Uma arquitetura para monitoramento e medição de desempenho para ambientes virtuais

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-10T01:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 471195 bytes, checksum: 37110584a8b700080370aa693a9ae809 (MD5) Previous issue date: 28Ambientes virtuais têm experimentado um renovado interesse por vários motivos, tais como isolamento de aplicações, consolidação de servidores e compartilhamento de recursos. A implantação de um servidor virtual permite a consolidação múltiplos sistemas operacionais e aplicações em uma única plataforma de hardware, reduzindo o número de servidores de uma empresa, aumentando a utilização de recursos, simplificando a organização de infraestrutura, reduzindo custos de gerenciamento e permitindo a criação de um ambiente capaz de se adaptar a mudanças na carga das aplicações.Entretanto, antes migrar aplicações de servidores reais para ambientes virtuais é necessário entender como será o comportamento dessas aplicações nesse novo ambiente. O desempenho das aplicações em ambientes virtuais pode diferir consideravelmente do seu desempenho em sistemas reais devido às interações com a camada de software que simula o hardware e com outras máquinas virtuais. Além disso, a configuração de um ambiente virtual tem um impacto significativo no desempenho do sistema. Por exemplo, no ambiente virtual Xen, dispositivos de E/S são executados em uma máquina virtual privilegiada chamada de domínio de drivers isolados (IDD). Uma escolha de configuração que afeta criticamente o desempenho do sistema é a alocação de CPUs para várias máquinas virtuais e IDDs em uma máquina multiprocessada. Nesse contexto, entender as fontes do custo da virtualização e quantificar esse custo é crucial para a implantação e configuração de aplicações em ambientes virtuais. Esta dissertação apresenta duas técnicas para medir e monitorar desempenho em ambientes virtuais. Utilizando essas técnicas, apresentamos uma avaliação de desempenho de aplicações executando no ambiente virtual Xen como uma função das características das aplicações e alternativas de configuração. Os resultados mostram que o processamento de E/S no Xen requer de três a cinco vezes mais processamento de CPU no sistema virtual do que no ambiente real. Além disso, mostramos que a taxa de processamento de rede do IDD é limitada pela capacidade de uma única CPU, mesmo com múltiplos processadores. Foi observada uma queda no desempenho das aplicações, que chega a quase 18%, quando máquinas virtuais compartilham as mesmas caches de processadores. Essas observações são importantes para a configuração de ambientes virtuais bem como a implantação de aplicações nesses sistemas.Virtual environments are experiencing a renewed interest due to several reasons, such as isolation, server consolidation and resource partitioning. The deployment of a virtual server allow the consolidation of multiple operational systems and applications on a single hardware platform, reducing the number of servers of an enterprise, increasing resource utilization, simplifying infrastructure organization, reducing management costs and allowing the creation of an environment able to adapt to changes on application workloads. However, before migrating applications from physical machines to virtualized environments, one needs to be able to understand the behavior of the applications on the new environment. The performance of such applications on virtual environments may differ considerably from their performance on real systems due to interactions with the software layer which simulates the hardware and due to the need of sharing some with other virtual machines. Moreover, the configuration of a virtual environment has a significant impact on system performance. For instance, in the Xen virtual environment, I/O device drivers execute in privileged virtual machines called isolated driver domains (IDDs). A configuration choice that critically affects system performance is the assignment of multiple virtual machines and IDDs to the CPUs in a multiprocessor server. In this context, understanding the sources of virtualization overhead and quantify this overhead is crucial for the deployment and configuration of applications on virtual environments.This work presents two techniques to measure and monitor performance in virtual environments. Using these techniques, we provide a performance evaluation of applications executing on the Xen virtual environment as a function of application parameters and configuration choices. Our results show that I/O processing in Xen requires three to five times the CPU capacity as in Linux. Furthermore, we show that the throughput of an IDD is limited by the processing capacity of a single CPU, even with a multiprocessor IDD. We also observed a performance overhead of almost 18% when virtual machines share the same resources, such as processor caches