I/O-Virtualisierung (IOV)
Die I/O-Virtualisierung (IOV) beschreibt die Abstraktion der höher liegenden Protokollschicht von physischen Verbindungen oder dem physischen Transport.
Die Server-Virtualisierung und immer dichter installierte Rack- und Blade-Server ermöglichen immer höhere Rechenleistung bei kleiner werdendem Formfaktor. Diese erhöhte Rechenleistung pro Quadratzoll bringt ein neues I/O-Problem mit sich: Die Pipeline kann die Daten nicht schnell genug bewegen, um mit Prozessoren von heute Schritt zu halten.
Zur Bewältigung dieses Problems gibt es I/O-Virtualisierungsprodukte und Standards wie beispielsweise PCI Express (PCIe), um Datenübertragungen und Wege zischen I/O-Geräten zu trennen. Dies ermöglicht es mehreren physischen Servern und virtuellen Maschinen, sich I/O-Ressourcen zu teilen.
Die PCI Special Interest Group (PCI-SIG) hat zwei I/O-Virtualisierungs-Spezifikationen und I/O-Virtualisierung-Implementierungen veröffentlicht. Diese sollen dabei helfen, die Technologien zu standardisieren. Der Standard für Single Root I/O-Virtualisierung (SR-IOV) legt fest, wie mehrere Gäste auf einem einzelnen Server mit einem einzigen PCIe-Controller mehrere I/O-Geräte ohne einen Hypervisor, der auf dem Hauptdatenpfad erforderlich ist, trennen können.
Multi-Root-IOV (MR-IOV) erweitert das Konzept auf mehrere unabhängige Systeme mit separaten PCIe-Roots. Das ermöglicht die Verbindung mehrerer I/O-Geräte über einen Switch. Sowohl SR-IOV als auch MR-IOV erfordern die dedizierte Unterstützung von I/O-Karten.
Der allgemeine IOV-Standard, den die meisten Produkte unterstützen, besteht darin, den lokalen Host-Server in einer Top-of-Rack-Einheit zu verbinden. Diese enthält eine Vielzahl von Netzwerk-, Speicher- und Grafikadapter, die wiederum als dynamischer Pool von I/O-Verbindungsressourcen arbeiten kann. Das Top-of-Rack-Gerät fungiert als I/O-Fabric für die Server im Rack. Es kann also mit anderen Servern im Rack kommunizieren oder sich über einen Switch mit weiter entfernten Ressourcen zu einer End-of-Row-Reihe verbinden.