VMware和VirtualBox中的网络适配器类型及虚拟网络性能优化

在水一万

　　最近测试中发现虚拟机的网络性能遇到了瓶颈，于是想一探究竟，发现自己一直忽略了这块儿知识，于是做个笔记。
1.VirtualBox
　　eshizhan比较常用的是VirtualBox，以下简称Vbox，先从它入手：
网络适配器
　　查看官方文档发现，Vbox中可以模拟五种网络适配器，

• 　　AMD PCNet PCI II (Am79C970A);
  
• 　　AMD PCNet FAST III (Am79C973, 默认);
  
• 　　Intel PRO/1000 MT Desktop (82540EM);
  
• 　　Intel PRO/1000 T Server (82543GC);
  
• 　　Intel PRO/1000 MT Server (82545EM);
  
• 　　Paravirtualized network adapter (virtio-net).
  

　　从兼容性来讲， AMD PCNet系列兼容性好，也比较古老，Intel PRO/100系列是比较新的NIC，virtio-net一会儿讲。
　　从性能上来讲，新的Intel PRO/1000系列性能要比老的AMD PCNet系列要好，virtio-net要比前两者都好，因为virtio-net是专为虚拟机设计的，优化了很多，貌似出自Redhat，但这款NIC是虚拟的，而且有相对较新，因此大部分OS是不带驱动，需要配合Guest Addition中的驱动使用。 经过大概测试，使用virtio-net比默认的AMD PCNet有大约20%作用的性能提升。virtio-net比较新，以后还有很大提升空间。
网络类型
　　下面再谈Vbox中的网络类型，这是个老生常谈的话题，尤其是刚接触虚拟机又不熟悉网络的童鞋，个人推荐先简单看下网络方面的知识，尤其是拓扑图，很快就能搞懂。eshizhan在这里只介绍性能方面。
　　Bridged（桥接）， Internal， Host-only这三种类型的性能几乎一样，Network Address Translation (NAT)则是性能最差的，因为功能最复杂嘛。除了Bridged和NAT模式外都不容易访问外网，因此推荐Bridged（桥接）模式。
内核驱动
　　这部分主要是需要在Guest启用网卡的segmentation offloading功能，默认是开启的，可以使用ethtool工具查看。
2.VMware
　　VMware算是虚拟机的行业老大，最近几年各种商业方案也是层出不穷
网络适配器
　　同样查看官方文档后发现有大概这几类，：
Vlance ：其实就是AMD PCNet系列，型号为AMD 79C970 PCnet32- LANCE NIC
VMXNET ：VMware自己开发的适用于虚拟环境的虚拟NIC
Flexible ：启动时智能在前两者选择最佳NIC，默认
E1000 ：Intel 82545EM Gigabit Ethernet NIC
E1000e ：Intel 82574 Gigabit Ethernet NIC
VMXNET 2 (Enhanced)：VMXNET改进版
VMXNET 3：VMXNET2改进版
　　这个毋庸置疑选择VMXNET系列最好，当然也Guest需要Vmware Tools的支持。这里补充一点，网络适配器类型的选择只针对Vmware Server级别的产品如ESX等，像Vmware Palyer，甚至大家常用的VMware Workstation中都无法通过界面选择网络适配器类型，但可以通过修改.vmx配置文件达到同样目的，
　　打开.vmx文件添加
　　　　ethernet0.virtualDev = "vmxnet3"
　　value is "vlance" or "e1000" or "vmxnet" or "vmxnet3"
VMware的网络类型和内核驱动和Vbox相同

same Vbox配置参数

.vmx文件中可以通过一系列参数微调你的虚拟NIC，如缓冲区大小：

　　ethernet0.numRecvBuffers = 128
　　ethernet0.numXmitBuffers = 64
3.总结
　　虚拟机的网络适配器都是依靠CPU去模拟，还没有类似像显卡那样利用硬件加速的技术，因此一方面通过使用为虚拟环境特殊优化过的Paravirtualized（准虚拟化）硬件驱动，另一方面通过使用如Bridged（桥接）模式，配置优化参数等方法将大部分网络IO交给物理NIC，减少CPU中断，来达到虚拟网络环境优化的目的。
　　
　　P.S.
　　eshizhan测试发现大量并发的网络IO操作，虽然每个包不大，但可能涉及中断太多，导致虚拟网络性能下降很明显，只能达到物理NIC的30%到40%，甚至更低。如果有类似经验的朋友可以指教指教。