CPU和内存虚构化 云计算虚构化三部曲之一

大家好，我是IT售前工程师Bernie.

我们知道，虚构化技术是云计算的外围技术。经过虚构化，可以切割计算、存储和网络资源的颗粒度。虚构机可依据要求从池子里失掉和监禁各类型资源。

也就是说：当一个虚构机忙碌的时刻可以从池子里放开资源；当它闲置的时刻，再把这局部资源让进去，让其余的这个虚构机失掉。

Bernie将用3篇文章详细论述计算资源虚构化、存储资源虚构化和网络资源虚构化的底层原理。本文是第一篇，讨论计算资源的虚构化，欢迎浏览。

计算资源关键是CPU和内存，虚构化也就是这两种资源的虚构化。

CPU虚构化

我们以一台Intel6248R主机为例，启动深度的剖析。主机的CPU性能为：24外围、48线程，主频是3GHz，并且允许超线程。

那么一颗CPU的算力是多少呢？

未开启超线程时

一个CPU的算力 = 主频 * CPU外围数；

所以一颗6248R的CPU算力是 = 3*24 = 72GHz。

开启超线程时

超线程也是一个十分关键的概念，后续可以专门写一篇文章说明，这里便捷说一下：超线程是将一颗物理CPU经过复用的方式变为2颗逻辑CPU。

所以，假设开启超线程的话，一颗物理6248R的CPU算力是

3*24*2=144GHz

反常状况下一台主机是不会只性能一颗CPU的，至少也是2颗，我们就依照2颗计算。那么，在开启超线程的状况下，一台主机的总算力就是288GHz。

开启超线程后，关于单个CPU来说，可以提供进去的计算资源为

假设我们规则：一个最小集群中可以部署了4台雷同的主机，那么这个集群的总算力就是288*4=1152GHz

接上去，最关键的一步要来了！

虚构化之后，我们会经过云管平台创立一些虚构机VM，这些虚构机是如何调配上方说的这么多CPU算力的呢？

实践上，我们是给创立的虚构机划分线程的方式调配算力的。比如下图，创立两个虚构机：VM1和VM2，而后给VM1划分3个线程，给VM2划分4个线程。这就象征着VM1具有了9GHz的算力，VM2具有了12GHz的算力。

虚构机VM中的vCPU即为一个线程。所以，关于一台主机来说，在同一时辰一切VM中vCPU的总数不能高于总线程数。比如例子中的vCPU个数不能大于96.

这里有一个疑问：在上述例子中，我们假定总共创立了10个VM，把96个线程所有瓜分完了。我们还能继续创立虚构机吗？

答案是：

要素是：在云计算中存在资源超分的概念。

资源超分

比如上方是7个线程，我们创立了3个虚构机，每台虚构机调配了3个线程。假设在同一时辰，3个VM同时占满3个线程显然是不适合的，也做不到。

然而，云计算的超分形态完美地处置了资源过饱和的疑问。在超分形式下，vCPU可以经过期间分片轮番经常使用线程的方式启动计算。

不过超分形式也并不是十分完美的，它有或许降低vCPU实践算力。比如：原本一个线程是3GHz，即每秒钟计算30亿次，有或许在期间片轮番经常使用的状况下，平均1秒钟它能够经常使用到的期间只要0.5s，也就是说：每秒只能计算15亿次。

所以，超分形式下vCPU的最高算力是主频，最低或许是总算力/vCPU个数。

我们在实践的虚构化中，普通是会经常使用到超分的，这也是云计算的边沿效应。否则，云计算的灵魂也就不复存在了。不过，超分比也不是越高越好，太高了会影响VM的实践算力。

CPU回收

当虚构机销毁或许临时不要求这么多计算资源时，就触及到CPU的回收，以成功物理资源的最大化应用。由于vCPU虚构化是经过火时复用成功的，所以只需VM完结就会智能将CPU监禁掉，其余的虚构机就可以放开经常使用闲暇区的CPU算力了。

内存虚构化

在一个资源池中，总的内存资源是每台主机的内存的累加。内存的虚构化环节比CPU便捷一些，我们重点关注其放开和回收两个环节即可。

内存放开

每个虚构机VM可以向资源池放开内存，比如某个虚构机VM1在创立时设置内存参数为4G，有或许开机的时刻给它1G内存，在程序运转较多时再给它2G内存，但总数不超越4G。

内存回收

由于VM存在超分的状况，所以不是说虚构机VM销毁后，它占用的内存立刻回收。由于这个内存有或许也在被其余VM经常使用ing。底层操作系统平台会周期性地扫描判别内存经常使用状况，来选择回收与否。

比如在v-Sphere虚构化打算中，当主机：

总结

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