</hostdev>
</devices>

使用qemu命令直接启动虚拟机：

/usr/bin/qemu-kvm -name vdisk -enable-kvm -m 512 -smp 2 \
-hda /mnt/nfs/vdisk.img \
-monitor stdio \
-vnc 0.0.0.0:0 \
-device pci-assign,host=05:00.0

玩的开心 !!!