virtualization x86 / x64 มีค่าใช้จ่ายเท่าไร

virtualization x86 / x64 มีค่าใช้จ่ายเท่าไหร่ (ฉันอาจใช้ VirtualBox, มี VMWare, ไม่ใช่ parav virtualization) สำหรับการดำเนินการแต่ละรายการดังต่อไปนี้โฮสต์ Win64 และ Linux64 guest โดยใช้การจำลองเสมือนฮาร์ดแวร์ของ Intel?

• ใช้โหมด 64 บิตรหัส CPU-bound ล้วนๆ

• โหมด 32 บิตสำหรับผู้ใช้ที่เชื่อมโยงกับ CPU อย่างหมดจด

• ไฟล์ I / O ไปยังฮาร์ดไดรฟ์ (ส่วนใหญ่ฉันสนใจเรื่องปริมาณงานไม่ใช่ความล่าช้า)

• เครือข่าย I / O

• การซิงโครไนซ์เธรดพื้นฐาน (mutexes, semaphores, ตัวแปรเงื่อนไข)

• สวิตช์บริบทเธรด

• การทำงานของอะตอม (ใช้ส่วนlockนำหน้าสิ่งต่าง ๆ เช่นการเปรียบเทียบและการสลับ)

ฉันสนใจกรณีฮาร์ดแวร์ช่วย x64 (ทั้ง Intel และ AMD) แต่ฉันไม่รังเกียจที่จะได้ยินเกี่ยวกับการแปลไบนารีที่ไม่มีใครช่วยเหลือและ x86 (เช่นโฮสต์และแขก 32 บิต) เช่นกัน ฉันไม่สนใจ paravirtualization

ฉันพบว่าไม่มีคำตอบที่ง่ายและแน่นอนสำหรับคำถามเช่นคุณ โซลูชันเวอร์ช่วลไลเซชั่นแต่ละตัวจะทำงานแตกต่างกันไปตามการทดสอบประสิทธิภาพเฉพาะ นอกจากนี้การทดสอบเช่นปริมาณข้อมูลในดิสก์ I / O สามารถแบ่งได้ในการทดสอบที่แตกต่างกันมากมาย (อ่าน, เขียน, เขียนใหม่, ... ) และผลลัพธ์จะแตกต่างกันไปตามวิธีแก้ปัญหาและจากสถานการณ์สู่สถานการณ์ นี่คือเหตุผลที่ไม่สำคัญที่จะชี้ให้เห็นวิธีแก้ปัญหาเดียวว่าเป็นวิธีที่เร็วที่สุดสำหรับดิสก์ I / O และนี่คือสาเหตุที่ไม่มีคำตอบที่แน่นอนสำหรับฉลากเช่นโอเวอร์เฮดสำหรับดิสก์ I / O

มันซับซ้อนมากขึ้นเมื่อพยายามค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างการทดสอบเกณฑ์มาตรฐานต่างๆ วิธีแก้ปัญหาที่ฉันทดสอบไม่มีประสิทธิภาพที่ดีในการทดสอบการใช้งานไมโคร ตัวอย่างเช่น: ภายใน VM หนึ่งการเรียกครั้งเดียวเพื่อ "gettimeofday ()" ใช้เวลาโดยเฉลี่ยแล้ววงจรนาฬิกา 11.5 เท่าจะเสร็จสมบูรณ์มากกว่าบนฮาร์ดแวร์ ไฮเปอร์ไวเซอร์นั้นได้รับการปรับให้เหมาะกับการใช้งานจริงและทำงานได้ไม่ดีในการใช้งานไมโคร นี่อาจไม่ใช่ปัญหาสำหรับแอปพลิเคชันของคุณที่อาจเหมาะสมกับแอปพลิเคชันโลกแห่งความจริง ฉันหมายถึงโดยการใช้ไมโครแอปพลิเคชันใด ๆ ที่ใช้เวลาน้อยกว่า 1,000 รอบนาฬิกาให้เสร็จ (สำหรับซีพียู 2.6 GHz, 1,000 รอบนาฬิกาจะถูกใช้ใน 385 นาโนวินาทีหรือ 3.85e-7 วินาที)

ฉันทำการทดสอบเกณฑ์มาตรฐานอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับสี่โซลูชั่นหลักสำหรับการรวมศูนย์ข้อมูลสำหรับการเก็บถาวร x86 ฉันทำการทดสอบเกือบ 3000 ครั้งเปรียบเทียบประสิทธิภาพภายใน VMs กับประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ ฉันเรียกว่า 'โอเวอร์เฮด' ความแตกต่างของประสิทธิภาพสูงสุดที่วัดได้ภายใน VM และประสิทธิภาพสูงสุดที่วัดได้บนฮาร์ดแวร์

การแก้ปัญหา:

• VMWare ESXi 5
• Microsoft Hyper-V Windows 2008 R2 SP1
• Citrix XenServer 6
• การจำลองเสมือนของ Red Hat Enterprise 2.2

ระบบปฏิบัติการแขก:

• Microsoft Windows 2008 R2 64 บิต
• Red Hat Enterprise Linux 6.1 64 บิต

ข้อมูลการทดสอบ:

• เซิร์ฟเวอร์: 2X Sun Fire X4150 แต่ละตัวพร้อม RAM 8GB, ซีพียู Intel Xeon E5440 2X, และพอร์ตอีเธอร์เน็ตกิกะบิตสี่พอร์ต
• ดิสก์: 6X 136GB SAS ดิสก์ผ่าน iSCSI ผ่านกิกะบิตอีเธอร์เน็ต

ซอฟต์แวร์มาตรฐาน:

• CPU และหน่วยความจำ: มาตรฐาน Linpackสำหรับทั้ง 32 และ 64 บิต นี่คือ CPU และหน่วยความจำมาก

• Disk I / O และ Latency: Bonnie ++

• เครือข่าย I / O: Netperf: TCP_STREAM, TCP_RR, TCP_CRR, UDP_RR และ UDP_STREAM

• การทำงานแบบไมโคร: rdtscbench : การเรียกระบบการสื่อสารระหว่างกระบวนการไพพ์

ค่าเฉลี่ยจะคำนวณด้วยพารามิเตอร์:

• CPU และหน่วยความจำ: AVERAGE (HPL32, HPL64)

• ดิสก์ I / O: AVERAGE (put_block, เขียนใหม่, get_block)

• เครือข่าย I / O: AVERAGE (tcp_crr, tcp_rr, tcp_stream, udp_rr, udp_stream)

• การดำเนินการแบบไมโคร AVERAGE (getpid (), sysconf (), gettimeofday (), malloc [1M], malloc [1G], 2pipes [], simplemath [])

สำหรับสถานการณ์การทดสอบของฉันโดยใช้การวัดของฉันค่าเฉลี่ยของผลลัพธ์ของโซลูชันการจำลองเสมือนสี่แบบคือ:

VM layer overhead แขก Linux:

• CPU และหน่วยความจำ: 14.36%

• เครือข่าย I / O: 24.46%

• ดิสก์ I / O: 8.84%

• เวลาแฝงของดิสก์สำหรับการอ่าน: 2.41 ครั้งช้าลง

• เวลาดำเนินการแบบไมโคร: ช้าลง 10.84 ครั้ง

เลเยอร์ค่าโสหุ้ย VM แขกของ Windows:

• CPU และหน่วยความจำเฉลี่ยสำหรับทั้ง 32 และ 64 บิต: 13.06%

• เครือข่าย I / O: 35.27%

• ดิสก์ I / O: 15.20%

โปรดทราบว่าค่าเหล่านั้นเป็นค่าทั่วไปและไม่สะท้อนสถานการณ์กรณีเฉพาะ

โปรดดูบทความเต็ม: http://petersenna.com/en/projects/81-performance-overhead-and-comparative-performance-of-4-virtualization-solutions

คำถามของคุณมีตัวแปรมากเกินไป แต่ฉันก็พยายาม จำกัด ให้แคบลง สมมติว่าคุณไปกับ VMware ESX คุณทำได้ทุกอย่างถูกต้อง - CPU ล่าสุดที่รองรับ virtualaization, เครื่องมือ VMware พร้อมที่เก็บข้อมูลเสมือนจริงและไดรเวอร์เครือข่าย, หน่วยความจำมากมาย ทีนี้สมมติว่าคุณรันเครื่องเสมือนเครื่องเดียวในการตั้งค่านี้ จากประสบการณ์ของฉันคุณควรมีความเร็ว CPU ประมาณ 90% สำหรับปริมาณงานที่ถูกผูกไว้กับ CPU ฉันไม่สามารถบอกคุณได้มากเกี่ยวกับความเร็วเครือข่ายเนื่องจากเราใช้ลิงค์ 1Gbps และฉันสามารถอิ่มตัวได้โดยไม่มีปัญหามันอาจแตกต่างกับลิงค์ 10Gbps แต่เราไม่มีอะไรเลย ปริมาณข้อมูลในการจัดเก็บข้อมูลขึ้นอยู่กับประเภทของการจัดเก็บด้วยฉันสามารถรับปริมาณการจัดเก็บข้อมูลได้ประมาณ 80% ด้วยการจัดเก็บในตัวเครื่อง แต่สำหรับ 1Gbps NFS มันใกล้เคียง 100% เนื่องจากเครือข่ายเป็นคอขวดที่นี่ ไม่สามารถบอกเกี่ยวกับการวัดอื่น ๆ ได้

ตัวเลขเหล่านี้เป็นค่าประมาณมากและขึ้นอยู่กับประเภทโหลดฮาร์ดแวร์เครือข่ายของคุณ มันจะยิ่งแย่ลงเมื่อคุณเรียกใช้เวิร์กโหลดจำนวนมากบนเซิร์ฟเวอร์ แต่สิ่งที่ฉันอยากพูดที่นี่คือภายใต้สภาวะที่เหมาะสมคุณควรจะได้ใกล้เคียงกับ 90% ของการแสดงพื้นเมือง

จากประสบการณ์ของฉันปัญหาที่ยิ่งใหญ่กว่าสำหรับแอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพสูงคือความล่าช้า เรามีเอ็นจิ้นการคำนวณที่ได้รับการร้องขอจากลูกค้ากว่า 30 รายทำการคำนวณสั้น ๆ และส่งคืนผลลัพธ์ บนโลหะเปลือยมันมักจะผลักดัน CPU ถึง 100% แต่เซิร์ฟเวอร์เดียวกันบน VMware สามารถโหลด CPU ไปที่ 60-80% เท่านั้นและนี่เป็นสาเหตุหลักเนื่องจากความล่าช้าในการจัดการคำขอ / ตอบกลับ

ฉันไม่ได้ขุดลงไปถึงประสิทธิภาพการทำงานพื้นฐานแบบดั้งเดิมเช่นการสลับบริบทและการปฏิบัติการปรมาณู แต่นี่คือผลลัพธ์ของการทดสอบกำลังดุร้ายที่ฉันดำเนินการเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยใช้ไฮเปอร์ไวเซอร์ที่แตกต่างกัน ควรบ่งบอกถึงสิ่งที่คุณคาดหวังหากคุณเป็นส่วนใหญ่ CPU และ RAM แบนด์วิดท์ จำกัด

http://www.altechnative.net/2012/08/04/virtual-performance-part-1-vmware/