SR-IOV（一）

SR-IOV是一项由PCI-SIG组织定义的规范，这个规范的完整名字叫《Single Root I/O Virtualization and SharingSpecification》，可以在SIG网站下载到。SR的意思是SingleRoot（单个根联合体，或者换句话讲，就是单个CPU，一个领导容易理解）。IOV即I/O virtualization，也就是I/O虚拟化。

       当前，虚拟化技术是非常火热的一个技术方向，包括的内容也非常的多。

       维基上对于虚拟化是这样定义的：

 Incomputing, virtualization refers to the act of creating a virtual (rather thanactual) version of something, including virtual computer hardware platforms,storage devices, and computer network resources。

       虚拟化技术又可分为基于硬件的虚拟化和基于软件的虚拟化。我们这里主要讨论的是基于硬件的虚拟化技术，特别是针对PCIe设备的硬件虚拟化技术。SR-IOV是这些虚拟化技术中的一种。

       虚拟化技术中心需要解决的几个关键问题，一是安全，如果能够做到物理隔离是最好的。另一个是性能，软件模拟的终究会有天生的性能弱点，受制于CPU处理性能。

       传统的虚拟化系统中，软件实现了一个管理硬件和虚拟机之间的中间层。通常称之为Superviso。它提供了硬件和虚拟机之间的接口，负责安全性，并确保虚拟机之间的隔离和安全。Supervisor必须通过为每个虚拟机模拟（实例化）一个虚拟的以太网控制器设备并支持VM来访问。显然，这样的系统很容易造成性能瓶颈。

而PCI SIG定义的SR-IOV，则是跟传统虚拟化完全不同的玩法。是一种不需要软件模拟就可以共享PCIe I/O设备的物理功能（PF: Physic Function）的方法。SR-IOV规范定义了可以创建PCIe设备物理端口的虚拟功能（VF:Virtual Function）。每个虚拟功能都可以被直接分配给一个虚拟机使用,每个虚拟机都可访问唯一的硬件资源。因此，SR-IOV实现了设备的单独分配和使用，且实现了虚拟机直接访问硬件，性能也得到极大的提升。

使用带有SR-IOV功能的设备，可以在硬件中实现虚拟设备。使用SR-IOV而不是更传统的网络虚拟化的好处是，在SR-IOV虚拟化中，VM通过直接内存访问（DMA）直接与硬件网络适配器通信。可以实现最佳的系统性能，提供接近“裸机”的性能。

       大概了解IOV之后，我们再回头来看看SR的定义，SR就是Single Root，单根节点。PCI-SIG在定义SR-IOV之后，同样定义了另一套规范，叫MR-IOV（Multi-Root I/OVirtualization and SharingSpecification）。之所以叫MR，是为了和SR区分，因为MR-IOV支持多个根节点。

       尝试简单对比一下SR-IOV和MR-IOV的逻辑框图。如下： 

SR-IOV

​MR-IOV

很明显，SR-IOV只支持一个Root Complex，而MR-IOV支持多个Root Complex，并且，需要特殊的支持MR-IOV的Switch才能够组网。MR-IOV的各种组合更加的复杂和多变。但归根结底，都是有SR-IOV演变的。因此，首先需要了解清楚SR-IOV。