1.1.2 分配方式和分配颗粒度

最后更新：2021/07/04

分配方式可以包括从静态分配到动态分配（需要人工点击菜单或者输入命令）；从整机一次性分配到随时自动动态分配（当然在一定的规则指导下）。如果通过硬件进行切分，则根据切分方式可以分为：按照预定的处理板进行切分（每块板上有固定数量的CPU、内存和IO槽位，一个处理板是最小分配单元），每个分区可以包含一个或者多个处理理板；按照CPU内核、IO槽位，最小分配单位为一个CPU、一个IO槽位；按照CPU时间片切分、IO采用类似VLAN的方式共享（虚拟IO控制卡）等多种方式，越来越灵活。

由于CPU、IO卡的处理速度越来越快，Unix小型机的各种资源很多时候处于闲置状态，为提高利用率考虑，自然想到了动态CPU、内存分配，甚至让多个系统共享几颗物理CPU或者一块IO卡的高速带宽（10Gb Ethernet，4Gb Fiber Channel， Infinity Band），多个虚拟的IO接口卡透过一块物理IO卡与外界通信。当然，物理设备越来越高的可靠性、操作系统对多路径数据访问提供自动负载均衡和冗余也为共享提供了可能。

在进行资源分配的时候，虚拟化系统可以采用静态、非实时的动态、实时的动态三种方式进行资源分配。前两种方式由于都是独占资源，即资源一旦分配给某个特定的使用者（通常被称为分区），使用者将占据被分配的全部资源，即能不多，也不少；而实时动态资源分配则需要在分配的同时要考虑瞬间过载情况，这又涉及了服务质量保证问题。

静态的分配方式比较简单，硬件分区技术就是最常见的静态分配方式。它以物理板为基础进行资源分配，Sun小型机的Domain技术，HP小型机的nPar技术，IBM Power小型机的静态分区（或静态逻辑分区/非共享分区）都是这种类型。在创建分区的时候需要按照产品物理设计的边界进行切分，而且切分要在分区启动之前进行，有时还需要复杂的重新初始化分区资源过程才能保证新分区能够正确识别所有资源。静态分配方式虽然是比较早期的技术，但对于有某些特殊要求的系统，静态分配方式是唯一的选择。例如系统要求非常严格的硬件隔离，则只有静态分配方式才能满足（并非说任何静态分配技术都能实现硬件隔离，而是硬件隔离要求静态分配资源），不过随着技术发展，绝对严格地要求硬件隔离的场合越来越少，通常是只要能达到一定程度的隔离就可以被接受；

非实时动态是一种支持动态分区资源调拨的虚拟化技术，创建分区之时可以设定一个资源使用范围，在不超过这个范围之内，分区资源能够通过各种管理方式进行调拨——加入或者移出分区，IBM小型机的逻辑分区LPar，HP的vPar，SUN的Dynamic Domain都是这一类的虚拟化技术。

实时动态资源分配技术支持根据各个分区对资源的要求，自动地动态调整资源分配，这其中有纯软件实现的软分区（或软件分区，这种软件并非不一定是操作系统软件，可能是一种类似操作系统的软件，例如VMWare），也有通过硬件完成。通常实时动态资源分配技术的颗粒度比较细，例如IBM的Micro Partition（微分区）技术能够以1/10的粒度对CPU进行切分，以1/100的颗粒度动态调整CPU资源，并且通过Hypervisor（专用的控制电路和系统，相当于固化到Power系统硬件中的VMWare）进行分区间通信，将某个分区（VIOS，Virtual IO Server）的物理设备映射成为自己的一个虚拟设备使用，使多个分区可共用同一组物理设备进行计算、通信。Power 6以后的IBM小型机更增加了实时物理内存调拨功能，可以让物理内存同CPU资源一样动态在各个分区之间分配。

如果没有服务质量保证配合，虚拟化技术只能使用抢占资源模式进行资源分配，即谁用得多，谁就可以获得更多，如果一个分区负载过重，会影响到其他分区。企业级业务系统与普通、个人系统的最重要区别之一就是服务质量保证功能，因此IBM的小型机虚拟化技术通过规划各种参数，进行资源分配控制，可以实时控制各个分区可以使用的CPU、内存、IO资源。

标签：1.1,静态,分区,分配,颗粒,IO,CPU,资源分配
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