Оптимизация с помощью виртуализации. Организуем несколько рабочих мест из одного десктопа. Часть 3

 АНДРЕЙ СЕМЕНОВ, Восточное управление ДВБФ ФГУП «Росморпорт», главный специалист ОИТ, avsemenov@gmail.com

Оптимизация с помощью виртуализации
Организуем несколько рабочих мест из одного десктопа. Часть 3

В предыдущих номерах «СА» я рассказывал об установке и настройке гипервизоров Xen и KVM для разделения ресурсов рабочей станции на два рабочих места. В этой части – сравнение производительности подсистем виртуальных рабочих мест на Xen и KVM между собой и с конфигурациями рабочих мест, не использующими виртуализацию

Цель – в общих чертах определить с помощью синтетических тестов потери в производительности различных подсистем виртуальных рабочих мест в сравнении с «железными» и выявить слабые и сильные стороны используемых решений для виртуализации рабочих мест.

Сравнение производительности осуществлено на одной и той же аппаратной конфигурации и близких к ней конфигурациях виртуальных машин (см. таблицы 1 и 2).

Таблица 1. Описание используемой для тестирования производительности программной и аппаратной конфигурации

Таблица 2. Программная конфигурация (версии гипервизоров хостовых и гостевых ОС)

Программная конфигурация (версии гипервизоров хостовых и гостевых ОС)

Для тестирования производительности использовано следующее программное обеспечение:

• Futuremark 3DMark Vantage (интегральная производительность, производительность CPU, производительность видеоподсистемы)
• Cinebench R15 (производительность CPU, производительность видеоподсистемы)
• Futuremark PCMark 7 (общая производительность)
• CrystalDiskMark 5.2.1 (производительность дисковой подсистемы)

Методика тестирования

Тестировалась производительность центрального процессора, производительность дисковой подсистемы и основных «пробрасываемых» устройств: видеоадаптера и USB-контроллеров в различных виртуальных окружениях.

Каждый тест производился три раза, в качестве результата записывалось среднее арифметическое значение проведенных тестов. Для определения погрешности измерений использовался метод Корнфельда, определяющий погрешность, какзначение половины разности между максимальным и минимальным результатами измерений. Для наглядности использована величина относительной погрешности (отношение погрешности измерения к величине среднего результата измерений) в процентах.

С этой же целью при сравнении производительности ОС виртуальных машин с «железными», вычислялся относительный результат сравнения в процентах, а в качестве погрешности использовалась только погрешность измерений виртуальной машины, а погрешности результатов измерений ОС на «железе» не учитывались (для упрощения вычислений).

Измерения производительности одних и тех же подсистем, сделанные разным ПО, усреднялись. Также усреднялись погрешности результатов измерений (что также упрощено, но не внесло значимых искажений в результаты).

В качестве ОС для тестирования использовались 64-битные версии Windows 7 Professional и Windows 10 Professional.

Исходя из выбора операционных систем и поддерживаемого аппаратного обеспечения гипервизорами получилась следующие комбинации для тестирования:

ОС, установленные непосредственно на «железо»:

• Тесты видеоподсистемы
• Тесты производительности процессора
• Тесты дисковой подсистемы
• Тесты производительности USB-контроллеров
• Тесты выполнены для Windows 7 x64 и Windows 10 x64

ОС, установленные в окружении Xen:

• Тесты видеоподсистемы (в режиме «проброса» PCI-устройства)
• Тесты производительности процессора
• Тесты дисковой подсистемы (форматы HDD: файловый Raw, файловый qcow2, LVM raw)
• Тесты производительности USB-контроллеров (в режиме «проброса» PCI-устройства)
• Тесты выполнены для Windows 7 x64 и Windows 10 x64

ОС, установленные в окружении Proxmox VE (QEMU/KVM):

• Тесты видеоподсистемы (в режиме «проброса» PCI-устройства);
• Тесты производительности процессора;
• Тесты дисковой подсистемы (форматы HDD: SCSI файловый Raw, SCSI файловый qcow2, SCSI LVM raw, Virtio файловый Raw, Virtio файловый qcow2, Virtio LVM raw)
• Тесты производительности USB-контроллеров (в режиме «проброса» PCI-устройства)
• Тесты выполнены для Windows 7 x64 и Windows 10 x64.

Проект Xen и проект KVM используют для эмуляции аппаратной платформы виртуальных машин код из проекта QEMU.

Проект Xen при этом придерживается более консервативного подхода и использует только стабильный проверенный код, KVM придерживается более прогрессивного подхода и использует наряду с проверенными, также и современные наработки QEMU.

По этой причине (вполне возможно, я ошибаюсь и команда Xen просто не успевает идти в ногу со временем) в качестве аппаратной платформы для виртуальных машин в Xen используется эмуляция чипсета Intel i440FX (чипсет безподдержки шины PCIe и USB3), а в проекте KVM – Intel i440FX и Intel Q35 [3] (более современный чипсет с поддержкой шины PCIe и USB3).

Произведенные тесты не претендуют высокую точность, но могут дать общее представление о потерях на виртуализацию процессорного времени и виртуализацию ввода/вывода (графические тесты, тесты дисковой системы и скорости «проброшенных» USB-контроллеров) при использовании разных технологий виртуализации и разных эмулируемых чипсетов (i440fx и q35).

Статью целиком читайте в журнале «Системный администратор», №7-8 за 2017 г. на страницах 24-31.

PDF-версию данного номера можно приобрести в нашем магазине.

1. Семенов А. Оптимизация с помощью виртуализации. Организуем несколько рабочих мест из одного десктопа. // «Системный администратор», № 3, 2017 г. – с. 22-28 (http://samag.ru/archive/article/3385).
2. Семенов А. Оптимизация с помощью виртуализации. Организуем несколько рабочих мест из одного десктопа. Часть 2. // «Системный администратор», № 4, 2017 г. – с. 24-29 (http://samag.ru/archive/article/3404).
3. QEMU Q35 chipset – http://wiki.qemu.org/Features/Q35.
4. Файл с подробными результатами тестов – http://charoday.ru/samag-xen-kvm-tests-results.
5. Информация об ошибке «проброса» видеокарты PVE – https://forum.proxmox.com/threads/vga-passthrough-error-device-does-not-support-requested-feature-x-vga.35727.
6. Xen Windows PV Drivers – https://www.xenproject.org/developers/teams/windows-pv-drivers.html.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи