设备虚拟化

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引子

几年前，就已经听说有网卡厂商想做基于virtio规范的设备了，这样就可以避免在内核中上传设备驱动。
那时候在想设备怎么构建竞争力或者在哪一层隐藏设备的复杂性呢？
最近无意中看到vdpa的概念，才发现这恰恰就是我想要找的答案，于是就忍不住想整理总结下。

设备驱动和虚拟化相关技术

一个新设备硬件出来后，为了在在linux kernel下使用它，我们一般都是在linux kernel的drivers目录下，基于内核框架为该
设备新写一个驱动程序。另外，用户态的业务程序也可能会为了适配该设备做相应的修改。
这样就带来一个问题，为了在正式发行版中使用该设备，我们不得不把设备驱动合入到内核主线中，或者针对不同的操作系统版本，
维护一系列驱动包，兼容和维护性的工作量很大。
此外，在云上，云厂商很难兼容不同厂商的硬件，而且云厂商为了构建自己的竞争力，也会下场做设备，比如亚马逊和阿里等。
于是乎，virtio设备规范就出来了，这个技术带来了很好的兼容性，但是牺牲了部分性能。
所以呢，vdpavirtio data patch acceleration的概念就出来了。

演进的历史roadmap如下，转自字节跳动。

device virtulization roadmap

vdpa整体架构

vdpa整体架构如下，数据面上，设备厂商遵循virtio-spec；控制面上由厂商指定，基于netlink机制打通用户态和内核态。

vdpa overview

其中，vdpa bus driver用于把vdpa device透传到不同的内核子系统，比如virtio或者vhost等。
vhost-vdpa基本用于虚拟机场景，虚拟机内使用virtio设备。
virtio-vdpa基本用于裸机或者容器场景，host内直接使用virtio设备驱动。

参考

知道是不会有人点的，但万一有人呢:)