虚拟化系统性能隔离度评测研究

论文摘要

服务器的计算能力大大加强促使了虚拟化技术的复苏。虚拟化技术实现了多个服务器的整合,提升了资源的利用率,但是整合在一起的多个服务器会争用主机的各种资源。如何评测虚拟机之间的性能隔离的程度,当前还没有一个合理的方法和标准。而用户急需一种测试程序来满足这种需求。传统的性能评测理论及方法以及当前的虚拟化环境下的评测理论和方法都存在自身的缺陷,因此在虚拟化场景的评测中存在着不同程度的问题。虚拟化性能隔离度评测采用了细粒度的干扰方法,针对虚拟化系统的软件和硬件各个方面进行干扰测试,并且定义了系统的单项性能隔离度、综合性能隔离度以及它们的计算方法。同时也据此开发了用来测量虚拟化性能隔离度的评测套件VPI Test Suite,有效的解决了上述问题。VPI Test Suite吸收了以往测试程序和理论的优点,并且考虑到虚拟化场景下性能评测的特殊性。VPI Test Suite采用细粒度的干扰测试程序,以方便用户可以根据自己需求定制测试环境,同时也可以用于诊断虚拟化平台的细粒度的性能隔离问题。它包括干扰程序集、基准程序和一个测试管理程序。其中干扰程序集包括高速缓存、内存带宽、内存空间膨胀、磁盘、CPU和网络等六项干扰程序。使用VPI Test Suite对Xen虚拟化平台的测试结果表明:当前的硬件和软件平台在虚拟化性能隔离度的支持方面依然存在着很大的缺陷。其中硬件高速缓存和内存带宽的性能隔离度很差,在有干扰情况下,被测虚拟机的性能指标下降严重;而在磁盘I/O方面,随着干扰虚拟机中应用提交的请求所要求的块数目的增多和干扰虚拟机的数目增加,被测虚拟机中的磁盘性能也不断下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景与研究内容
• 1.3 问题提出
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 论文主要研究工作
• 2 系统框架结构
• 2.1 系统概述
• 2.2 系统结构设计
• 2.3 评测方法和测试流程
• 2.4 小结
• 3 系统关键技术
• 3.1 测试准确度保证
• 3.2 内存带宽隔离性测试程序
• 3.3 基于可变磁盘块的干扰程序
• 3.4 高速缓存循环序列干扰程序
• 3.5 性能隔离度评价标准
• 3.6 小结
• 4 系统测试与分析
• 4.1 测试环境
• 4.2 内存隔离性测试
• 4.3 高速缓存隔离性测试
• 4.4 基于可变磁盘块的隔离性测试
• 4.5 小结
• 5 总结及未来工作
• 致谢
• 参考文献