虛擬計(jì)算系統(tǒng)性能與可用性評(píng)測方法研究.pdf

1、近年來，虛擬化作為一種資源整合的技術(shù)已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。盡管虛擬化具有靈活安全、封裝隔離、提高資源利用率、易于管理維護(hù)、降低能耗和節(jié)約總體擁有成本(TCO)等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一些不期望的問題。例如，虛擬化降低了特定操作的性能，虛擬機(jī)管理器的增加為虛擬計(jì)算系統(tǒng)帶來了很多不穩(wěn)定因素，虛擬計(jì)算系統(tǒng)的可用性存在“單點(diǎn)故障(SPOF)”。因此，如何評(píng)測虛擬計(jì)算系統(tǒng)的性能與可用性、鑒別虛擬計(jì)算系統(tǒng)的性能與可用性瓶頸以改進(jìn)虛擬計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成為亟需

2、解決的問題。本文圍繞虛擬計(jì)算系統(tǒng)的性能與可用性評(píng)測方法展開了一系列的研究工作，主要貢獻(xiàn)有：
　　 ⑴通過分析虛擬計(jì)算系統(tǒng)的架構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)原理，提出了一種多粒度性能組合測試方法，為解決傳統(tǒng)性能測試方法不能很好鑒別虛擬計(jì)算系統(tǒng)性能瓶頸的問題提供了一種新途徑；同時(shí)，為了更好地實(shí)現(xiàn)虛擬計(jì)算系統(tǒng)的多粒度性能組合測試，開發(fā)了一個(gè)能夠靈活配置測試環(huán)境和自動(dòng)部署測試任務(wù)的工具-vTestKit；
　　 ⑵通過分析Xen系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)I/O操

3、作處理機(jī)制和CPU調(diào)度算法，提出了兩個(gè)與負(fù)載類型相關(guān)的分析模型：限制客戶域網(wǎng)絡(luò)I/O操作請求次數(shù)的分析模型和執(zhí)行計(jì)算密集型負(fù)載的平均性能及伸縮性分析模型，為解決客戶域密集網(wǎng)絡(luò)I/O操作容易造成Xen系統(tǒng)過載和執(zhí)行計(jì)算密集型負(fù)載的客戶域平均性能與客戶域數(shù)目的組合優(yōu)化兩個(gè)問題提供了分析手段；
　　 ⑶通過統(tǒng)計(jì)分析虛擬計(jì)算系統(tǒng)的常見故障癥狀，給出了虛擬計(jì)算系統(tǒng)的典型故障模型(包括故障類型、故障位置、發(fā)生模型和持續(xù)時(shí)間等信息)及其實(shí)現(xiàn)途

4、徑，并基于Xen系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)虛擬計(jì)算系統(tǒng)故障插入工具-SFIVE，為虛擬計(jì)算系統(tǒng)的可用性評(píng)測奠定了基礎(chǔ)；
　　 ⑷通過分析虛擬集群結(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)架構(gòu)模式特點(diǎn)和生命周期存活狀態(tài)，給出了三種虛擬集群結(jié)點(diǎn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，并基于馬爾科夫鏈建立了相應(yīng)的可用性分析模型，解決了虛擬集群系統(tǒng)可用性分析的首要問題。
　　 綜上所述，虛擬計(jì)算系統(tǒng)的性能與可用性評(píng)測研究主要集中于性能測試、性能建模、可用性測試和可用性建模四個(gè)方面。本文圍繞此四個(gè)方