IXIA虛擬化測試技術介紹

1 引言

根據(jù)Gartner公司的研究報告，虛擬化和云計算（Cloud Computing）是2009年最為熱門的兩大技術；根據(jù)調(diào)查結果顯示，有超過50%以上的企業(yè)正在進行虛擬化應用的測試，有20%左右的企業(yè)表示已經(jīng)使用了虛擬化技術。

通過對硬件/軟件接口的虛擬化，應用層業(yè)務可以不受下面所支撐硬件的限制，特別重要的是，通過虛擬化技術，硬件資源的更換或者升級對重要業(yè)務可以沒有任何影響。所以，虛擬化已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心最重要的IT實現(xiàn)技術之一。本文重點介紹虛擬化技術的測試與IXIA相應的解決方案。

2 IXIA虛擬化測試方案

2.1 虛擬化技術概述

虛擬的數(shù)據(jù)中心結構可以有效提高硬件的使用效率、減少IT人員的工作量，還可以降低固定資產(chǎn)投資與運營成本。但是虛擬化的軟件同時也會對業(yè)務性能造成一定的下降，額外的時延、存儲接入訪問變慢的問題會影響到用戶體驗質量。網(wǎng)絡服務上虛擬軟件層對性能的影響有多大？在客戶操作系統(tǒng)和主機之間的延遲增加了多少？多個虛擬機同時運行之間是否對性能有很大的影響？這些都需要通過嚴格的測試進行驗證。IXIA IxVM就是為滿足下一代數(shù)據(jù)中心虛擬化的測試要求而推出的2~7層測試解決方案。

首先要區(qū)分3個概念，即多任務、超線程和虛擬技術，這3種技術的工作原理示意參見圖1。從圖1可以看到，虛擬化技術（Virtualization）和多任務（Multitasking）、超線程技術（HyperThreading）是完全不同的。多任務是指在一個操作系統(tǒng)中多個程序同時并行運行，而在虛擬化技術中，可以擁有多個操作系統(tǒng)同時運行，每一個操作系統(tǒng)中都有多個程序運行，每一個操作系統(tǒng)都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上。而超線程只是在SMP系統(tǒng)（Symmetric Multi Processing）中單CPU模擬雙CPU來平衡程序運行性能，這兩個模擬出來的CPU不能分離，只能協(xié)同工作。

圖1 多任務、超線程和虛擬化技術原理比較圖

IxVM虛擬化測試方案包括5個方面：

●2~3層測試：采用無狀態(tài)的數(shù)據(jù)流量測試虛擬交換機VLAN泄露（VLAN Leakage）和QoS等特性。

●4~7層測試：采用應用層有狀態(tài)的TCP流量驗證虛擬網(wǎng)絡的性能，采用UDP類型的流媒體數(shù)據(jù)評估應用層網(wǎng)絡的丟包率與故障恢復時間等。

●存儲測試：模擬存儲設備評估虛擬化系統(tǒng)讀/寫磁盤速度等性能。

●虛擬化：模擬虛擬機（VM，Virtual Machine）來驗證VMotion和其他動態(tài)資源對網(wǎng)絡性能的影響。

●測試管理：在虛擬化的數(shù)據(jù)中心架構上管理超過上千個測試引擎。

2.2 IxChariot虛擬化測試方案

由于篇幅的限制，本文主要介紹IxVM IxChariot實現(xiàn)的一些典型測試例，這些測試例可以在傳統(tǒng)環(huán)境或者虛擬化環(huán)境中進行，可以幫助用戶快速評估在虛擬化環(huán)境下不同供應商硬件和軟件的性能優(yōu)化情況。表1列舉了典型的使用IxVM IxChariot進行虛擬環(huán)境下業(yè)務性能測試的例子。圖2是典型的虛擬環(huán)境下性能測試的示意圖，表1所列舉的前5個測試例都可以采用該圖的測試環(huán)境。

圖2 虛擬化環(huán)境下性能測試示意圖

表1 虛擬化典型性能測試例列表

1）TCP吞吐量測試

最大TCP吞吐量標示了系統(tǒng)或者網(wǎng)絡所能夠處理或者轉發(fā)的最大流量，TCP協(xié)議被大多數(shù)網(wǎng)絡服務所采用，操作系統(tǒng)協(xié)議棧、設備驅動和硬件通常都會對TCP協(xié)議做最好的優(yōu)化；穩(wěn)定的TCP協(xié)議性能需要高速內(nèi)存以及網(wǎng)卡與其驅動的緊密集成，在虛擬化環(huán)境中，這種緊密集成必須通過虛擬化層才能達到最佳性能。TCP吞吐量測試是其它測試的基礎，在該測試項中，測試要求包括：

●兩臺服務器，每臺服務器各自運行一個VM。

●VM網(wǎng)絡接口直接橋接到服務器的網(wǎng)卡上。

●IxChariot測試引擎（Performance Endpoint）安裝在VM上。

●其它VM不使用或者處于空閑狀態(tài)以得到一個“基準的”測試結果，在第7個測試例中會專門分析多個VMs的影響。

●同樣的硬件和操作系統(tǒng)，首先運行在非虛擬化環(huán)境下，比較其與虛擬化環(huán)境下的性能差異性。

●對于100Mbit/s~1G接口，采用High_performance_throughput.scr腳本；對于10G接口，采用Ultra_high_performance_throughput.scr腳本。

對于下面其它測試例，具有類似的測試要求與測試步驟，可以聯(lián)絡IXIA工程師獲得相應的操作手冊。