हाइपरविजर के वास्तविक प्रदर्शन के बारे में कुछ शब्द

वर्चुअलाइज्ड सिस्टम के उपयोगकर्ता, और विशेष रूप से सेवा प्रदाता, बहुत बार खुद से पूछते हैं: "उपलब्ध हार्डवेयर से अधिकतम कैसे प्राप्त करें?" और इस संदर्भ में, हमें अक्सर केवीएम हाइपरविजर और वर्चुज़ोज़ो के विभिन्न संस्करणों के बीच अंतर पर चर्चा करनी होगी। इस पोस्ट में हम नवीनतम वर्चुअलाइजेशन सिस्टम के परीक्षणों की एक श्रृंखला के बारे में बात करेंगे, जिसमें विशिष्ट भार के तहत वास्तविक प्रदर्शन के अनुमानों के साथ-साथ मेल्टडाउन और स्पेक्टर पैच को ध्यान में रखा जाएगा।

एक होस्टिंग कंपनी के लिए या आईटी विभाग के लिए सबसे महत्वपूर्ण क्या है जो मौजूदा उपकरणों पर अधिक से अधिक कार्यों के लिए समर्थन को व्यवस्थित करने की आवश्यकता है? यदि कोई कंपनी सेवा-उन्मुख मॉडल के अनुसार काम करती है या सेवाओं को बेचती है, तो अभ्यास से पता चलता है कि मुख्य चीज प्रति सर्वर लाभ संकेतक है। एक ही समय में किन तकनीकों का उपयोग किया जाता है और जिसके कारण वितरण घनत्व प्राप्त होता है, व्यापार प्रतिनिधि इतने चिंतित नहीं हैं।

हालांकि, यह सवाल कि हम केवीएम को वर्चुअज्जो 7 में एक हाइपरवाइजर के रूप में क्यों उपयोग करते हैं, और हम इस मामले में एक साधारण ओपनसोर्स वर्चुअलाइजेशन सिस्टम से कैसे भिन्न हैं, बहुत बार पूछा जाता है। और आज मैं इसका जवाब देना चाहता हूं।

अतीत में, Virtuozzo ने अपने स्वयं के मालिकाना हाइपरवाइज़र के साथ काम किया था, लेकिन कई साल पहले हमने महसूस किया कि इसे विकसित करना अधिक महंगा और एक केवीएम का अनुकूलन करने की तुलना में अधिक कठिन है। हालांकि, KVM प्रदर्शन के लिए एक बेंचमार्क नहीं है, और किसी भी OpenSource प्लेटफ़ॉर्म की तरह, इसे एक फ़ाइल के साथ अपडेट करने की आवश्यकता है। यह हमारे विकास विभाग का हिस्सा है। हम कोड का अनुकूलन करते हैं, इसे डेटा स्टोरेज प्लेटफॉर्म और अन्य घटकों के साथ एकीकृत करते हैं, जिससे उत्पादकता और घनत्व बढ़ता है।

अन्य हाइपरविजर्स के साथ तुलना

प्रदर्शन को मापने के लिए हम जिन परीक्षणों का उपयोग करते हैं, उनमें से एक डीवीडी स्टोर है। यह सर्वर सॉफ्टवेयर के एक क्लासिक सेट का उपयोग करता है: लिनक्स, अपाचे, MySQL, PHP (LAMP)। प्रत्येक वर्चुअल मशीन के अंदर, परीक्षण एक ऑनलाइन डीवीडी स्टोर के संचालन का अनुकरण करता है। परीक्षण का परिणाम सभी आभासी मशीनों (ऑर्डिनेट एक्सिस) में कुल किए गए ट्रांसएटल की संख्या है। परीक्षण में शामिल आभासी मशीनों की संख्या क्रमिक रूप से 1 से 100 (एब्सिस्सा अक्ष) से ​​बढ़ जाती है।

दीपक: OpenSource QEMU KVM बनाम Virtuozzo @ CentOS 7.4 (आभासी मशीनें)

जैसा कि आप ऊपर दिए गए ग्राफ़ में देख सकते हैं, वर्चुअज़ो 7 हाइपरवाइज़र पर चलने वाले CentOS Linux 7.4 के साथ वर्चुअल मशीनों का प्रदर्शन मानक KVM पर समान लोड शुरू करने की तुलना में 30% अधिक है। सीपीयू ओवर-कमेंट के बिंदु पर सबसे बड़ा अंतर देखा गया है, जहां सभी वर्चुअल मशीनों को आवंटित प्रोसेसर कोर की संख्या सीपीयू सर्वर के भौतिक कोर की संख्या तक पहुंचती है। इस सर्वर के लिए, यह बिंदु 20 आभासी मशीनों से मेल खाता है। इसके अलावा, वर्चुअज्जो 7 कोर और अनुकूली मेमोरी प्रबंधन नीति रैम ओवर-कमिट पॉइंट के बाद वर्चुअल मशीनों का स्थिर संचालन सुनिश्चित करती है, जहां सभी वर्चुअल मशीनों को आवंटित रैम की मात्रा सर्वर की भौतिक मेमोरी के आकार से अधिक है। इस तरह के भार के साथ, मानक KVM सामान्य ऑपरेशन के लिए स्थितियां नहीं बना सकता है।

एक और तुलना वर्चुअज़ो 7 हाइपरवाइज़र और माइक्रोसॉफ्ट हाइपर-वी 3.0 के बीच की गई थी। यहां, vConsolidate परीक्षण का उपयोग करके प्रदर्शन का मूल्यांकन किया गया था, और वर्चुअल सर्वर के लिए Windows Server 2012 R2 को अतिथि ऑपरेटिंग सिस्टम के रूप में उपयोग किया गया था।

vConsolidate: हाइपर- V बनाम Virtuozzo @ Windows 2012 R2 (वर्चुअल मशीन)

डीवीडी स्टोर के विपरीत, vConsolidate में लोड सभी आभासी मशीनों के लिए समान नहीं है। इस परीक्षण में, उन्हें तथाकथित CSU (समेकन स्टैक इकाइयों) में विभाजित किया गया है। प्रत्येक CSU चार वर्चुअल मशीनों का एक समूह है जो Specjbb, WebBench और SysBench (OLTP) को लोड करता है। प्रत्येक CSU में चौथा VM निष्क्रिय है, अर्थात कोई भार नहीं है। मात्रात्मक परिणाम सभी आभासी मशीनों (ऑर्डिनेट एक्सिस) से कुल प्राप्त तीन उपर्युक्त परीक्षणों के परिणामों का ज्यामितीय माध्य है। परीक्षण में शामिल सीएसयू की संख्या क्रमिक रूप से 1 से 24 (एब्सिस्सा) तक बढ़ जाती है।

दोनों हाइपरवाइजर्स के लिए, परीक्षण दो बार किया गया: मेल्टडाउन और स्पेक्टर स्थापित किए गए कमजोरियों के लिए पैच के साथ-साथ उनके बिना भी। परिणामों के अनुमान से पता चलता है कि Virtuozzo 7 औसत "मूल" Microsoft हाइपरविजर की तुलना में 15% अधिक प्रदर्शन करता है।

मेल्टडाउन और स्पेक्टर

जैसा कि आप जानते हैं, 4 जनवरी, 2018 को, इटेनियम और पुराने एटम (2013 तक) के अपवाद के साथ, सभी इंटेल प्रोसेसर में बड़े पैमाने पर वैचारिक कमजोरियों की खोज से पूरा आईटी समुदाय उत्साहित था। इन कमजोरियों का उपयोग करके सिस्टम में किसी भी अनपेक्षित प्रक्रिया को कर्नेल डेटा (मेल्टडाउन) या किसी अन्य प्रक्रिया (स्पेक्टर) से डेटा एक्सेस करने की अनुमति देता है। सॉफ्टवेयर डेवलपर्स ने इन कमजोरियों को दूर करने के लिए सॉफ्टवेयर अपडेट जारी करने पर ध्यान केंद्रित किया। हालांकि, उपयोगकर्ताओं को स्वाभाविक रूप से सवाल था कि ये अपडेट सिस्टम प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करते हैं।

हमने जाँच की कि कैसे मेल्टडाउन और स्पेक्टर के लिए पैच एक उदाहरण के रूप में vConsolidate परीक्षण का उपयोग करके CentOS Linux 7.4 के साथ कंटेनरों के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। फिर हमने एक और माप किया - कर्नेल के साथ "रेटपॉलिन" विकल्प के साथ संकलित संशोधित संकलक (उदाहरण के लिए, जीसीसी और क्लैंग / एलएलवीएम इस तरह के अवसर की पेशकश करते हैं)।

Retpoline के साथ प्रदर्शन: vConsolidate @ CentOS 7.4 (कंटेनर)

जैसा कि आप ऊपर के ग्राफ़ में देख सकते हैं, मेल्टडाउन और स्पेक्टर के खिलाफ पैच लगाने से कंटेनर के प्रदर्शन में काफी कमी आती है। इसके अलावा, सबसे "मुश्किल" पैच स्पेक्टर V2 के लिए था। हालांकि, नए रेटपॉलिन विकल्प के साथ कंपाइलर का उपयोग करने से आप स्किलेक से पुराने प्रोसेसर वाले सिस्टम पर इस पैच को सुरक्षित रूप से छोड़ सकते हैं और प्रदर्शन के 25% तक जीत सकते हैं। हालांकि, हम अभी भी Meltdown और Spectre-V1 के लिए पैच के कारण लगभग 5% खो गए हैं।

Retpoline के साथ प्रदर्शन: vConsolidate @ CentOS 7.4 (वर्चुअल मशीन)


CentOS Linux 7.4 के मामले में, वर्चुअल मशीनों के अंदर की स्थिति थोड़ी अधिक रोज़ी है: मेल्टडाउन और स्पेक्टर के प्रदर्शन में केवल 15% की गिरावट है, और अप्रकाशित कर्नेल और रेटपॉलिन के साथ कर्नेल के बीच प्रदर्शन अंतर केवल 1-2% है। इस प्रकार, नए संकलक के उपयोग ने प्रदर्शन में गिरावट के लिए लगभग पूरी तरह से क्षतिपूर्ति करना संभव बना दिया। हालांकि, यह विचार करने योग्य है कि सभी तीन माप एक ही आभासी मशीनों पर किए गए थे - अप्रकाशित अतिथि ओएस कर्नेल के साथ। अतिथि OS को अपडेट करने से उपयोगकर्ता अनुप्रयोगों के लिए अतिरिक्त प्रदर्शन में गिरावट आएगी।

Retpoline के साथ प्रदर्शन: vConsolidate @ Windows 2012 R2 (वर्चुअल मशीन)



आज के लिए नवीनतम चार्ट एक समान तुलना है, लेकिन विंडोज सर्वर 2012 R2 वर्चुअल मशीनों के साथ। यहाँ पैच से मंदी इतनी बड़ी नहीं थी और लगभग 10% थी, और रेटपॉलिन के साथ कर्नेल का उपयोग करने से अप्रकाशित कर्नेल के सापेक्ष अंतर को 2-3% तक कम करने की अनुमति मिली।

निष्कर्ष

बेशक, अनमॉडिफाइड केवीएम के अपने फायदे हैं, और मुख्य लाभ इसकी मुफ्त है। लेकिन किए गए परीक्षणों से साबित होता है कि निजी सुधार और आधुनिकीकरण उपयोग किए गए बुनियादी ढांचे पर वापसी में सुधार कर सकते हैं। यही है, यदि आपको अधिकतम कंटेनरों और आभासी मशीनों को रखने की आवश्यकता है, तो उनके लिए स्थायी भंडारण सुनिश्चित करें - सभी एक ही मंच पर और न्यूनतम नृत्य के साथ - बेहतर केवीएम अधिक प्रभावी है, खासकर यदि प्लेटफ़ॉर्म पर चलने वाली सेवाएं बहुत कम मार्जिन दिखाती हैं और वास्तविक लाती हैं। पैसा। इस मामले में, लाइसेंस और लागत से अधिक का समर्थन कम से कम संभव समय में भुगतान करता है।

VZ7 की ताकत एक ही मंच पर विभिन्न प्रकार के वीएम और कंटेनरों का समर्थन बनी हुई है, और प्रत्येक श्रेणी के आभासी वस्तुओं के लिए उच्च प्रदर्शन के साथ है। हालाँकि, यहाँ कोई भी रामबाण नहीं बोल सकता है। उदाहरण के लिए, यदि घनत्व में वृद्धि संगठन के लिए अतिरिक्त वित्त नहीं लाती है, और उसके स्वयं के कर्मचारी ओपनसोर्स समाधानों का प्रशासन और समापन कर सकते हैं, तो तर्क खुले उपकरणों का उपयोग करने के लिए जाता है, जिसमें CentOS और मूल KVM शामिल हैं।

वैसे, अगले पोस्ट में हम वीएम और कंटेनरों के साथ काम करने के लिए हमारे वितरित भंडारण के विकास और इसकी वास्तविक क्षमताओं के बारे में बात करेंगे।