基于特征场景模拟器的虚拟机性能测试研究

发布时间：2020-06-03 04:41

【摘要】：虚拟化作为计算机领域一项古老而重要的技术,在近几年重又获得了各界的广泛关注。使用虚拟化技术既可以大大降低企业用于构建分布式系统的开销,也能够带来诸如效率,可用性,便利性和安全性等方面的优化；同时虚拟化技术也被看作云计算技术中的核心部分之一,它不仅能够在云端对公共资源进行高效的整合和利用,还可以应用到移动终端,为用户提供信息安全的管理。在这样的背景下,对虚拟化技术的完善和创新变得愈发重要,但是由于它固有的复杂结构带米的性能异常检测的难题,和缺乏专有的、具有说服力的性能衡量标准而带来的评价困难问题,都使得对于虚拟化技术的进一步研究变的困难重重。本人在进行针对XEN虚拟机的性能研究时体会到,若有一种标准的“特征运行场景”来描述和区分虚拟机的运行状态,将对调度算法的改进和评价十分关键。与此思想类似的有针对虚拟机IO性能测试的Boost microbenchmark、具有精确监控和分析能力的测试工具XenMon以及跨平台虚拟化测试工具VMmark,但目前还没有一种统一的针对虚拟机的各种特征运行场景进行模拟测试的工具。同时由于虚拟机运行环境的复杂性和多变性,使得场景的种类繁多并且运行复杂,这就要求模拟工具应具有良好的动态性和可扩展性。虚拟机特征运行场景描述的是当虚拟机受到在其上运行的不同类型应用程序和系统事件的影响时,对外(宿主机、调度系统)表现出不同运行特征的现象。我们在虚拟机运行场景的分类与分析的基础上,研发出虚拟机特征运行场景模拟器,它目前具有模拟CPU使用密集、大数据量网络传输、大量网络请求等场景的功能。同时它提供了可扩展开发架构和用户编程接口,能支持模拟器功能的进一步扩充。本文首先介绍了虚拟机性能测试相关的一些基本概念以及当前国内外关于虚拟机性能测试的研究情况,随后描述了虚拟机特征运行场景模拟器的核心架构及扩展开发框架,最后设计了CPU密集使用、网络设备密集使用等场景的模拟过程,并通过在Xen虚拟机上对该工具进行完整的测试和分析,说明了模拟器的可用性和实用性。
【图文】：

体系结构图,体系结构,设备驱动,硬件

Fig.2.1ThearehiteetureofXen上述Xen体系结构，我们可以设想到，如果有多个DomU同时发出硬件DomO自然就成为了制约系统性能的节点。针对这个问题，Xen采取的解动域来分担DomO的压力。驱动域即图中的IDD，它属于DomU，它为供了设备驱动从而完成硬件访问操作。这种方法降低了设备驱动的复杂性能。Xen与DomU之间采用事件通道机制完成通信操作。Xen向各个拟CPU、虚拟MMU等待硬件虚拟。en关键技术Xen的体系结构中，包含了一些重要的实现机制，正是通过这些机制的实现对硬件资源的管理，实现上层客户操作系统对下层硬件平台的隔离的阐述会使我们理解Xen的实现原理更加容易。下面将对这些机制做

队列,消费者

图2.51厂O共享环队列结构Fig.2.5Thestrutofl/0ring图中我们可以看到存在着两对生产者和消费者，的两侧。在前端驱动的位置客户操作系统即请求动处理了该UO请求并返回了相应的结果信息，端驱动也是FO响应的消费者，同时后端驱动也是都可以访问到FO环队列，Xen对FO环采用了都能够对FO环队列进行读写操作。域的一次厂O请求及响应过程。DriverDomain__\、一GtlestDomaln.KGR月一_，(jR10ChannelGrantTab!e
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP302

【参考文献】