虚拟交换机的性能需要优化吗 - SDN及云计算平台中的网络性能优化

　　三、虚拟交换机的性能需要优化吗？

　　前面讲这么多，其实主要是想要说明，如果云计算网络管理员想要从虚拟交换机切换到物理交换机的话，是很容易做到的，不会有什么损失。但接下来网络管理员马上就会问：为什么要切换？有什么好处？答案有多个，主要的两点是网络可视化和网络性能。

　　网络可视化的问题相对好分析，容易理解。因为如果在Hypervisor上做了Tunnel封装，报文送到TOR交换机上时，交换机已经看不到用户原始报文了，物理网络就很难对原始报文做统计和应用各种策略。而如果Tunnel封装在TOR上面做，则没有这个问题。

　　而对于性能问题大家的看法可能各异，大体可分为三类：

　　第一类是觉得没有什么性能问题；

　　第二类是觉得有，但还可以忍受；

　　第三类是觉得已到了影响业务、无法忍受 的地步了。

　　我相信他们讲的都是他们所看到的事实，为什么结果迥异？我分析过，基本上前面两类，要么是仍然处于试验阶段，还没有大业务的压力，要么是已正式 部署，但网络规模不大或者网络内的业务流量压力不大，当然我也不排除有的人技术能力特别牛，把性能优化到了极致。而第三类，则是已经有很大业务量部署在生 产网络中了，或者是用充分的测试手段模拟过实际的业务。第三类的典型例子就是国内的云服务提供商UCloud，他们有大量实际用户（很多是游戏客户）租用 了他们的公有云网络，业务量很大。和AWS等云计算平台一样，网络处理会占用计算资源，带宽损耗也很大。

　　另外一个云服务提供商 99Cloud也曾经做过这样的实验：先是用iPerf进行大流量测试，使用vSwitch带宽大概能到800多MB，后来在iPerf发包的同时，用迅 雷下载模拟实际网络流量，带宽马上降到了500多MB，有高达300MB的带宽被损耗掉了。所以结论就是，虚拟交换机肯定有性能问题，需要优化。就算是对 于那种技术特别牛，能将软件优化做到极致的人，他也无法否认，你再怎么优化，网络处理也要占用计算资源，而按道理网络只是工具，计算才是核心价值。

　　前面是定量测试，下面我们来进行一些理论分析。现在服务器的性能这么强劲，还有网卡加速，为什么虚拟交换机还有性能问题？我分析主要有以下几个原因。

　　vSwitch做Tunnel加封装和解封装时，报文在内存中的移动和拷贝会影响性能。

　　网卡中的TSO是可以对TCP报文进行分片加速的，但一旦vSwitch给报文加了VxLan或者GRE Tunnel，网卡一看不是TCP报文，就不会进行分片加速了。这对性能损耗也比较大。

　　软件中的流表查找消耗比较大，特别是在流表数量比较大，TCP短连接比较多的时候。

　　图2是使用虚拟交换机OVS的OpenStack网络架构。