优化 Linux 虚拟化 KVM-Qemu 的 Vhost-Net 性能，核心在于使用 virtio 半虚拟化网卡并启用 vhost_net 驱动。vhost_net 使虚拟机的网络通讯直接绕过用户空间的虚拟化层，直接可以和内核通讯，从而提供虚拟机的网络性能。配置需在虚拟机 xml 文件加入，且网卡 model 类型必须为 virtio。此外，还可通过调整 vring 大小、队列数量乃至内存对齐方式等底层参数，利用多队列并行避免单一队列锁的争用，极大提升多核环境下的并行处理能力。

KVM 虚拟化网络优化技术总结

方案二 vhost_net macvtap 技术 vhost_net 使虚拟机的网络通讯直接绕过用户空间的虚拟化层，直接可以和内核通讯，从而提供虚拟机的网络性能; macvtap 则是跳过内核的网桥; 使用 vhost_net，必须使用 virtio 半虚拟化网卡; vhost_net 虚拟机 xml 文件配置，代码语言:javascript AI 代码解释 如果不使用 vhost_net，则为 代码语言:javascript AI 代码解释 macvtap 虚拟机 xml 配置 代码语言:javascript AI 代码解释 注意:macvtap 在 windows 虚拟机上性能很差，不建议使用 vhost_net macvtap 比较 macvlan 的功能是给同一个物理网卡配置多个 MAC 地址，这样可以在软件商配置多个以太网口，属于物理层的功能。macvtap 是用来替代 TUN/TAP 和 Bridge 内核模块，macvtap 是基于 macvlan 这个模块，提供 TUN/TAP 中 tap 设备使用的接口，使用 macvtap 以太网口的虚拟机能够通过 tap 设备接口，直接将数据传递到内核中对应的 macvtap 以太网口。vhost-net 是对于 virtio 的优化，virtio 本来是设计用于进行客户系统的前端与 VMM 的后端通信，减少硬件虚拟化方式下根模式个非根模式的切换。

QEMU 虚拟化性能优化实战:Virtio 与 Vhost 如何让你的虚拟机网络飞起来

QEMU 虚拟化性能优化实战:Virtio 与 Vhost 如何让你的虚拟机网络飞起来 从原理到实战：深度调优 Virtio 与 Vhost，解锁 KVM 虚拟机网络性能极限 在云计算和虚拟化技术栈中，网络性能往往是决定整体应用体验的关键瓶颈。当你在 KVM 环境中部署一个对延迟和吞吐量有严苛要求的数据库或实时通信服务时，默认的网络配置可能远未触及硬件的潜力上限。许多工程师在遇到性能瓶颈时，第一反应可能是升级物理硬件或增加带宽，却忽略了虚拟化层本身蕴藏的巨大优化空间。今天，我们不谈空洞的理论，而是聚焦于如何通过精细配置 Virtio 与 Vhost，将你的虚拟机网络性能从“能用”提升到“飞起”的实战级调优。本文面向的是已经熟悉 KVM/QEMU 基础操作，并渴望在虚拟化网络性能上寻求突破的云计算工程师、SRE 和虚拟化开发者。我们将绕过冗长的原理复述，直接切入性能优化的核心战场：如何解读 Benchmark 数据、如何利用系统工具进行深度监控、以及如何根据具体的业务负载特征 (如高吞吐、低延迟、小包优先) 来调整那些至关重要的底层参数，例如 vring 大小、队列数量乃至内存对齐方式。你会发现，性能的提升往往就藏在这些细节的调整之中。

Linux 虚拟化 KVM-Qemu 分析——vhost-net 篇

让我们先来看看问题的引入，在之前的 virtio 系列文章中，网络虚拟化的框架如下图所示：Qemu 中的 virtio-net 设备数据包收发，通过用户态访问 tap 设备完成的; 收发过程涉及 Guest OS,KVM,Qemu 中的 virtio-net 设备，Host 中的网络协议栈等的交互，路径长并且涉及的切换多，带来了性能的损耗; vhost-net 的引入，就是将 vitio-net 后端设备的数据处理模块下沉到 Kernel 中，从而提高整体的效率; vhost-net 的框架图如下：从图中可以看出，Guest 的网络数据交互直接可以通过 vhost-net 内核模块进行处理，而不再需要从内核态切换回用户态的 Qemu 进程中进行处理; 之前的文章分析过 virtio 设备与驱动，针对数据传遵循 virtio 协议，因此 vhost-net 中需要去实现 virtqueue 的相关机制; 本文将分析 vhost-net 的原理，只说重点，进入主题。【文章福利】小编推荐自己的 Linux 内核源码交流群:【869634926】整理了一些个人觉得比较好的学习书籍、视频资料共享在群文件里面，有需要的可以自行添加哦!!! 前 50 名可进群领取!!! 并额外赠送一份价值 600 的内核资料包 (含视频教程、电子书、实战项目及代码)!!! 学习直通车:Linux 内核源码/内存调优/文件系统/进程管理/设备驱动/网络协议栈 2. 数据结构 vhost-net 内核模块的层次结构如下图：struct vhost_net:用于描述 Vhost-Net 设备。它包含几个关键字段:1)struct vhost_dev，通用的 vhost 设备，可以类比 struct device 结构体内嵌在其他特定设备的结构体中;2)struct vhost_net_virtqueue，实际上对 struct vhost_virtqueue 进行了封装，用于网络包的数据传输;3)struct vhost_poll，用于 socket 的 poll，以便在数据包接收与发送时进行任务调度; struct vhost_dev:描述通用的 vhost 设备，可内嵌在基于 vhost 机制的其他设备结构体中，比如 struct vhost_net,struct vhost_scsi 等。

KVM 性能优化之网络性能优化

我们分析下这张图，虚拟机有数据包肯定是先走虚拟机自身的那张虚拟网卡，然后发到中间的虚拟化层，再然后是传到宿主机里的内核网桥中，最后传到物理网卡，这个过程很好理解。那么我们要做网络的优化，让虚拟机的网络运行得更加高效，我们要想的就是让虚拟机访问到物理网卡的层次要少。或者说能不能让宿主机的物理网卡直接丢给虚拟机用，这样达到最高的网络性能。那么目前 KVM 提高网络性能这块有以下四种方法：使用 virtio 半虚拟化网卡 使用 vhost_net 虚拟机网卡独占 SRIOV 技术 使用 virtio 半虚拟化网卡 首先要明确一点，那就是全虚拟化网卡的性能是不如半虚拟化网卡的，因为半虚拟化网卡 virtio 是使用了驱动进行改造了的，所以性能上肯定是强过用户态下的全虚拟化网卡，这点我们在前面讲磁盘优化的时候也提到过。这张图可以看出全虚拟化跟半虚拟化的区别。使用 virtio 就是让 vm 的数据包直接跟虚拟化层接触，如上图。注意，Linux 的内核是从 2.6.24 才开始支持 Virtio 的。CentOS6 系列都是支持的，我们查看 linux 是否支持 Virtio 可以通过下面这个命令查看：grep -i Virtio /boot/config-2.6.32-358.2.1.el6.x86_64(演示的宿主机是 CentOS7.1) Linux 系统原生自带就有，但是如果你的虚拟机是 Windows，那么得装 Virtio 驱动。那么下载 Virtio 驱动是在这个网址：http://www.linux-kvm.org/page/WindowsGuestDrivers/Download_Drivers 使用 Virtio，我们可以在创建虚拟机的时候在 Virtual Machine Manager 图形界面里指定下：当然也可以编辑 XML 文件，添加 如果你不指定，那么虚拟机会默认使用 8139 的全虚拟化网卡，8139 网卡是 Realtek 的百兆。在实际的测试结果中使用 virtio 要比使用 e1000 或者 rtl8139 网络吞吐性能要高出 2 倍左右，如下图的测试数据就可以看出，注意，蓝色和绿色分别是全虚拟化下的 8139 和 e1000，红色的就是 virtio 模式;测试的数据差距确实很大。使用 vhost_net vhost-net 是对于 virtio 的优化，在内核中加入了 vhost-net.ko 模块，使得对网络数据可以在内核态得到处理。我们可以从这图看到，数据包从虚拟网卡出来后，直接跳到了内核那一层中。这里要注意的是，如果你要使用 vhost-net 那么，你虚拟机的网卡类型必须是 virtio 的。我们要使用 vhost-net，只要编辑虚拟机的 XML 文件，加入即可 如果你不指定，那么虚拟机会默认使用 8139 的全虚拟化网卡，8139 网卡是 Realtek 的百兆。

KVM 实战:5 分钟搞懂 virtio 网络性能优化技巧 (附配置示例)

1. 理解 virtio 性能的底层逻辑：不止是“半虚拟化”很多人对 virtio 的理解停留在“半虚拟化驱动，性能比全虚拟化好”这个层面。这没错，但过于笼统。要真正做好优化，你得先明白它“好”在哪里，以及“瓶颈”可能出现在哪里。virtio 本质上是一套标准化的通信协议和框架，它在 Guest(虚拟机) 和 Host(宿主机) 之间建立了一条高效的数据通道，避免了传统模拟设备 (如 e1000) 那种需要 Hypervisor 截获并模拟每一条指令的巨大开销。核心性能增益来源于两点：批量处理与零拷贝潜力:virtio 使用 virtqueue(虚拟队列) 来传递数据。Guest 将多个网络数据包 (packet) 的描述信息批量放入队列，然后一次性“踢”(kick) 一下 Host，通知它来取。这比每个数据包都触发一次 VM Exit(虚拟机退出到宿主机内核) 要高效得多。理想情况下，数据缓冲区 (buffer) 可以在 Guest 和 Host 的地址空间之间直接映射，减少内存拷贝。多队列并行：这是现代网络性能优化的关键。一个 virtio-net 设备可以配置多个发送队列 (TX Queue) 和接收队列 (RX Queue)。每个 vCPU 可以绑定到独立的队列上，当多个 vCPU 同时收发网络包时，它们可以操作不同的队列，从而避免了对单一队列锁的争用，极大提升了多核环境下的并行处理能力。但是，这套机制的效能高度依赖于配置。默认配置往往是为了兼容性和普适性，而非性能最优。下面这个表格对比了关键组件在默认与优化状态下的差异：提示：调整任何参数前，务必在测试环境验证。激进的参数 (如过大的队列) 会消耗更多内存，可能得不偿失。理解了这些底层逻辑，我们就能有的放矢地进行调优。

FAQ

使用 vhost_net 必须搭配什么类型的网卡？

必须使用 virtio 半虚拟化网卡。

如何在虚拟机 XML 配置中启用 vhost_net？

编辑虚拟机的 XML 文件，加入即可。

vhost-net 优化的核心原理是什么？

将 vitio-net 后端设备的数据处理模块下沉到 Kernel 中，Guest 的网络数据交互直接可以通过 vhost-net 内核模块进行处理，不再需要从内核态切换回用户态的 Qemu 进程。