[發明專利]一種解決大規模視頻云應用中的網絡性能瓶頸的方法

有效

• 申請號: 201710177298.7
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107026852B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 鄒春端
• 申請（專利權）人: 中電長城網際系統應用廣東有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 中山市銘洋專利商標事務所(普通合伙) 44286
• 代理人: 鄒常友

為克服虛擬技術在高I/O負載應用場景中的短板，本發明提出一種解決大規模視頻云應用中的網絡性能瓶頸的方法，其包括硬件環境實施步驟：配置有支持SR?IOV功能的PC服務器，該PC服務器具有支持SR?IOV功能的網卡；軟件環境實施步驟：所述PC服務器的虛擬化底層使用XenServer平臺，在PC服務器的BIOS設置中開啟SR?IOV功能，在網卡的BIOS設置中將其調整為SR?IOV模式，修改XenServer的啟動參數，配置需要直通給視頻應用虛擬機使用的網卡。本發明基于SR?IOV技術，將物理網卡直通給視頻應用虛擬機使用，使視頻流量處理程序直接與物理網卡交互，跳過虛擬化管理層和虛擬交換機層，從而解決虛擬化環境中的網絡丟包和延時抖動問題。

技術領域

本發明涉及計算機虛擬化領域之高性能I/O需求場景，具體涉及一種運用SR-IOV技術解決大規模視頻云應用中的網絡性能瓶頸的方法。

背景技術

虛擬化技術發展至今，主要適用場景還是集中在CPU密集、內存密集型應用，例如WEB應用等，其主要原因是虛擬化技術的CPU虛擬化、內存虛擬化技術出現最早，解決方案較為成熟，CPU和內存的虛擬化效率較高(達90％以上)。但是在涉及高I/O負載的應用場景中，如大規模視頻應用、高負載數據庫應用、3D游戲等場景，虛擬技術很少能得到應用，這是由于I/O虛擬化效率表現不佳(30％-60％不等)，這也意味著這些應用無法進行虛擬化，無法享受虛擬化架構所帶來的各種好處，如快速部署、快整遷移、硬件解耦、集群HA等。

在傳統虛擬化技術架構中，由于虛擬機中的所有網絡流量都必須經過虛擬化底層管理程序、虛擬交換機進行中轉，在網絡流量較大時(大于400Mbps)，會造成巨量的CPU中斷與CPU上下文切換，嚴重時，會占用所有CPU資源，導致虛擬機網絡出現丟包、延遲大幅度抖動等故障。

視頻應用場景對網絡質量要求極高，要求網絡通道高帶寬、低延遲、低抖動，否則很容易出現視頻畫面卡頓、花屏故障。在大規模視頻應用場景下，每臺視頻服務器將承載100-200路視頻，網絡流量高達800Mbps，如果使用普通的虛擬化技術架構來承載視頻流量，視頻畫面會出現嚴重卡頓、花屏現象，故此，目前市場主流的大規模視頻解決方案都使用物理服務器進行部署。

發明內容

為克服虛擬技術在高I/O負載應用場景中的短板，本發明提出一種解決大規模視頻云應用中的網絡性能瓶頸的方法，其基于SR-IOV技術，將物理網卡直通給視頻應用虛擬機使用，使視頻流量處理程序直接與物理網卡交互，跳過虛擬化管理層和虛擬交換機層，從而解決虛擬化環境中的網絡丟包和延時抖動問題。

具體技術內容如下：

一種解決大規模視頻云應用中的網絡性能瓶頸的方法，其包括硬件環境實施步驟和軟件環境實施步驟；

所述硬件環境實施步驟是：

S11，配置有支持SR-IOV功能的PC服務器，該PC服務器具有支持SR-IOV功能的網卡；

所述軟件環境實施步驟是：

S21，所述PC服務器的虛擬化底層使用XenServer平臺，并于其視頻應用虛擬機中安裝有若干視頻服務軟件，包括視頻流轉發軟件和視頻數據存儲軟件；

S22，在PC服務器的BIOS設置中開啟SR-IOV功能，在網卡的BIOS設置中將其調整為SR-IOV模式；

S23，修改XenServer的啟動參數，配置需要直通給視頻應用虛擬機使用的網卡，具體包括以下操作：

S231，定位需要網卡的PCI總線地址，將查詢出來的網卡PCI總線地址的編號填入到配置文件中，并重啟PC服務器令其生效；

S232，查詢到視頻應用虛擬機的UUID，為視頻應用虛擬機分配硬件直通網卡；