英特尔第四代至强可扩展处理器助AWCloud云计算管理平台加速虚拟机热迁移

近期海云捷迅AWCloud云计算管理平台完成与英特尔第四代至强可扩展处理器的支持验证，得益于第四代英特尔至强可扩展处理器内置的英特尔QAT的加持，海云捷迅AWCloud云计算管理平台成功降低了内存页压缩/解压缩所带来的性能压力，将虚拟机热迁移效率提升了6.9-8.2倍并提高了成功率，同时通过实现虚拟机设备透传大幅提升了性能，可为企业用户提供更高效、更安全、更可靠的云计算服务。

挑战

• 如何在虚拟机热迁移等场景中，改善数据压缩性能，提升迁移效率；
• 如何降低虚拟机热迁移中的资源占用，保证业务性能；
• 如何提升虚拟机的性能；
• 如何降低在硬件方面的支出，降低总体拥有成本(TCO)；
• 如何在虚拟机迁移过程中，降低由于虚拟机较大导致虚拟机迁移失败的几率。

解决方案概述

为了提高关键业务的服务等级协议(SLA)保障能力，越来越多的云端用户强化了虚拟机热迁移方面的能力部署，以保障业务不中断。在虚拟机热迁移过程中，需要在源主机上进行内存页的压缩，并在目标主机上对压缩后的内存页进行解压缩，这会带来较高的性能压力。海云捷迅在AWCloud云计算管理平台中采用了第四代英特尔至强可扩展处理器集成的英特尔QAT加速，将虚拟机热迁移效率提升了6.9-8.2倍。此外，海云捷迅还通过QAT实现了虚拟机的设备透传，支持在虚拟机中充分利用英特尔QAT加速器，显著提升虚拟机性能。

采用英特尔QAT加速虚拟机热迁移

AWCloud云计算管理平台是为企业用户提供的用于统一管理多种云资源的云计算管理平台。通过超融合、软件定义网络、容器、自动化运维等技术的综合应用，这一平台使企业能够以较低的初始成本快速实现基础设施的“云化”。同时，产品可以随着企业规模的扩大、自身业务的增长，实现 “积木堆叠式” 的弹性扩容，按需升级。平台能够以企业的视角，支持客户从数据中心、部门、项目等不同的维度对资源进行统一的规划、管理和计量。

图1：AWCloud云计算管理平台全对称部署架构

AWCloud云计算管理平台利用了第四代英特尔至强可扩展处理器集成的英特尔QAT加速器，以加速虚拟机热迁移等场景。第四代英特尔至强可扩展处理器通过创新架构增加了每个时钟周期的指令，提供了卓越性能和强大安全性，可根据用户的业务需求进行扩展。其集成的英特尔QAT面向高性能安全性、私钥保护和压缩/解压缩等场景，能够将相关负载从CPU卸载到QAT中，有效提升应用程序和平台的性能。

为验证英特尔QAT的加速效果，海云捷迅进行了测试，测试分别在高负载与无负载环境下进行，以数据压缩的方式进行虚拟机热迁移，测试迁移的总耗时，方案验证配置如表1所示。测试数据如图2所示，启用QAT加速器显著提升了虚拟机热迁移的效率，此外，测试还显示，在高负载下，没有启用QAT加速器的虚拟机迁移可能会出现失败，而在启用QAT加速器之后，均能够顺利完成迁移。

此外，海云捷迅还通过测试证明，无论是QAT_PF还是QAT_VF均可以完成虚拟机的设备透传，从而能够支持在虚拟机中充分利用QAT功能，有效提升性能。

表1:方案验证配置

图 2. 虚拟机热迁移效率比较

收益

• 将压缩和解压缩操作卸载到QAT加速器，提升了虚拟机在线迁移效率；
• 通过QAT实现虚拟机设备透传，支持在虚拟机中使用QAT加速器；
• 通过压缩和解压缩大幅提升虚拟机迁移的成功率；
• 避免了部署单独的加速器所带来的成本，并降低了系统设计的复杂度；
• 通过虚拟机热迁移，有助于保证客户业务连续性。

展望

得益于英特尔QAT加速器的加持，AWCloud云计算管理平台将在全行业的基础架构层提供更高的计算、存储、网络和安全性能表现，特别是在医疗、金融、能源、工业、交通等行业对业务实时性有高要求的场景中起到关键效率提升作用，助力企业业务进一步增长。

海云捷迅还将进一步深入与英特尔合作，解锁QAT等加速器在更多云与虚拟化场景中的性能潜力，例如在存储方面，通过QAT数据压缩解压缩提升存储系统的性能和效率；在网络方面，利用QAT加解密来加速数据的加密传输。通过这些创新合作，双方将能够更好地满足云数据中心建设、传统数据中心改造上云、混合云统一管理、分支机构IT资源统一管理等不同场景的应用需求，加速企业的数字化转型。