云服務(wù)器虛擬化超分與虛機性能關(guān)系分析

虛擬化技術(shù)是云計算商業(yè)模式的基礎，它也是推動(dòng)云計算經(jīng)濟的核心技術(shù)。虛擬化是指使用虛擬化軟件在計算機硬件上創(chuàng )建抽象層，將單個(gè)計算機的硬件元素（包括處理器、內存、存儲器等）分成多個(gè)虛擬計算機 (VM)， 每個(gè) VM 都運行自己的操作系統 (OS) ，類(lèi)似于獨立的計算機。這樣虛擬化技術(shù)能讓一臺服務(wù)器變成幾臺甚至上百臺互相隔離的虛擬服務(wù)器，不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內存、存儲、I/O等硬件變成可以動(dòng)態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡(jiǎn)化系統管理，實(shí)現服務(wù)器整合池化，讓IT對業(yè)務(wù)的變化更具適應力。虛擬化能夠提高企業(yè)資源運營(yíng)效率，節約能耗，降低經(jīng)濟成本和空間浪費。

服務(wù)器虛擬化示意圖

CPU虛擬化公式：

vCPU數量=CPU數量*每顆CPU核數*線(xiàn)程數*超分比

CPU和vCPU的關(guān)系

   “超分”是云計算虛擬化技術(shù)的一個(gè)必然現象，超分也是虛擬化平臺的優(yōu)勢，它能夠將可分配給客戶(hù)的vCPU總數大于實(shí)際可用的物理CPU總數。因為物理機中的客戶(hù)虛機不可能都處于高負荷的狀態(tài)，所以適當的超分有助于資源的充分利用。 但當有些持續高CPU計算場(chǎng)景（如渲染）平臺用戶(hù)量過(guò)多時(shí)， CPU超分率數值過(guò)大會(huì )嚴重影響物理機性能，導致業(yè)務(wù)性能卡頓，影響服務(wù)體驗。那超分與虛機性能關(guān)系是怎樣的呢？

       其實(shí)超分是這樣一個(gè)概念：就是控制最大開(kāi)出的vcpu資源數，比如物理資源總核數為1000，不管在1:3還是1:5的超分下，當已經(jīng)開(kāi)出的資源小于1000時(shí)，基本上虛機獨立占用物理CPU的時(shí)間片，性能和獨享CPU性能基本一致，當開(kāi)出的資源是3000vCPU，且全部都在運行時(shí)，不管是1:3的超分還是1:5的超分，其實(shí)性能也是一樣，都是3vCPU共同使用一個(gè)物理CPU的時(shí)間片，當設置的超分越高，可開(kāi)出的最大虛機資源就越多，那么當實(shí)際資源開(kāi)的比較多時(shí)，就會(huì )存在CPU的時(shí)間片競爭，導致性能下降。太高的超分，如果在資源基本都開(kāi)滿(mǎn)的情況下會(huì )導致CPU調度時(shí)延的增加，CPU調度時(shí)延和CPU復用比增長(cháng)對應關(guān)系是非線(xiàn)性的，就是超分太大，會(huì )導致CPU自身在多個(gè)時(shí)間片的調度消耗增加，而留給虛機本身的算力會(huì )降得比較多。過(guò)大的CPU超分下，Linux系統可能表現為卡死，Windows虛擬機可能表現為藍屏。

       因此，結合天翼云多年業(yè)務(wù)實(shí)際經(jīng)驗以及業(yè)界廣泛采用的實(shí)際情況  對于共享型S系列云主機，x86服務(wù)器我們推薦采用的超分是1:3；國產(chǎn)化服務(wù)器推薦的是1:2。