添加E1000网卡进行测试，只有VMXNET3性能的四分之一

news2024/9/24 15:22:01

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我们前面介绍了VMware ESXi 6.7中的适配器类型性能（VMWare ESXi中，不同的虚拟网卡性能竟然能相差三倍！），当时的配置项主要为E1000e和VMXNET3，性能相差大概有3倍之多。

后来给服务器升级到了7.0U3版本（豁出去了，真机带业务演示一把ESXi 6.7升级7.0 U3），记得当时还说7.0版本改进了存储和网络等功能，可以提供更好的性能和可靠性，正好借此机会小测一下。

碰巧的是，我现在查看适配器类型，可以看到有E1000、E1000e、SR-IOV直通和VMXNET3共4种类型，相比上次我们测试的多了两种。

首先说明一下，因为服务器的配置问题，暂时不支持配置为SR-IOV直通类型。SR-IOV（Single Root I/O Virtualization）是一种将PCIe设备（如网卡）共享给虚拟机的技术，允许将一个单一的物理设备（如网卡或GPU）被虚拟化并分配给多个虚拟机，通过为虚拟机提供独立的内存空间、中断、DMA流，来绕过VMM实现数据访问，进而达到优化资源分配、降低延迟、提高性能和增强安全性等效果。

但主要是因为我的网卡为板载网卡，从ILO中进行查看，可以看到网卡位置是Embedded，指服务器内置的，非PCIe设备，暂不支持直通。

在网络中查看物理网卡详细信息，可以看到“直接路径IO支持”状态也是“否”。

同样的，我们还可以在管理页面的“硬件”页签中查看PCI设备，其中网卡的SR-IOV状态为“不支持”。不过别着急，我最近已经在研究买一块PCIe网卡了，到时候可以再试一试。

回到虚拟机网卡配置中，如果我们将适配器类型选择为“SR-IOV直通”，则物理功能没有可选项，配置失败。

如果我们将适配器类型选择为“E1000e”，在Windows系统中，我们会看到识别的网卡型号是82574L，该虚拟网卡模拟的就是1 Gbit速率的Intel 82574网络适配器，特别针对Windows 2012或更高版本进行了性能优化。

如果我们将适配器类型选择为“E1000”，在Windows系统中，我们会看到识别的网卡型号是PRO/1000 MT，经查，该虚拟网卡模拟的是1 Gbit速率的Intel 82545EM网络适配器，可以支持Windows Server 2003及以后的操作系统版本。

而如果我们直接将适配器类型修改为“VMXNET3”，在Windows系统中，会出现识别异常的情况。

此时，需要连接网络进行驱动更新，更新完成之后，识别的网络类型为vmxnet3，和选择的类型描述相同，是一种半虚拟化适配器，通过前面的测试（VMWare ESXi中，不同的虚拟网卡性能竟然能相差三倍！），我们可以发现它提供了更好的性能，对操作系统而言，VMXNET3看起来像一个10 Gbit速率的物理网卡。

具体能选择哪些适配器类型，我发现和客户机操作系统相关，常用的操作系统类型和支持的适配器类型如下所示。

所以，VMware ESXi的网卡选择顺序应该是SR-IOV > VMXNET3 > E1000e > E1000，如果存在无法使用特定驱动程序或兼容性等原因，建议按照推荐顺序以及选择，以有效提升网络性能。

所以今天的主要任务是测试一下在ESXi 7.0U3中，这三种网卡的性能差距到底有多大。

因为只有Windows桌面系统支持E1000网卡，所以我们本次用Windows 10专业版来做个简单的性能测试。为了测试相对公平，我们新建两台虚拟机，使用相同安装镜像版本，均启用Windows基于虚拟化的安全性，配置8核CPU、8 GB内存，份额均配置为高，力争提高性能；硬盘均使用精简置备的100 GB磁盘；挂载4块网卡，除管理网卡之外，另外3块网卡分别使用E1000、E1000e和VMXNET3类型，并且接入到同一个vSwitch中。

安装完操作系统之后，确认网卡状态正常，开始测试。

测试1：VMXNET3直连

选择两台主机的VMXNET3网卡，配置好IP地址，用iperf2进行打流测试。

经过6次测试（线程2、4、8，对调服务端和客户端），测得最大瞬时带宽为20.2 Gbps，平均带宽值为19.3 Gbps。

测试2：E1000e直连

选择两台主机的E1000e网卡，配置好IP地址，用iperf2进行打流测试。

经过6次测试，测得最大瞬时带宽为11.2 Gbps，平均带宽值为8.77 Gbps。

测试3：E1000直连

选择两台主机的E1000网卡，配置好IP地址，用iperf2进行打流测试。

经过6次测试，测得最大瞬时带宽为5.75 Gbps，平均带宽值为4.97 Gbps。

总结

通过本次的3个测试可知，VMWare ESXi通过对虚拟机的性能进行优化，使得虚拟机之间的网络交换不受底层网卡的限制。虽然E1000和E1000e模拟的是千兆网卡，但实际性能仍然不止千兆；虽然VMXNET3模拟的是万兆网卡，实际性能也可以超出万兆。两者底层都不需要对应物理网卡，这点是SR-IOV直通所不支持的。

通过组合对比，E1000网卡的转发性能最差，E1000e的性能大概能达到E1000的两倍，而VMXNET3的性能大概接近E1000的四倍；在本次测试中，VMXNET3的性能大概只有E1000e性能的两倍，比Linux系统测得的三倍数据稍低。当然，不排除操作系统和测试工具的问题（79.55 Gbps！已经初步测得VMWare ESXi 6.7的vSwitch转发性能），因为我们之前都是使用iperf3的单线程测试的，数据可能存在偏差。

所以，最起码我们可以确认，VMware ESXi 7.0U3的最佳实践依旧是配置虚拟机的网络适配器类型为VMXNET3，相比于E1000e和E1000，能大幅提升网络性能。