云计算虚拟化平台性能探究

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1、云计算虚拟化平台性能探究　　摘要摘要：随着云计算的兴起，虚拟化技术作为其核心技术之一，再次成为热点。越来越多的机构加入到虚拟化技术的研究中，也使得虚拟化技术得到空前发展，开源XEN、KVM、vmwere的ESXI、微软Hyperv这4种虚拟化平台，无疑是业内优秀的代表。通过在相同硬件环境下进行实验，分别在4种虚拟化平台上开启同等配置虚拟机，从虚拟机VCPU的整数运算、浮点运算、磁盘读写I/O速率3个方面，对其进行性能比较，最终通过实验数据分析，评价各虚拟化平台性能的优劣。该研究结果可帮助用户寻找适合他们的虚拟化平台。关键词关键词：云计算；虚拟化平台；整数运算；浮点运算；磁盘I

2、/O中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2013）0110001030引言9云计算是目前研究的热点领域，虚拟化技术是云计算的核心。目前国内外对虚拟化的研究主要集中在如下方面：在系统级别方面主要集中在单一系统的虚拟化方法和多计算系统等领域；在应用方面主要集中在服务器虚拟化、桌面虚拟化以及虚拟化在云计算中的作用等领域＼[1＼]。随着计算机技术和硬件的发展，服务器虚拟化在商业应用上的优势日益体现，通过整合服务器将共有的基础架构资源聚合到资源池中，不仅提高了资源的利用率而且降低了IT成本。由于服务器及相关IT硬件减少，占地空间、电力和散热需求也相应

3、减少。同时，通过缩减物理基础架构有助于管理员更灵活、更高效地实现IT管理工作。服务器虚拟化可安全地备份和迁移，整个虚拟环境不会出现服务中断。消除计划内停机，并可从计划外故障中立即恢复，进而提高业务连续性。因此，虚拟化技术已经成为合并服务器并最大限度地提高服务器计算能力和减少服务器数量的有效途径。服务器虚拟化在信息化领域中应用前景广阔。1虚拟化技术与服务器虚拟化1.1虚拟化技术91974年，美国计算机研发人员唐纳德对虚拟化技术进行了解释，“在计算机控制台上调试多个程序时需要对计算机的处理器和外设等资源进行合理安排，于是就形成了运行在硬件之上的一种专门管理和调度硬件资源的特权程序

4、代码，这些代码主要关注硬件资源的时间调度安排，把硬件资源在逻辑上给用户的应用程序以虚拟的形式呈现了出来＼[2＼]。简单而言，虚拟化就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构之间的壁垒。虚拟化技术就是一种逻辑简化技术，实现物理层向逻辑层的变化。虚拟世界运行在各种各样的物理平台上，资源的管理都将按逻辑方式进行，完全实现资源的自动化分配。从虚拟化的目的来看，虚拟化技术主要分为平台虚拟化、资源虚拟化、应用程序虚拟化＼[4＼]。平台虚拟化是针对计算机和操作系统的虚拟化，又分为服务器虚拟化和桌面虚拟化；资源虚拟化针对特定的资源进行虚拟化，如存储虚拟化、网络资源虚拟化；应用程

5、序虚拟化包括仿真、模拟、解释技术等。从虚拟化的方法来看，主要有单一镜像法、完全虚拟化、半虚拟化。单一镜像法的代表是Ensim、Vservers；完全虚拟化是虚拟出的硬件功能与底层机器上的真实硬件完全相同，代表是VMware和virtualPC；半虚拟化是虚拟机抽象和底层硬件相似却并不完全相同，操作系统可以意识到真实硬件和虚拟硬件的不同之处，代表有Xen和UML＼[3＼]。当前所采取的虚拟化模型就是在硬件层上运行了一个监督程序，从系统架构看，虚拟机监督程序（VMM）是整个虚拟机系统的核心，它承担了资源的调度、分配和管理，保证多个虚拟机能够相互隔离的同时运行多个客户操作系统。VM

6、M必须保护自己不受上层应用程序和操作系统的干扰，它要隔离在其上运行的多个客户操作系统和应用程序，还要为上层软件提供一个虚拟的平台接口。所以，VMM必须控制对CPU、内存和I/O接口的访问。因此，系统级虚拟化主要通过CPU虚拟化、内存虚拟化和I/O接口虚拟化来实现。91.2服务器虚拟化服务器虚拟化就是将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台互相隔离的虚拟服务器，人们不再受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合，让IT对业务的变化更具适应力＼[5＼]。在服务器上

7、安装一个虚拟机监控器软件，将服务器物理CPU、内存、网卡和硬盘等资源抽象出来，映射成若干个虚拟的CPU、内存、网卡和硬盘，构成虚拟机，每个虚拟机上可运行一个独立的操作系统和若干应用软件。其主要有四大特性：（1）分区。分区是指在单一物理服务器上同时和独立地运行多个虚拟机。虚拟化层为多个虚拟机划分服务资源；每个虚拟机可以同时运行一个单独的操作系统，使得能够在一台服务器上运行多个应用程序；每个操作系统只能看到虚拟化层为其提供的“虚拟硬件”（虚拟网卡、虚拟内存、虚拟CPU等），从而使它认为是运行在自己的专用服务