虚拟机KVM与XEN的性能分析
时间：2021-04-02 08:06:14 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：随着电脑硬件的发展，使得虚拟机技术获得了良好的发展基础和广泛的应用前景。虚拟机已经越来越多的被使用。虚拟化是为了简化管理，优化资源的解决方案。该文对开源的两种虚拟化软件XEN、KVM进行了整体性能、性能隔离度、可扩展性进行了测试，并提供了测试结果。该文主要目的在于了解不同架构的虚拟机管理程序究竟有什么区别，帮助用户根据不同的需要做出选择。究竟使用哪种虚拟机更好。
关键词：KVM；XEN；虚拟机
中图分类号：TP316 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）10-2364-03
网络管理员、程序运维人员、或者使用基于Linux虚拟化用户经常遇到不同的项目或者程序。所以就需要查看虚拟化管理程序的定量比较结果，根据应用来选择最适合的虚拟机。已在本项测试实验中，我们比较了两个虚拟机管理程序：XEN与KVM。自从2003年公开发行版后，XEN一直是性能比较的主题，主要是因为它接近于实体机的性能和它所使用的半虚拟化技术。KVM是一个在2007年初首次发布亮相的虚拟化产品。它支持CPU虚拟化，并充分利用现有的linux系统提供了一个集成的内核基础设施的虚拟化管理程序（而不是类似于XEN的独立虚拟机管理程序）[1]，KVM自Linux 2.6.20之后集成在Linux的各个主要发行版本中[2]。由于虚拟化产品的增多，随之产生了为比较两个虚拟机之间性能的测试软件。在本文中，我们使用了一款叫做benchvm的开源测试软件[3，6]，帮助我们做一些压力测试与测试用例。这款软件能帮助我们验证一些测试结果。
本文测试环境都建立在Ubuntu Linux 8.04 AMD64位机器上。Linux内核本版号：2.6.24，XEN虚拟机版本3.2.1.kvm62是直接从Ubuntu安装包里面安装的。硬件机器配置如下：Dell OptiPlex 745 ，英特尔酷睿双核CPU 6600，4G内存，250GB硬盘，双千兆网卡。
我们的测试主要关注以下三方面：整体性能、性能隔离度、可扩展性。最后讨论的测试过程并给出了每一个方面的定量测试结果[4]。
1 整体性能测试
2 性能隔离度
性能隔离度是衡量虚拟机受到其他极度消耗资源虚拟机的影响。我们使用了隔离度基准测试套件，并在四台机器上部署了SPECweb2009[5]，并在其中两台VM上部署了压力测试程序来增加机器的压力，使它们保持一定压力。测量这四台VM上的SPECweb2009的响应速率。使用没有压力的机器的测量数据作为基准数据。
在表2中我们给出了性能隔离度的测试结果。部署了压力测试的VM与正常VM表现出差异性。在表中数值则表示系统的响应速率。DNR表示的意思是“没有返回”（did not return）。一般造成DNR是服务器没有相应或者网络不通。在我们测试环境中可以排除网络不通的因素，所以认为是服务器没有回应的原因。
在下表中XEN表现出了比较好的CPU、磁盘、内存性能隔离度。尤其是磁盘方面表现出了优异的性能。但是在接收网络数据方面XEN隔离度表现一般，性能容易受到其他虚拟机的影响。在数据发送方面隔离度好些。
4 结束语
我们提供了一个关于XEN与KVM整体性能定量的比较结果。两者最大的区别在于可增容性。KVM下面的VM数量增加到9的时候，有许多问题暴露。但是KVM的隔离性测试要好于XEN。总体性能比较的结果稍微复杂。可以在在实际应用中根据具体的应用的侧重点选择相对应的虚拟机管理系统。
参考文献：
[1] Adams K，Agesen O.A Comparison of Software and Hardware Techniques for x86Virtualization[C].International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems：ASPLOS，2006.
[2] Apparao P，Iyer R，Newell D.Towards Modeling & Analysis of Consolidated CMP Servers[C].Workshop on the Design， Analysis， and Simulation of Chip Multi-Processors：dasCMP，2007.
[3] Apparao P，Iyer R，Zhang X，et al.Adelmeyer，Characterization & Analysis of a Server Consolidation Benchmark[C].ACM/USENIX International Conference on Virtual Execution Environments ：VEE， 2008.
[4] Apparao P，Makineni S，Newell D.Characterization of Network Processing Overheads in XEN[C].IEEE International Workshop on Virtualization Technology in Distributed Computing ：VTDC，2006.
[5] Autotest Framework[EB/OL].http：//test.kernel.org/autotest.
[6] Barham P，Dragovic B，Fraser K，et al.Warfield， XEN and the Art of Virtualization[C].ACM Symposium on Operating Systems Principles ：SOSP，2003.
[7] Intel Corporation. Intel® Virtualization Specification for the IA-32 Intel Architecture [EB/OL]. （2005） [2006].http：//cache-/cd/00/00/19/76/197666_197666.pdf.
[8] AMD Corporation. AMD64 Virtualization Codenamed‘Pacifica’ Technology Secure Virtual Machine Architecture Reference Manual[EB/OL]. （2005） [2006]. http：// /us-en/assets/content_type/white_papers_and_tech_docs/33047.pdf.
[9] Keir Fraser，Steven Hand，Rolf Neugebauer，et al.Safe Hardware Access with the XEN Virtual Machine Monitor [EB/OL]. （2004）[2006]. http： //.cn/qkpdf/dnjl/dnjl201310/dnjl20131028.pdf" style="color:red" target="_blank">原版全文
