云服務器虛擬化超分與虛機性能關系分析

虛擬化技術是云計算商業(yè)模式的基礎，它也是推動云計算經濟的核心技術。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，將單個計算機的硬件元素（包括處理器、內存、存儲器等）分成多個虛擬計算機 (VM)， 每個 VM 都運行自己的操作系統(tǒng) (OS) ，類似于獨立的計算機。這樣虛擬化技術能讓一臺服務器變成幾臺甚至上百臺互相隔離的虛擬服務器，不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內存、存儲、I/O等硬件變成可以動態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化系統(tǒng)管理，實現(xiàn)服務器整合池化，讓IT對業(yè)務的變化更具適應力。虛擬化能夠提高企業(yè)資源運營效率，節(jié)約能耗，降低經濟成本和空間浪費。

服務器虛擬化示意圖

CPU虛擬化公式：

vCPU數(shù)量=CPU數(shù)量*每顆CPU核數(shù)*線程數(shù)*超分比

CPU和vCPU的關系

   “超分”是云計算虛擬化技術的一個必然現(xiàn)象，超分也是虛擬化平臺的優(yōu)勢，它能夠將可分配給客戶的vCPU總數(shù)大于實際可用的物理CPU總數(shù)。因為物理機中的客戶虛機不可能都處于高負荷的狀態(tài)，所以適當?shù)某钟兄谫Y源的充分利用。 但當有些持續(xù)高CPU計算場景（如渲染）平臺用戶量過多時， CPU超分率數(shù)值過大會嚴重影響物理機性能，導致業(yè)務性能卡頓，影響服務體驗。那超分與虛機性能關系是怎樣的呢？

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

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