我目前正在使用 Debian 为主机和客户端安装 VirtualBox 服务器。我遇到了一些与网络性能和 CPU 负载有关的问题，尤其是在使用仅主机网络时，我不知道如何进一步追踪这个问题。
主机和客户端都没有可用的 GUI。
我进行了几项测试来iperf了解出了什么问题。
主机 = Virtualbox 主机（正在运行iperf -s），Core i7（4x2 核 @ 1,6 GHz），16 GiB RAM
- 192.168.0.13，eth0（板载 Broadcom 千兆），通过 SoHo 千兆交换机连接千兆 Cat.6
- 192.168.0.20，eth1（板载 Broadcom 千兆），通过 SoHo 千兆交换机连接千兆 Cat.6
- 192.168.14.1，vboxnet0，VirtualBox 仅主机网络
- 操作系统：Debian 7.2.0 amd64（Wheezy），内核 3.2.0-4-amd64，SMP Debian 3.2.51-1 x86_64
- 虚拟盒：4.1.18_Debianr78361
客户端 = VirtualBox 客户端（正在运行iperf -s），2 个核心，2 GiB RAM
- 192.168.0.14，eth0，使用 virtio 桥接至主机的 eth1
- 192.168.14.100，eth1，vboxnet0，使用 virtio 的 VirtualBox 仅主机网络
- 虚拟机上的 lsmod 列出了“virtio_net”、“virtio_PCI”、“virtio_ring”和“virtio”
- 安装了 virtualbox-guest-(dkms|utils|x11) 和 virtualbox-ose-guest-x11
- 操作系统：Debian 7.2.0 amd64（Wheezy），内核 3.2.0-4-amd64，SMP Debian 3.2.51-1 x86_64
其他物理机（正在运行iperf -s）
- 192.168.0.2，通过 SoHo 千兆交换机进行千兆 Cat.6 连接
- 操作系统：Ubuntu 服务器
测试 1：物理机上的环回性能很好（>60 Gbit/s），但 iperf-client 会造成瓶颈，导致一个核心饱和：
- 场景：物理机上的环回
- 命令：
iperf -c 127.0.0.1 -B 127.0.0.1 -i 60 -t 600 - 带宽(Mb/s): 62100 61900 61800 61900 61800 61900 61900 61900 61800 ->61900
- CPU：主机（iperf -s）70％，主机（iperf -c）100％
测试 2：通过 eth0 的传统连接按预期工作：
- 场景：主机 eth0（板载 Broadcom 千兆）-> 通过交换机连接其他物理连接的机器
- 命令：
iperf -c 192.168.0.2 -B 192.168.0.13 -i 60 -t 600 - 带宽(Mb/s): 942 941 941 941 941 941 941 941 941 ->941
- CPU：主机（iperf -c）3.5％
测试 3：通过 eth1 的传统连接按预期工作：
- 场景：主机 eth1（Intel 千兆服务器 4xNIC PCIe）-> 通过交换机连接其他物理连接的机器
- 命令：
iperf -c 192.168.0.2 -B 192.168.0.20 -i 60 -t 600 - 带宽(Mb/s): 942 941 941 941 941 941 941 941 941 ->941
- CPU：主机（iperf -c）3.5％
测试 4：虚拟机内的环回几乎如预期般饱和了两个虚拟核心；达到了主机本机速度的 30％：
- 场景：完全在虚拟机内环回
- 命令：
iperf -c 192.168.14.1 -B 192.168.14.100 -i 60 -t 600 - 带宽(Mb/s): 19600 19500 19600 19500 19500 19600 19600 19500 19500 ->19500
- CPU：主机（VBoxHeadless）200%，客户端（iperf -s）75%，客户端（iperf -c）100%
测试 5：桥接至外界的 virtio 驱动程序性能为 50%（40 - 70%），并且在客户端空闲时占用主机 CPU：
- 场景：Virtualbox eth0 virtio 桥接至主机 eth1 -> 通过交换机连接其他物理连接的机器
- 命令：
iperf -c 192.168.0.2 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600 - 带宽(Mb/s): 401 458 480 367 582 720 431 388 696 553 ->508
- CPU：主机（VBoxHeadless）30-60％，客户端（iperf -c）3％
测试 6：桥接的 virtio 驱动程序到主机的瓶颈在于客户端的 CPU，只能达到主机本机速度的 12%！
- 场景：Virtualbox eth0 virtio 桥接至主机 eth1 -> 主机的 eth1
- 命令：
iperf -c 192.168.0.20 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600 - 带宽(Mb/s): 7420 7660 7310 7620 7690 7580 7570 7580 7700 7710 ->7580
- CPU：主机（VBoxHeadless）160％，主机（iperf -s）11％，客户端（iperf -c）100％
测试 7：使用 virtio 的仅主机网络受到客户端 CPU 的瓶颈，只能达到主机本机速度的 8％！
- 场景：Virtualbox vboxnet0 仅主机 virtio
- 命令：
iperf -c 192.168.14.1 -B 192.168.14.100 -i 60 -t 600 - 带宽(Mb/s): 4760 4740 4980 5300 4890 4560 5270 4850 5450 5070 ->4990
- CPU：主机（VBoxHeadless）170％，主机（iperf -s）13％，客户端（iperf -c）100％
我又进行了一些测试，结果却更加令人困惑——肯定是有些东西坏了。
测试 8= 使用 Intel 82545EM 的测试 6 比 virtio 慢
- 场景：Virtualbox eth0 Intel 82545EM 桥接至主机 eth1 -> 主机的 eth1
- 命令：iperf -c 192.168.0.20 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s): 3250 3300 3270 3290 3320 3380 3330 3330 3300 3300 ->3310
- CPU：主机（VBoxHeadless）110％，主机（iperf -s）5％，客户端（iperf -c）100％
测试 9= 使用Intel 82543GC的测试6非常慢！
- 场景：Virtualbox eth0 Intel 82543GC 桥接至主机 eth1 -> 主机的 eth1
- 命令：iperf -c 192.168.0.20 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s): 667 627 717 743 633 653 621 677 701 623 ->666
- CPU：主机（VBoxHeadless）35 - 117％，主机（iperf -s）5 - 17％，客户端（iperf -c）50 - 100％
测试 10= 使用 Intel 82545EM 进行测试 5 ->失败建立连接
- 场景：Virtualbox eth0 Intel 82545EM 桥接至主机 eth1 -> 通过交换机连接其他物理连接的机器
- 命令：iperf -c 192.168.0.2 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s):
- CPU：主机（VBoxHeadless）30-60％，客户端（iperf -c）3％
测试 11= 使用 Intel 82543GC 进行测试 5，开始良好，然后减少为小数！？
- 场景：Virtualbox eth0 Intel 82543GC 桥接至主机 eth1 -> 通过交换机连接其他物理连接的机器
- 命令：iperf -c 192.168.0.2 -B 192.168.0.14 -i 60 -t 600
- 带宽(Mb/s): 935 941 909 936 941 940 941 339 219 216 ->732
- CPU：主机（VBoxHeadless）100％，客户端（iperf -c）60％
问题 1：为什么虚拟机中的环回测试 (4) 比主机上的相同测试慢三倍？它不应该接近本机速度吗？
Q2：为什么使用 virtio 的普通桥接网络会导致主机端负载过大，达不到 1Gbps？ 测试（5）
Q3：为什么虚拟机内的桥接测试（6）比主机上的环回测试慢八倍（比虚拟机上的环回慢三倍）？
Q4：为什么虚拟机中的仅主机测试（7）比主机上的环回测试慢十二倍（比虚拟机上的环回慢四倍）？
我预计一些虚拟化方面会影响 Q1-Q4。virtio 似乎导致了 Q2-Q4 - 但我不知道在哪里调查或调整。
这一切听起来都不算太糟。但问题源于使用主机专用网络进行 iSCSI。这导致 HDD 传输速度低至 10 MB/s 且 CPU 使用率高 - HDD 能够达到 147 MB/s。肯定出了问题...