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virtio
我目前正在使用 Debian 为主机和客户端安装 VirtualBox 服务器。我在网络性能和 CPU 负载方面遇到了一些麻烦，尤其是在使用仅主机网络时，我不知道如何进一步跟踪。
主机和客户端都没有可用的 GUI。
我进行了几次测试iperf以了解出了什么问题。
主机 = Virtualbox 主机（运行iperf -s）、Core i7（4x2 内核 @ 1,6 GHz）、16 GiB RAM
- 192.168.0.13、eth0（板载 Broadcom 千兆）、Gigabit Cat.6 通过 SoHo 千兆交换机
- 192.168.0.20, eth1 (Broadcom Gigabit onboard), Gigabit Cat.6 via SoHo Gigabit Switch
- 192.168.14.1、vboxnet0、VirtualBox 仅主机网络
- 操作系统：Debian 7.2.0 amd64 (Wheezy)、内核 3.2.0-4-amd64、SMP Debian 3.2.51-1 x86_64
- VirtualBox：4.1.18_Debianr78361
客户端 = VirtualBox 客户端（运行iperf -s），2 个内核，2 GiB RAM
- 192.168.0.14, eth0, 使用 virtio 桥接到主机的 eth1
- 192.168.14.100、eth1、vboxnet0、VirtualBox 使用 virtio 的仅主机网络
- 虚拟机上的 lsmod 列出了“virtio_net”、“virtio_PCI”、“virtio_ring”和“virtio”
- 安装了 virtualbox-guest-(dkms|utils|x11) 和 virtualbox-ose-guest-x11
- 操作系统：Debian 7.2.0 amd64 (Wheezy)、内核 3.2.0-4-amd64、SMP Debian 3.2.51-1 x86_64
其他物理机（运行iperf -s）
- 192.168.0.2，通过 SoHo 千兆交换机的千兆 Cat.6
- 操作系统：Ubuntu 服务器
测试 1：物理机上的环回性能很好（>60 Gbit/s），并且被 iperf-client 造成瓶颈，它使一个内核饱和：
- 场景：物理机环回
- 命令：
iperf -c 127.0.0.1 -B 127.0.0.1 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s)：62100 61900 61800 61900 61800 61900 61900 61900 61800 -> 61900
- CPU：主机(iperf -s) 70 %，主机(iperf -c) 100 %
测试 2：通过 eth0 的经典连接按预期工作：
- 场景：主机 eth0（板载 Broadcom Gigabit）-> 其他物理有线机器通过交换机
- 命令：
iperf -c 192.168.0.2 -B 192.168.0.13 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s)：942 941 941 941 941 941 941 941 941 -> 941
- CPU：主机（iperf -c）3.5%
测试 3：通过 eth1 的经典连接按预期工作：
- 场景：主机 eth1 (Intel Gigabit Server 4xNIC PCIe) -> 其他物理连线机器通过交换机
- 命令：
iperf -c 192.168.0.2 -B 192.168.0.20 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s)：942 941 941 941 941 941 941 941 941 -> 941
- CPU：主机（iperf -c）3.5%
测试 4：虚拟机内的环回几乎按预期使两个虚拟内核饱和；达到主机本机速度的 30%：
- 场景：完全在虚拟机内环回
- 命令：
iperf -c 192.168.14.1 -B 192.168.14.100 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s)：19600 19500 19600 19500 19500 19600 19600 19500 19500 -> 19500
- CPU：主机(VBoxHeadless) 200%，客户端(iperf -s) 75 %，客户端(iperf -c) 100 %
测试 5：桥接到外部世界的 virtio 驱动程序的性能为 50 % (40 - 70 %)，并在客户端空闲时显着占用主机 CPU：
- 场景：Virtualbox eth0 virtio 桥接到主机 eth1 -> 其他物理有线机器通过交换机
- 命令：
iperf -c 192.168.0.2 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600
- 带宽（Mb/s）：401 458 480 367 582 720 431 388 696 553 -> 508
- CPU：主机(VBoxHeadless) 30-60 %，客户端(iperf -c) 3 %
测试 6：桥接到主机的 virtio 驱动程序受到客户端 CPU 的瓶颈，仅达到主机本机速度的 12%！
- 场景：Virtualbox eth0 virtio 桥接到主机 eth1 -> 主机的 eth1
- 命令：
iperf -c 192.168.0.20 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600
- 带宽（Mb/s）：7420 7660 7310 7620 7690 7580 7570 7580 7700 7710 -> 7580
- CPU：主机(VBoxHeadless) 160 %，主机(iperf -s) 11 %，客户端(iperf -c) 100 %
测试 7：使用 virtio 的 Host-only 网络受到客户端 CPU 的瓶颈，仅达到主机本机速度的 8%！
- 场景：Virtualbox vboxnet0 host-only virtio
- 命令：
iperf -c 192.168.14.1 -B 192.168.14.100 -i 60 -t 600
- 带宽（Mb/s）：4760 4740 4980 5300 4890 4560 5270 4850 5450 5070 -> 4990
- CPU：主机(VBoxHeadless) 170 %，主机(iperf -s) 13 %，客户端(iperf -c) 100 %
我添加了一些更多的测试，这让我得到了更令人困惑的结果 - 有些东西肯定坏了。
测试 8 = 使用 Intel 82545EM 的测试 6 比 virtio 慢
- 场景：Virtualbox eth0 Intel 82545EM 桥接到主机 eth1 -> 主机的 eth1
- 命令：iperf -c 192.168.0.20 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s)：3250 3300 3270 3290 3320 3380 3330 3330 3300 3300 -> 3310
- CPU：主机(VBoxHeadless) 110 %，主机(iperf -s) 5 %，客户端(iperf -c) 100 %
测试 9 = 使用 Intel 82543GC 的测试 6 非常慢！
- 场景：Virtualbox eth0 Intel 82543GC 桥接到主机 eth1 -> 主机的 eth1
- 命令：iperf -c 192.168.0.20 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600
- 带宽（Mb/s）：667 627 717 743 633 653 621 677 701 623 -> 666
- CPU：主机(VBoxHeadless) 35 - 117 %，主机(iperf -s) 5 - 17 %，客户端(iperf -c) 50 - 100 %
测试 10 = 使用 Intel 82545EM 的测试 5 ->无法建立连接
- 场景：Virtualbox eth0 Intel 82545EM 桥接到主机 eth1 -> 通过交换机的其他物理连线机器
- 命令：iperf -c 192.168.0.2 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s)：
- CPU：主机(VBoxHeadless) 30-60 %，客户端(iperf -c) 3 %
测试 11 = 测试 5 使用 Intel 82543GC，开始良好，然后减少到一小部分！？
- 场景：Virtualbox eth0 Intel 82543GC 桥接到主机 eth1 -> 通过交换机的其他物理连线机器
- 命令：iperf -c 192.168.0.2 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s)：935 941 909 936 941 940 941 339 219 216 -> 732
- CPU：主机（VBoxHeadless）100%，客户端（iperf-c）60%
Q1：为什么虚拟机内的Loopback测试（4）比主机上的同一个测试慢三倍？它不应该接近原生速度吗？
Q2：为什么普通的使用virtio的桥接网络在主机端造成如此大的负载，并没有达到1Gbps？测试 (5)
Q3：为什么虚拟机内的桥接测试（6）比主机上的环回测试慢八倍（比虚拟机上的环回慢三倍）？
Q4：为什么虚拟机内的host-only测试（7）比主机上的loopback测试慢12倍（比虚拟机上的loopback慢4倍）？
我预计一些虚拟化方面会影响 Q1-Q4。virtio 似乎导致 Q2-Q4 - 但我不知道在哪里调查或调整。
这一切听起来还不错。但问题源于对 iSCSI 使用仅主机网络。它导致 HDD 传输速度低至 10 MB/s，CPU 使用率高 - HDD 能够达到 147 MB/s。肯定有什么不对...