第三种内核模式（System Ring0），模拟CPU以及内存，实现客户模式的切换，处理从客户模式的退出，KVM内核模块运行在这个模式下（CPU工作在 VMX Root Operation)。

02

Virtio(aTool) 和全虚介绍

Virtio半虚：实际上是在Qemu和虚拟机之间设置一个共享内存Vring，当有数据需要发送的时候，把数据拷贝到共享内存Vring中，然后调用一次VM_Exit退出到Qemu中，Qemu再把这个Vring的数一次性全部发出（注意：如果虚拟机此时在快速发包，有可能Vring中已经缓存了多个包，从而更进一步减少了VM_Exit）。这样可以减少VM_Exit的次数，从而大大提高性能（可以理解成在GuestOS和Qemu之间开了个后门）。

Virtio半虚拟可以获得很好的I/O性能，比纯软件模拟高于4倍多，其性能几乎可以达到和Native（即非虚拟化环境中的原生系统）差不多的I/O性能。所以，在使用KVM之时，如果宿主机内核和客户机都支持Virtio的情况下，一般推荐使用Virtio达到更好的性能。

IO全虚拟：以磁盘或者网络为例，当虚拟机有数据需要发送的时候，需要通过Qemu模拟所有的硬件寄存器，虚拟机OS把这些数据填充到模拟的硬件中，然后访问设置这些寄存器，触发VM_Exit退出，Qemu接收到这些数据，再把这些数据真实的写入到磁盘、发送到网卡。这个过程发送一个数据包，可能要多次设置寄存器，导致多次退出，从而性能较差。

03

超配原理以及限制介绍

虚拟机在Hypervisor看来，就是一个配置文件+vDisk文件（配置文件会注明磁盘大小、CPU、内存数量、型号等等基础信息，这些信息会在虚拟机启动的时候，传递到虚拟机启动参数），而每个vDISK实际上在Hypervisor看来就是一个文件。

KVM的vDISK有两种格式：RAW 和 QCOW2格式。RAW格式性能更高些，但相比QCOW2，RAW不支持快照、精简分配等特性，故而深信服采用的是QCOW2格式。

对于QCOW2文件，有三种模式：精简分配、动态分配（需要底层存储支持空洞文件）、预分配模式。其中“预分配”性能最好，接近于RAW格式的性能，“精简分配”性能最差，“动态分配”居中（注意：目前超融合中动态分配已接近于预分配性能、aSAN有优化）。

对于精简分配和动态分配，假设实际上是配置文件写分配2TB,但实际QCOW2文件占用可能很小（实际大小取决于真实数据），因而可以超配，即配置的虚拟机总磁盘大小，大于实际物理主机的磁盘大小。

物理主机虚拟内存包含物理内存（内存条，高速）+ SWAP（硬盘分区、龟速）；物理内存不够时，系统会根据配置使用SWAP分区（深信服超融合在平台上默认设置“尽量不用SWAP”的策略）。vMEM超配本质是假设给虚拟机分配32G内存，虚拟机实际占用只了24G，理论上8G（32G-24G=8G）是可以回收的，这回收的部分理论上可以给其他虚拟机用。此时，就需要用到KSM（没有安装aTool的生效）或者气泡内存技术（安装了aTool的生效）。但内存超配可能会造成系统物理内存耗尽，导致系统卡顿的情况。因此，在核心系统上，要控制超分内存的比率，或者不要超配。

每个运行中的虚拟机在Hypervisor看来，就是一个系统进程，而vCPU是该进程的一个线程。同一时刻，每个vCPU线程最多占用一个物理CPU的逻辑核，且多个vCPU之间的同步、调度会消耗额外的资源（因此，当单个虚拟机的vcpu数量超过物理主机的逻辑核时，实际上会让虚拟机的性能反而变低）。

无论vCPU数量配置多大，总的物理主机CPU资源是恒定的，因而：

（1）单个虚拟机最大的配置不要超过物理CPU的核心数量；

（2）主机上运行所有虚拟机的总vCPU数量不能太多，否则调度消耗会增大。生产环境最佳实践为不超过CPU的逻辑核心的2倍，主要参考真实生产中物理CPU占用一般不超过20%；超配2倍以后，物理CPU占用40%左右，超配要考虑峰值预留，且物理CPU占用超过50%以上，已经比较繁忙了。

04

热迁移基本原理介绍

热迁移分为两种形式，一种是共享存储热迁移，此种热迁移形式，需要虚拟机镜像在共享存储上，此种迁移类型，只需要通过网络发送客户机的vCPU执行状态、内存中的内容、虚机设备的状态到目的主机上。另一种是跨主机跨存储热迁移，与跨主机不跨存储热迁移类似。不同的是其需要在目的存储创建相同配置的虚拟机镜像（空白的，没有数据），之后仍然是在目的宿主机上启动目的端Qemu进程， 目的端Qemu镜像打开新创建的镜像文件。另外还需要传送源端虚拟机的磁盘数据到目的端。

看点三

深信服aSV服务器虚拟化特色技术

虚拟机快速备份

通过快速的无代理磁盘备份保护您的数据，使用增量备份减少备份所需空间，降低备份成本。它能够实现无需备份软件和备份服务器，实现增量的备份，快速备份比普通基于快照备份 性能提升60%，且备份完成后，性能无损失。另外还能提供手工备份和定时备份功能，保证虚拟机文件的数据安全。与快照备份性能相比，深信服虚拟机快速备份在备份过程中性能影响小，备份后不影响性能。

CDP技术

CDP技术实现依赖于HCI自带的“备份技术” + “IO 分流技术”。虚拟机同时开启业务（Qemu）和CDP功能（cdp_worker），并为该虚拟机开辟一块共享内存作为主业务和CDP模块的共享缓存区。CDP模块（cdp_worker）可直接向Qemu下发备份指令，指示QCOW2镜像进行备份动作，形成全备和增备BP。首次开启CDP功能，需要进行一次全备生成BP基准点，后续根据设置的定期备份频率（小时级）定期生成BP点。BP点以备份文件的形式存在CDP数据存储区。CDP采用旁路架构+IO分流技术，经过共享缓存区，实现从主业务异步复制IO到CDP 日志存储区（io仓库）, 以IO日志的形式存在；根据设置的IO日志间隔时间（RPO=1s/5s），定期生成RP点，单独利用RP并不能够恢复数据，所有的RP均依赖于对应的BP。相较于传统CDP，搭载HCI的CDP技术有着更高的容错能力和虚拟机兼容性。

容灾技术

深信服采用“本地备份-异地容灾”的方案，本地提供秒级的持续数据保护方案，当虚拟机出现故障时，可以快速从本地的保护数据中恢复整台虚拟机；异地提供不同RPO（1秒、10秒、10分钟、30分钟、1小时、2小时、4小时、8小时、12小时、1天、2天、一周）的虚拟机级容灾功能，主、备站点皆为深信服的企业云平台。

基于AI的调度优化技术

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