系統(tǒng)虛擬化技術(shù)性能評(píng)測(cè)*

蘭雨晴 ，宋瀟豫 ，馬立克 ，徐 舫

（1.北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 北京100191；2.上海中標(biāo)軟件有限公司創(chuàng)新中心 北京100190）

1 引言

計(jì)算機(jī)平臺(tái)的虛擬化技術(shù)已有40多年的歷史，它起源于對(duì)分時(shí)操作系統(tǒng)的研究[1]。最早使用虛擬化技術(shù)的IBM7044計(jì)算機(jī)能夠在一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行多個(gè)獨(dú)立客戶操作系統(tǒng)系統(tǒng)，目的是為了讓用戶盡可能地充分利用昂貴的大型機(jī)資源。虛擬機(jī)技術(shù)是在軟、硬件之間引入虛擬層，可為應(yīng)用程序提供獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境，屏蔽硬件平臺(tái)的動(dòng)態(tài)性、分布性和異構(gòu)性，支持硬件資源的共享和復(fù)用，并為每個(gè)用戶提供屬于個(gè)人的獨(dú)立、隔離的計(jì)算環(huán)境，同時(shí)，為管理員提供硬件資源和軟件資源的集中管理[2]。

隨著x86處理器性能的提升和應(yīng)用的普及，虛擬化技術(shù)在x86平臺(tái)上得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。虛擬化技術(shù)目前的主要用途是測(cè)試開發(fā)以及服務(wù)器資源整合。

虛擬化技術(shù)按照不同的實(shí)現(xiàn)方式可以分為全虛擬化（full virtualization）、半虛擬化（paravirtualization）和硬件輔助虛擬化（hardware assisted virtualization）。全虛擬化和半虛擬化主要通過(guò)軟件方式實(shí)現(xiàn)虛擬化，全虛擬化采用二進(jìn)制代碼動(dòng)態(tài)翻譯（dynamic binary translation）技術(shù)訪問(wèn)虛擬硬件，半虛擬化技術(shù)將敏感指令替換為對(duì)虛擬機(jī)監(jiān)控器的超級(jí)調(diào)用（hypercall），避免每條指令的翻譯，但這兩種方式都會(huì)帶來(lái)一定程度的性能開銷。近年來(lái)，Intel和AMD在硬件級(jí)上對(duì)虛擬化技術(shù)予以支持，如Intel的VT（virtualization technology，虛擬化技術(shù)，也曾叫做vanderpool technology）和AMD 的 SVM（secure virtual machine，安全虛擬機(jī)）技術(shù)，虛擬機(jī)的處理器性能和I/O（input/output，輸入輸出）性能有了明顯的提升，硬件輔助虛擬化技術(shù)因其具有接近物理機(jī)甚至在某些方面超越物理機(jī)的性能而被學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛關(guān)注。

企業(yè)或者科研機(jī)構(gòu)在面對(duì)種類繁多、各有特點(diǎn)的虛擬化技術(shù)時(shí)，往往比較關(guān)注虛擬化技術(shù)的性能問(wèn)題。首先，應(yīng)用程序運(yùn)行在虛擬機(jī)上與直接運(yùn)行在物理機(jī)上性能上的差異有多少；其次，虛擬化的各種技術(shù)實(shí)現(xiàn)提供的性能是否存在很大的差異。本文正是針對(duì)目前普遍關(guān)注的虛擬機(jī)CPU性能和I/O性能等展開了一系列的標(biāo)準(zhǔn)性能測(cè)試，包括編譯內(nèi)核、磁盤讀寫、文件壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸、Sysbench、Unixbench等。本文第2節(jié)概述虛擬化技術(shù)，第3節(jié)給出了測(cè)試工具和測(cè)試方法的具體描述，第4節(jié)分析了基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果，最后在第5節(jié)對(duì)上述工作進(jìn)行了總結(jié)。

2 虛擬化技術(shù)概述

1974年，Popek和Goldberg[3]提出經(jīng)典系統(tǒng)虛擬化模型，該模型指出操作系統(tǒng)成為虛擬機(jī)監(jiān)控器（virtual machine monitor，VMM）的基本要求：CPU的指令集體系結(jié)構(gòu)中，敏感指令必須是特權(quán)指令的子集。這種特性使得只有當(dāng)客戶操作系統(tǒng)執(zhí)行敏感指令時(shí)，VMM才會(huì)陷入到0特權(quán)級(jí)去執(zhí)行敏感指令。然而目前流行的x86架構(gòu)并不能適用于這種模型，x86指令集中有一部分敏感指令不是特權(quán)指令[4]，有17條敏感指令（比如LGDT等）不屬于特權(quán)指令，這些敏感指令在低特權(quán)級(jí)下運(yùn)行不會(huì)發(fā)生陷入，這就使得VMM無(wú)法有選擇性地陷入指令而減少VMM帶來(lái)的性能損失。

x86在構(gòu)架上的缺陷使得x86平臺(tái)虛擬化的實(shí)現(xiàn)存在困難和挑戰(zhàn)，一些學(xué)者和工程師另辟蹊徑采用純軟件的方法來(lái)彌補(bǔ)x86體系結(jié)構(gòu)固有的虛擬化缺陷。在CPU虛擬化方面，全虛擬化技術(shù)（full virtualization）使用軟件的方法完全或者部分的模擬出底層計(jì)算機(jī)硬件，不需要修改客戶操作系統(tǒng)（guest OS）的內(nèi)核，客戶操作系統(tǒng)完全感知不到自己運(yùn)行在虛擬的硬件之上，通過(guò)二進(jìn)制代碼動(dòng)態(tài)翻譯（dynamic binary translation）核心指令來(lái)替代那些不能虛擬化的指令，使用翻譯后的指令訪問(wèn)虛擬硬件。在內(nèi)存虛擬化方面，全虛擬化技術(shù)為每個(gè)Guest都維護(hù)一個(gè)“影子頁(yè)表”，在這個(gè)表中寫入虛擬化之后的內(nèi)存地址映射關(guān)系，而Guest OS的頁(yè)表則無(wú)需變動(dòng)，最后，VMM將影子頁(yè)表交給MMU（memory management unit，內(nèi)存管理單元）進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。在I/O虛擬化方面，全虛擬化技術(shù)通過(guò)模擬I/O設(shè)備（磁盤和網(wǎng)卡等）來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬化。對(duì)Guest OS而言，它所能看到就是一組統(tǒng)一的I/O設(shè)備，同時(shí)Guest OS每次I/O操作都會(huì)陷入到VMM，讓VMM來(lái)執(zhí)行。這種方式對(duì)Guest而言，非常透明，無(wú)需顧忌底層硬件。采用全虛擬化技術(shù)的典型系統(tǒng)有：Virtual Box、VMware Workstation、VMware ESX Server、Virtual PC、QEMU[5]等。

半虛擬化技術(shù) （para-virtualization）在CPU虛擬化方面，通過(guò)修改客戶操作系統(tǒng)的內(nèi)核源代碼，將客戶操作系統(tǒng)的指令操作替換為對(duì)虛擬機(jī)監(jiān)控器的超級(jí)調(diào)用（hypercall），客戶操作系統(tǒng)知道自身運(yùn)行在一個(gè)虛擬化的硬件系統(tǒng)之上[5]，并且被要求與虛擬機(jī)監(jiān)控器相互協(xié)調(diào)與合作。在內(nèi)存虛擬化方面，半虛擬化技術(shù)采用頁(yè)表寫入法，當(dāng)Guest OS創(chuàng)建一個(gè)新的頁(yè)表時(shí)，其會(huì)向VMM注冊(cè)該頁(yè)表，之后在Guest運(yùn)行的時(shí)候，VMM將不斷地管理和維護(hù)這個(gè)表，使Guest上面的程序能直接訪問(wèn)到合適的地址。在I/O虛擬化方面，半虛擬化技術(shù)通過(guò)前端（front-end）/后端（back-end）架構(gòu)，將Guest的I/O請(qǐng)求通過(guò)一個(gè)環(huán)狀隊(duì)列傳遞到特權(quán)域（privileged domain，也被稱為Domain-0）。采用半虛擬化技術(shù)的產(chǎn)品有Xen的半虛擬化產(chǎn)品。

硬件輔助虛擬化技術(shù)彌補(bǔ)了x86體系結(jié)構(gòu)虛擬化的缺陷，在CPU虛擬化方面，Intel VT技術(shù)和AMD SVM技術(shù)對(duì)處理器硬件進(jìn)行了擴(kuò)展，通過(guò)引入根模式和非根模式來(lái)分別運(yùn)行VMM以及客戶操作系統(tǒng)，VMM和客戶操作系統(tǒng)分別運(yùn)行在根模式和非根模式的0特權(quán)級(jí)上，只有客戶操作系統(tǒng)在執(zhí)行敏感指令時(shí)，才產(chǎn)生根模式與非根模式的切換，系統(tǒng)會(huì)切換到運(yùn)行于根模式的VMM，讓VMM來(lái)處理這些特殊指令。在內(nèi)存虛擬化方面，硬件輔助虛擬化技術(shù)使用擴(kuò)展頁(yè)表（extended page table，EPT），EPT 通過(guò)使用硬件技術(shù)，使其能在原有的頁(yè)表的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)EPT頁(yè)表，通過(guò)這個(gè)頁(yè)表能夠?qū)uest的物理地址直接翻譯為物理機(jī)的物理地址，從而減低整個(gè)內(nèi)存虛擬化所需的開銷。在I/O虛擬化方面，有 Intel的VT-d、AMD的IOMMU（input/output memory management unit，輸入輸出內(nèi)存管理單元）和PCI-SIG的 IOV（I/O virtulization，輸入輸出虛擬化）這三個(gè)技術(shù)。VT-d，其核心思想就是讓虛擬機(jī)能直接使用物理設(shè)備，但是這會(huì)牽涉到I/O地址訪問(wèn)和DMA（direct memory access，直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)）的問(wèn)題，而VT-d通過(guò)采用DMA重映射 （remapping）和I/O頁(yè)表來(lái)解決這兩個(gè)問(wèn)題，從而讓虛擬機(jī)能直接訪問(wèn)物理設(shè)備。IOMMU和VT-d在技術(shù)上有很多相似之處。目前硬件輔助虛擬化技術(shù)已經(jīng)獲得了接近原生操作系統(tǒng)的高性能，主要的技術(shù)有KVM（kernel virtual machine）和硬件輔助虛擬化的Xen。

之前提到各種虛擬化技術(shù)是在硬件層次上的虛擬化，主要通過(guò)軟件或者硬件輔助的方法實(shí)現(xiàn)物理機(jī)與虛擬機(jī)的隔離，虛擬機(jī)能夠直接對(duì)物理機(jī)的資源進(jìn)行訪問(wèn)。而目前也存在比較流行的操作系統(tǒng)級(jí) （OS Level）的虛擬化技術(shù)，為用戶提供了一個(gè)獨(dú)立完整的操作系統(tǒng)環(huán)境，包括操作系統(tǒng)、用戶函數(shù)庫(kù)、文件系統(tǒng)和環(huán)境設(shè)置等。客戶操作系統(tǒng)運(yùn)行在宿主操作系統(tǒng)之上，虛擬機(jī)可以是對(duì)物理機(jī)資源的分區(qū)或者僅僅是一個(gè)容器，復(fù)制了宿主操作系統(tǒng)的環(huán)境。由于所有物理機(jī)和虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)只運(yùn)行了一個(gè)內(nèi)核，沒有虛擬機(jī)監(jiān)控器中間層的運(yùn)行開銷，操作系統(tǒng)級(jí)的虛擬化技術(shù)具有優(yōu)秀的性能。操作系統(tǒng)級(jí)的虛擬化代表系統(tǒng)有Linux-VServer和OpenVZ。但是目前操作系統(tǒng)級(jí)的虛擬化技術(shù)因其穩(wěn)定性、易用性以及可管理性等方面均存在不足之處，并且無(wú)法與其他虛擬化技術(shù)一樣安裝部署主流的企業(yè)級(jí)服務(wù)器操作系統(tǒng)，無(wú)法構(gòu)建統(tǒng)一的比較測(cè)試環(huán)境，因此本次評(píng)測(cè)沒有將Linux-VServer和OpenVZ列入待比較的虛擬化技術(shù)之中。

3 評(píng)測(cè)方法

無(wú)論是在學(xué)術(shù)界還是在工業(yè)界，對(duì)于什么樣的方法是評(píng)測(cè)虛擬化解決方案的最好方法，一直沒有達(dá)成共識(shí)。標(biāo)準(zhǔn)性能評(píng)測(cè)公司（standard performance evaluation corporation,SPEC）在2006年底成立了一個(gè)委員會(huì)專門研究虛擬化解決方案評(píng)測(cè)方法[7]。VMware和Intel都是該委員會(huì)的成員，并且走在研究前沿，已經(jīng)發(fā)布了兩款不同的基準(zhǔn)測(cè)試程序套件（或稱工作負(fù)載，因?yàn)閮蓚€(gè)套件都是由現(xiàn)存的、獨(dú)立的基準(zhǔn)測(cè)試程序組成的），分別叫做VMmark[8]和vConsolidate[9]。組成兩個(gè)套件的工作負(fù)載非常相似，區(qū)別只是在于每個(gè)公司根據(jù)合成得到的結(jié)果來(lái)定義一個(gè)評(píng)分系統(tǒng)的方式。但是在本次研究中，兩款基準(zhǔn)測(cè)試程序套件都未被采用，因?yàn)樗鼈兌家蕾囉谝粋€(gè)針對(duì)郵件服務(wù)器的，叫做LoadSim的基準(zhǔn)測(cè)試程序，這個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試程序只能配合微軟的Exchange Server使用。

本文的評(píng)測(cè)沒有使用專門面向虛擬環(huán)境的性能評(píng)測(cè)工具，而是重用了傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的性能評(píng)測(cè)工具，因?yàn)槠胀ㄓ脩糇顬殛P(guān)注的問(wèn)題是：（1）虛擬機(jī)能否達(dá)到物理機(jī)的性能；（2）虛擬機(jī)與物理機(jī)相比性能損失有多少；（3）各種虛擬化技術(shù)孰優(yōu)孰劣。因此，重用傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的性能評(píng)測(cè)工具往往能夠得到最為直觀并且有說(shuō)服力的結(jié)果。在選用具體的評(píng)測(cè)工具時(shí)，我們主要考慮要從以下三個(gè)方面對(duì)虛擬機(jī)的性能進(jìn)行評(píng)測(cè)：客戶機(jī)操作系統(tǒng)上處理器性能指標(biāo)；客戶機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)存性能；虛擬外設(shè)I/O的性能。

在本次測(cè)試中使用上海中標(biāo)軟件有限公司的NeoShine Advance Server 5.4 x86-64作為物理機(jī)和虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)，它的內(nèi)核版本是2.6.18。在測(cè)試中使用的基準(zhǔn)測(cè)試程序的名稱和版本如表1所示。表2列舉了待評(píng)測(cè)的虛擬化解決方案以及在物理機(jī)和虛擬機(jī)上安裝的操作系統(tǒng)的內(nèi)核版本。

表1 使用的基準(zhǔn)測(cè)試程序列表

表2 待評(píng)測(cè)虛擬化解決方案及各自內(nèi)核版本

所有的測(cè)試在IBM x3650 M2服務(wù)器上進(jìn)行，該服務(wù)器的配置如下：2 個(gè) Intel Xeon CPU E5520（2.26 GHz，16 核），8 GB內(nèi)存，897 GB磁盤陣列和一個(gè)吉比特網(wǎng)卡，該網(wǎng)卡連接到局域網(wǎng)中。在測(cè)試中，虛擬機(jī)的配置如下：1個(gè)CPU，2 GB的內(nèi)存，50 GB的硬盤和一個(gè)網(wǎng)卡。

對(duì)于結(jié)果的收集方式如下：所有的測(cè)試都重復(fù)4次，拋棄第一次結(jié)果樣本，在第二次、第三次及第四次結(jié)果樣本中選取中位數(shù)作為當(dāng)前的測(cè)試結(jié)果。虛擬機(jī)上的測(cè)試結(jié)果都進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即以物理機(jī)上的測(cè)試結(jié)果為基數(shù)，將虛擬機(jī)上的測(cè)試結(jié)果轉(zhuǎn)化為相對(duì)于該基數(shù)的比例值。測(cè)試機(jī)在每次進(jìn)行新的測(cè)試集合之前都必須重新啟動(dòng)。在測(cè)試新的虛擬化解決方案之前，重新格式化磁盤并重新安裝操作系統(tǒng)。

4 評(píng)測(cè)結(jié)果分析

本部分展示本研究的結(jié)果，所有這些結(jié)果值都是以物理機(jī)上的測(cè)試結(jié)果為基數(shù)，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化之后的相對(duì)值。圖1顯示了以時(shí)間為單位的基準(zhǔn)測(cè)試程序的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試結(jié)果，圖中的條形越高表示該虛擬化解決方案的性能在對(duì)應(yīng)的工作負(fù)載中越好。

本次測(cè)試采用Bzip2進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮測(cè)試。Bzip2是一個(gè)CPU密集型的任務(wù)，只有較低的I/O需求。在Bzip2的測(cè)試中，采用壓縮單個(gè)大文件和壓縮多個(gè)小文件兩種方式來(lái)進(jìn)行壓縮時(shí)間的測(cè)試：Bzip2-1壓縮很大的一個(gè)鏡像文件（Neoshine Advance Server的光盤鏡像ISO文件，4.37 GB），Bzip2-2壓縮有很多小文件的文件夾 （Linux Kernel 2.6.32內(nèi)核源碼樹，包含32 364個(gè)文件，共計(jì)423 MB）。在光盤鏡像壓縮的試驗(yàn)中，只有Virtual Box比較接近物理機(jī)的性能，而在內(nèi)核源碼樹的壓縮試驗(yàn)中，KVM和Virtual Box都比較接近物理機(jī)的性能。

本測(cè)試中采用dd來(lái)測(cè)試磁盤性能，dd操作對(duì)CPU沒有太大壓力，而是主要集中于磁盤輸入輸出（I/O）操作。在這個(gè)測(cè)試中，我們把一個(gè)4.37 GB的鏡像文件（ISO文件）拷貝到同一個(gè)ext3分區(qū)下。本文評(píng)測(cè)的所有虛擬化解決方案在本測(cè)試中的性能和物理機(jī)相比都不是十分理想，Xen的半虛擬化解決方案相對(duì)來(lái)說(shuō)比其他解決方案略勝一籌。

Sysbench用來(lái)做數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的一個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試程序，我們的測(cè)試中主要是進(jìn)行在線事務(wù)處理（OLTP）測(cè)試，它對(duì)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行一組10 000個(gè)事務(wù)處理所耗的時(shí)間。在本測(cè)試中，除了Virtual Box以外，各虛擬化解決方案的表現(xiàn)都相當(dāng)不錯(cuò)，性能甚至略微超過(guò)了物理機(jī)，Virtual Box相比之下則遜色得多。

內(nèi)核編譯是一個(gè)綜合性能評(píng)測(cè)方法，內(nèi)核編譯測(cè)試既是處理器敏感型任務(wù)，又是內(nèi)存、多線程和對(duì)文件系統(tǒng)的讀寫壓力敏感型的任務(wù)，因?yàn)樗诰幾g的過(guò)程中，會(huì)讀寫很多的小文件，這些特征使它成為很好的綜合系統(tǒng)系能指標(biāo)。在本測(cè)試中，測(cè)試編譯Linux Kernel 2.6.32所消耗的時(shí)間。所有的待測(cè)虛擬化解決方案的表現(xiàn)都不錯(cuò)，Xen的全虛擬化和半虛擬化的性能都很接近物理機(jī)的性能，而Virtual Box和KVM更是較大幅度地超過(guò)了物理機(jī)的性能。

圖2顯示了測(cè)試吞吐量的基準(zhǔn)測(cè)試程序的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試結(jié)果。

Dbench是一個(gè)文件系統(tǒng)基準(zhǔn)測(cè)試程序，模擬文件服務(wù)器上的工作。在本測(cè)試中，Dbench模擬300個(gè)用戶同時(shí)對(duì)文件服務(wù)器進(jìn)行并發(fā)讀寫操作，其中，Virtual Box的表現(xiàn)相當(dāng)突出，在其他虛擬化解決方案的性能最高只有物理機(jī)性能的40%左右的情況下，它一舉超過(guò)了物理機(jī)的性能達(dá)20%之多。

Netperf是一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)測(cè)試程序，它使用TCP數(shù)據(jù)包流來(lái)評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)交換的性能。在本項(xiàng)測(cè)試中，除了Xen的全虛擬化解決方案性能只有不到物理機(jī)的60%外，其他解決方案都非常接近物理機(jī)的性能。

在完成Netperf的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試以后，本測(cè)試又采用Rsync進(jìn)行了兩項(xiàng)測(cè)試，都是從服務(wù)器端向客戶端同步數(shù)據(jù)。第一項(xiàng)測(cè)試同步內(nèi)核源碼樹，它是一個(gè)包含很多小文件的文件夾，包含32 364個(gè)文件，共計(jì)423 MB。第二項(xiàng)測(cè)試是同步一個(gè)很大的鏡像文件（4.37 GB的ISO文件）。在兩項(xiàng)測(cè)試中，Virtual Box、Xen的半虛擬化和KVM表現(xiàn)都很不錯(cuò)，很接近物理機(jī)的性能，而Xen的全虛擬化解決方案則要遜色得多。

圖2 吞吐量類測(cè)試結(jié)果對(duì)比

最后，我們還使用UnixBench進(jìn)行了測(cè)試，UnixBench的目的是給類Unix系統(tǒng)的性能分析提供一種基本的指標(biāo)，其基于早先的BYTE測(cè)試。因此，多個(gè)測(cè)試被用于測(cè)試系統(tǒng)性能的各個(gè)的方面，包括基本數(shù)學(xué)運(yùn)算、文件系統(tǒng)效率、進(jìn)程間通信、管道吞吐率、shell程序效率等。然后將這些測(cè)試結(jié)果與從基礎(chǔ)系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)比較，產(chǎn)生一個(gè)預(yù)定值，這個(gè)預(yù)定值比原始的分?jǐn)?shù)更容易處理。綜合整套系列的預(yù)定值將得出一個(gè)系統(tǒng)全面的索引。在進(jìn)行多項(xiàng)測(cè)試以后，UnixBench會(huì)給出一個(gè)綜合評(píng)分。在該項(xiàng)測(cè)試中，KVM和Virtual Box表現(xiàn)不錯(cuò)，都超過(guò)了物理機(jī)性能的60%。

UnixBench綜合評(píng)分結(jié)果對(duì)比如圖3所示。

圖3 UnixBench綜合評(píng)分結(jié)果對(duì)比

5 結(jié)束語(yǔ)

本文評(píng)測(cè)了Linux下的4款開源虛擬化技術(shù)的基本性能。在研究過(guò)程中，我們使用了一些基準(zhǔn)測(cè)試程序來(lái)分析不同的虛擬化技術(shù)在不同的工作負(fù)載中的性能，并和物理機(jī)上的性能進(jìn)行比較，觀察其開銷。

BZip2和Sysbench測(cè)試結(jié)果主要體現(xiàn)了客戶操作系統(tǒng)在處理器性能方面的指標(biāo)，其中KVM和Virtual Box有較好的表現(xiàn)，因此，如果用戶使用虛擬化技術(shù)主要面向處理器密集型的應(yīng)用，需要消耗大量的處理器資源，并且保持處理器調(diào)度的高效率，KVM和Virtual Box是較好的選擇，但是由于Virtual Box是一個(gè)桌面虛擬化系統(tǒng)，因此在實(shí)際企業(yè)應(yīng)用中，處理器密集型應(yīng)用主要考慮使用KVM虛擬機(jī)。內(nèi)核編譯測(cè)試不僅對(duì)處理器敏感，也對(duì)內(nèi)存和硬盤讀寫敏感，KVM在內(nèi)核編譯中的表現(xiàn)也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于Xen的兩種虛擬化方案。并且從UnixBench總體性能測(cè)試的結(jié)果來(lái)看，KVM硬件輔助虛擬化技術(shù)也是所有虛擬化技術(shù)中表現(xiàn)最好的。

對(duì)于I/O性能測(cè)試，首先從磁盤讀寫的dd測(cè)試來(lái)看：所有虛擬化技術(shù)均低于物理機(jī)性能的50%，表現(xiàn)最好的是Xen半虛擬化和Virtual Box，而表現(xiàn)最差的是硬件輔助的KVM；在并發(fā)讀寫Dbench測(cè)試中，Virtual Box的性能超過(guò)了物理機(jī)的性能，而性能最差的仍然是KVM。因此，可以看出，KVM的磁盤I/O性能在所有虛擬化技術(shù)中最弱的，面向磁盤輸入輸出密集的應(yīng)用不適合使用KVM虛擬化技術(shù)。其次，從網(wǎng)絡(luò)I/O性能來(lái)看，在Netperf測(cè)試中，除了Xen硬件輔助虛擬化，其他虛擬化技術(shù)均具有與物理機(jī)相當(dāng)?shù)男阅?，在Rsync的兩項(xiàng)測(cè)試中，也是Xen的硬件輔助虛擬化性能最差。由此可以看出，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)I/O密集的應(yīng)用，使用Xen的硬件輔助虛擬化是不太合適的。

通過(guò)以上分析，本文的結(jié)論是：對(duì)于處理器密集型的應(yīng)用，適合選擇使用KVM硬件輔助虛擬化技術(shù)；對(duì)于磁盤I/O密集的應(yīng)用，不適合使用KVM硬件輔助虛擬化技術(shù)；對(duì)于網(wǎng)絡(luò)I/O密集的應(yīng)用，不適合選用本文測(cè)試所使用的Xen的硬件輔助虛擬化版本，而其他虛擬化技術(shù)都可作為備選方案。

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