IXIA虛擬化測(cè)試技術(shù)介紹

1 引言

根據(jù)Gartner公司的研究報(bào)告，虛擬化和云計(jì)算（Cloud Computing）是2009年最為熱門(mén)的兩大技術(shù)；根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，有超過(guò)50%以上的企業(yè)正在進(jìn)行虛擬化應(yīng)用的測(cè)試，有20%左右的企業(yè)表示已經(jīng)使用了虛擬化技術(shù)。

通過(guò)對(duì)硬件/軟件接口的虛擬化，應(yīng)用層業(yè)務(wù)可以不受下面所支撐硬件的限制，特別重要的是，通過(guò)虛擬化技術(shù)，硬件資源的更換或者升級(jí)對(duì)重要業(yè)務(wù)可以沒(méi)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(shí)現(xiàn)技術(shù)之一。本文重點(diǎn)介紹虛擬化技術(shù)的測(cè)試與IXIA相應(yīng)的解決方案。

2 IXIA虛擬化測(cè)試方案

2.1 虛擬化技術(shù)概述

虛擬的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)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(yùn)營(yíng)成本。但是虛擬化的軟件同時(shí)也會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)性能造成一定的下降，額外的時(shí)延、存儲(chǔ)接入訪問(wèn)變慢的問(wèn)題會(huì)影響到用戶體驗(yàn)質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)上虛擬軟件層對(duì)性能的影響有多大？在客戶操作系統(tǒng)和主機(jī)之間的延遲增加了多少？多個(gè)虛擬機(jī)同時(shí)運(yùn)行之間是否對(duì)性能有很大的影響？這些都需要通過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證。IXIA IxVM就是為滿足下一代數(shù)據(jù)中心虛擬化的測(cè)試要求而推出的2~7層測(cè)試解決方案。

首先要區(qū)分3個(gè)概念，即多任務(wù)、超線程和虛擬技術(shù)，這3種技術(shù)的工作原理示意參見(jiàn)圖1。從圖1可以看到，虛擬化技術(shù)（Virtualization）和多任務(wù)（Multitasking）、超線程技術(shù)（HyperThreading）是完全不同的。多任務(wù)是指在一個(gè)操作系統(tǒng)中多個(gè)程序同時(shí)并行運(yùn)行，而在虛擬化技術(shù)中，可以擁有多個(gè)操作系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，每一個(gè)操作系統(tǒng)中都有多個(gè)程序運(yùn)行，每一個(gè)操作系統(tǒng)都運(yùn)行在一個(gè)虛擬的CPU或者是虛擬主機(jī)上。而超線程只是在SMP系統(tǒng)（Symmetric Multi Processing）中單CPU模擬雙CPU來(lái)平衡程序運(yùn)行性能，這兩個(gè)模擬出來(lái)的CPU不能分離，只能協(xié)同工作。

圖1 多任務(wù)、超線程和虛擬化技術(shù)原理比較圖

IxVM虛擬化測(cè)試方案包括5個(gè)方面：

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

●4~7層測(cè)試：采用應(yīng)用層有狀態(tài)的TCP流量驗(yàn)證虛擬網(wǎng)絡(luò)的性能，采用UDP類型的流媒體數(shù)據(jù)評(píng)估應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)的丟包率與故障恢復(fù)時(shí)間等。

●存儲(chǔ)測(cè)試：模擬存儲(chǔ)設(shè)備評(píng)估虛擬化系統(tǒng)讀/寫(xiě)磁盤(pán)速度等性能。

●虛擬化：模擬虛擬機(jī)（VM，Virtual Machine）來(lái)驗(yàn)證VMotion和其他動(dòng)態(tài)資源對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。

●測(cè)試管理：在虛擬化的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)上管理超過(guò)上千個(gè)測(cè)試引擎。

2.2 IxChariot虛擬化測(cè)試方案

由于篇幅的限制，本文主要介紹IxVM IxChariot實(shí)現(xiàn)的一些典型測(cè)試?yán)?，這些測(cè)試?yán)梢栽趥鹘y(tǒng)環(huán)境或者虛擬化環(huán)境中進(jìn)行，可以幫助用戶快速評(píng)估在虛擬化環(huán)境下不同供應(yīng)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(jìn)行虛擬環(huán)境下業(yè)務(wù)性能測(cè)試的例子。圖2是典型的虛擬環(huán)境下性能測(cè)試的示意圖，表1所列舉的前5個(gè)測(cè)試?yán)伎梢圆捎迷搱D的測(cè)試環(huán)境。

圖2 虛擬化環(huán)境下性能測(cè)試示意圖

表1 虛擬化典型性能測(cè)試?yán)斜?BR>

1）TCP吞吐量測(cè)試

最大TCP吞吐量標(biāo)示了系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)所能夠處理或者轉(zhuǎn)發(fā)的最大流量，TCP協(xié)議被大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所采用，操作系統(tǒng)協(xié)議棧、設(shè)備驅(qū)動(dòng)和硬件通常都會(huì)對(duì)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(qū)動(dòng)的緊密集成，在虛擬化環(huán)境中，這種緊密集成必須通過(guò)虛擬化層才能達(dá)到最佳性能。TCP吞吐量測(cè)試是其它測(cè)試的基礎(chǔ)，在該測(cè)試項(xiàng)中，測(cè)試要求包括：

●兩臺(tái)服務(wù)器，每臺(tái)服務(wù)器各自運(yùn)行一個(gè)VM。

●VM網(wǎng)絡(luò)接口直接橋接到服務(wù)器的網(wǎng)卡上。

●IxChariot測(cè)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(gè)“基準(zhǔn)的”測(cè)試結(jié)果，在第7個(gè)測(cè)試?yán)袝?huì)專門(mén)分析多個(gè)VMs的影響。

●同樣的硬件和操作系統(tǒng)，首先運(yùn)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(duì)于100Mbit/s~1G接口，采用High_performance_throughput.scr腳本；對(duì)于10G接口，采用Ultra_high_performance_throughput.scr腳本。

對(duì)于下面其它測(cè)試?yán)?，具有類似的測(cè)試要求與測(cè)試步驟，可以聯(lián)絡(luò)IXIA工程師獲得相應(yīng)的操作手冊(cè)。