Включаем поддержку SR-IOV для виртуальных машин Hyper-V

SR-IOV (Single Root Input/Output Virtualization) это технология виртуализации аппаратных устройств хоста, позволяющая предоставить виртуальным машинам прямой доступ к устройствам. Технология позволяет виртуализировать различные виды устройств, но чаще всего используется для виртуализации сетевых адаптеров. В этой статье мы расскажем, как правильно включить и настроить SR-IOV для сетевых адаптеров виртуальных машин на сервере Hyper-V.

SRV-IOV поддерживается в Hyper-V начиная с версии 2012, в том числе в бесплатном Hyper-V Server. Мы не будем погружаться в теорию SR-IOV, вы можете найти подробное описание технологии в сети. Для практического понимания достаточно знать, что SR-IOV позволяет предоставить доступ виртуальным машинам непосредственно к физическим сетевым адаптерам хоста, минуя обработку трафика виртуальными коммутаторами Hyper-V. Один физический сетевой адаптер в режиме SR-IOV может обслуживать несколько виртуальных машин.

Благодаря использованию SR-IOV для виртуальных машин Hyper-V вы существенно увеличите пропускную способность, снизите сетевую задержку и уменьшите нагрузку на CPU, вызванную необходимостью обрабатывать сетевой трафик программными средствами Hyper-V.

Чтобы SRV-IOV работала на вашем хосте Hyper-V нужно выполнять ряд условий.

В первую очередь нужно включить поддержку SR-IOV и виртуализации в BIOS вашего сервера. В зависимости от вендора и модели сервера эти настройки могут отличаться.

• Виртуализация: Intel (Virtualization Technology, Intel VT, VT-d, Vanderpool), AMD (SVM, AMD-V)
• IOMMU
• SR-IOV
• ASPM

Каких-то пунктов может и не быть, даже пункта SR-IOV. Но это не означает, что SR-IOV не поддерживается сервером. Например, на материнских платах Supermicro пункт SR-IOV может отсутствовать, и при этом есть отключенный по умолчанию пункт ASPM. Если включить ASPM и поддержку виртуализации, то SR-IOV включится автоматически.

Вы можете проверить, поддерживается ли технология SR-IOV вашим Hyper-V сервером на аппаратном уровне с помощью PowerShell:

(get-vmhost).IovSupport
(get-vmhost).IovSupportReasons

Если ваш сервер поддерживает эту функцию, то в поле IovSupport будет указано True. Если не поддерживает, то False. При этом в пункт IovSupportReasons будет описание причины, из-за которой SR-IOV не поддерживается. Причина как правило указывается довольно подробно. Вот типовые причины:

Полный вывод команды get-vmswitch | fl *iov* дает ряд полезной информации. Например:

IovVirtualFunctionCount : 6
IovVirtualFunctionsInUse : 3

Такие цифры сразу покажут сколько виртуальных устройств IOV доступно и сколько уже использовано виртуальными машинами.

При создании виртуального коммутатора Hyper-V нужно установить галочку поддержки SR-IOV — Enable single-root I/O virtualization (SR-IOV).

Либо включать опцию EnableIOV при создании коммутатора из командной строки PowerShell:

New-VMSwitch -Name "Ext_network" -NetAdapterName "Ethernet 2" -EnableIov 1

Причём наличие поддержки SR-IOV на самом хосте гипервизора вовсе не означает, что оно заработает на конкретном виртуальном коммутаторе. Нужно что бы этот коммутатор был привязан к сетевому адаптеру с поддержкой SR-IOV.

Есть еще один нюанс. На материнской плате может быть несколько сетевых адаптеров, но SR-IOV может поддерживаться только на части из них. Причём поддержка SR-IOV самим адаптером по даташиту вовсе не означает, что оно работает на данной конкретной материнской карте!

Поэтому после сборки коммутатора проверьте его командой:

get-vmswitch | select IovSupport, IovSupportReasons, IovEnabled

Параметр IovEnabled показывает включен ли он.

Список сетевых адаптеров с поддержкой SR-IOV можно вывести с помощью PowerShell:

Get-NetAdapterSriov | sort name | ft Name, InterfaceDescription, SriovSupport

После того, как SR-IOV включен на уровне гипервизора и виртуального коммутатора, теперь его можно включить в виртуальных машинах (по умолчанию выключено). Опция Enable SR-IOV доступ в секции Hardware Acceleration сетевой карты виртуальной машины.

Либо можно включить SR-IOV для сетевого адаптера виртуальной машины через PowerShell:

Set-VMNetworkAdapter -VMName testvm -VMNetworkAdapterName “Network Adapter” -IovWeight 100

Ошибки при работе SR-IOV пишутся на Hyper-V в отдельный журнал в Event Viewer:

Application and Services Logs -> Microsoft -> Windows -> Hyper-V-SynthNic -> Admin.

Если SR-IOV работает штатно, то при запуске виртуальной машины в логе будут такие записи:

12597 Network adapter (%NIC_ID%) Connected to virtual network.
12582 Network adapter (%NIC_ID%) started successfully.
12584 Network adapter (%NIC_ID%) allocated a virtual function.
12588 Network adapter (%NIC_ID%) assigned a virtual function.

Технология SR-IOV дает хороший буст сетевой производительности виртуальных машин и гипервизора в целом. Максимальные результаты от использования SR-IOV вы заметите на хостах Hyper-V с большим трафиком виртуальных машин, который вызывает сильную нагрузку на хостовые CPU.