VM性能的快速测试方法

VM性能的快速测试方法

一 .描述

按照此前运维组制定的《VMWare测试方案》要求，针对VMWare产品ESXi5.0做了如

下测试：

1. 创建，删除虚拟机

2. 克隆虚拟机

3. P2V（物理机到虚拟的转换）

4. VMware虚拟网络配置（Vswitch）

5. HA（动态虚拟机迁移）

6. VMotion（手动虚拟机迁移）

7. VCB（统一备份）

UnixBench来评估虚拟机CPU性能，mbw来评估内存性能，iozone来评估文件IO性能，iperf来评估网络性能，pgbench来评估数据库性能

（0）安装必要的软件

假定VM的操作系统是Ubuntu，可以按照如下步骤安装必要的软件：

（1）CPU性能测试

我们使用UnixBench来进行CPU性能测试。UnixBench是一套具有悠久历史的性

能测试工具，其测试结果反映的是一台主机的综合性能。从理论上来说UnixBench测

试结果与被测试主机的CPU、内存、存储、操作系统都有直接的关系。但是根据我们

的观察，对于现代的计算机系统来说，UnixBench测试结果受CPU 处理能力的影响更

大一些。因此，在这里我们用UnixBench测试结果来代表虚拟机的vCPU 处理能力。

每个UnixBench测试结果包括两个数据，一个是单线程测试结果，另一个是多线程测

试结果（虚拟机上有几颗虚拟CPU，就有几个并发的测试线程）。

cd ~/UnixBench

./Run

下面是一个可供参考的测试结果。在这个测试中使用了两台物理机，每台物理机

各配置一颗Intel Core i3 540 @ 3.07 GHz （双核四线程），16 GB内存（DDR3 @ 1333 MHz），一块Seagate ST2000DL003-9VT1硬盘（SATA，2TB，5900RPM），运行Ubuntu 10.04 AMD64 Server操作系统，使用的文件系统为ext4，使用的Hypervisor

为KVM（qemu-kvm-0.12.3）。我们分别测试了宿主机、磁盘映像以文件格式（RAW格式，没有启用virtio）存储在本地磁盘上的虚拟机、磁盘映像以文件格式（RAW格式，没有启用virtio）存储在NFS上的虚拟机的CPU性能。虚拟机的配置为2 颗vCPU

（占用两个物理线程，也就是一个物理核心）和4 GB内存，运行Ubuntu 12.04

AMD64 Server操作系统。在这个测试中没有对操作系统、文件系统、NFS、KVM等等进行任何性能调优。

从如上测试结果可以看出，在没有进行任何性能调优的情况下，在单线程CPU性

能方面，宿主机 >> 本地磁盘上的虚拟机 >> NFS服务上的虚拟机；在多线程CPU性

能方面，宿主机 >> 本地磁盘上的虚拟机＝ NFS服务上的虚拟机。需要注意的是，

在多线程测试结果方面，宿主机所占的优势完全是由于宿主机比虚拟机多占用了两个

物理线程，也就是一个物理核心。可以认为，在如上所述测试中，物理机和虚拟机的CPU性能基本上是一致的，虚拟化基本上没有导致CPU性能损失。

（2）文件IO性能测试

我们使用iozone来进行文件IO性能测试。iozone性能测试结果表示的是文件

IO的吞吐量（KBps），但是通过吞吐量可以估算出IOPS.在如下命令中，我们评估的

是以256K为数据块大小对文件进行写、重写、读、重读、随机读、随机写性能测试，在测试过程当中使用/io.tmp作为临时测试文件，该测试文件的大小是4 GB.需要注意的是，命令中所指定的测试文件是带路径的，因此我们可以测试同一虚拟机上不同文

件系统的性能。例如我们通过NFS将某一网络共享文件系统挂载到虚拟机的/mnt目录，那么我们可以将该测试文件的路径设定为/mnt/io.tmp.

cd ~/iozone3_414/src/current

./iozone -Mcew -i0 -i1 -i2 -s4g -r256k -f /io.tmp

下面是一个可供参考的测试结果。在这个测试中使用了两台物理机，每台物理机

各配置一颗Intel Core i3 540 @ 3.07 GHz （双核四线程），16 GB内存（DDR3 @ 1333 MHz），一块Seagate ST2000DL003-9VT1硬盘（SATA，2TB，5900RPM），运行Ubuntu 10.04 AMD64 Server操作系统，使用的文件系统为ext4，使用的Hypervisor

为KVM（qemu-kvm-0.12.3）。我们分别测试了宿主机、NFS、磁盘映像以文件格式（RAW格式，没有启用virtio）存储在本地磁盘上的虚拟机、磁盘映像以文件格式（RAW格式，没有启用virtio）存储在NFS上的虚拟机、以及从虚拟机内部挂载宿主

机NFS服务（虚拟网卡启用了virtio）的磁盘IO性能。虚拟机的配置为2 颗vCPU

（占用两个物理线程，也就是一个物理核心）和4 GB内存，运行Ubuntu 12.04

AMD64 Server操作系统。在这个测试中没有对操作系统、文件系统、NFS、KVM等等进行任何性能调优。

从如上测试结果可以看出，在如上所述特定测试场景中，在文件IO性能方面，

宿主机 > NFS > 虚拟机中的NFS > 本地磁盘上的虚拟机 >NFS服务上的虚拟机。值得注意的是，即使是从虚拟机中挂载NFS服务，其文件IO性能也远远超过本地磁盘上的虚拟机。

［特别说明］需要注意的是，当我们说文件（或者磁盘）IO性能的时候，我们指

的通常是应用程序（例如iozone）进行文件读写操作时所看到的IO性能。这个性能

通常是与系统相关的，包括了多级缓存（磁盘自身的缓存机制、操作系统的缓存机制）的影响，而不仅仅是磁盘本身。利用iozone进行文件IO性能测试时，测试结果与主

机的内存大小、测试数据块的大小、测试文件的大小都有很大的关系。如果要全面地

描述一个特定系统（CPU、内存、硬盘）的文件IO性能，往往需要对测试数据块的大

小和测试文件的大小进行调整，进行一系列类似的测试并对测试结果进行全面分析。

本文所提供的仅仅是一个快速测试方法，所提供的测试参数并没有针对任何特定系统

进行优化，仅仅是为了说明iozone这个工具的使用方法。如上所述之测试数据，仅仅在如上所述之测试场景下是有效的，并不足以定性地说明任何虚拟化场景下宿主机和

虚拟机的文件IO性能差异。建议读者在掌握了iozone这个工具的使用方法的基础上，对被测试对象进行更加全面的测试。（感谢saphires网友的修改建议。）

（3）内存性能测试

我们使用mbw来测试虚拟机的内存性能。mbw通常用来评估用户层应用程序进行

内存拷贝操作所能够达到的带宽（MBps）。

mbw 128

下面是一个可供参考的测试结果。在这个测试中使用了两台物理机，每台物理机

各配置一颗Intel Core i3 540 @ 3.07 GHz （双核四线程），16 GB内存（DDR3 @ 1333 MHz），一块Seagate ST2000DL003-9VT1硬盘（SATA，2TB，5900RPM），运行Ubuntu 10.04 AMD64 Server操作系统，使用的文件系统为ext4，使用的Hypervisor

为KVM（qemu-kvm-0.12.3），虚拟机运行Ubuntu 12.04 AMD64 Server操作系统。我

们分别测试了宿主机、磁盘映像以文件格式（RAW格式，没有启用virtio）存储在本

地磁盘上的虚拟机、磁盘映像以文件格式（RAW格式，没有启用virtio）存储在NFS

上的虚拟机的内存性能。虚拟机的配置为2 颗vCPU（占用两个物理线程，也就是一个物理核心）和4 GB内存。在这个测试中没有对操作系统、文件系统、NFS、KVM等等

进行任何性能调优。