- IXIA虛擬化測(cè)試技術(shù)介紹

　?。?）UDP吞吐量測(cè)試

　　和TCP吞吐量測(cè)試類(lèi)似，UDP吞吐量也能夠表示基本的網(wǎng)絡(luò)性能。但一般情況下，特別是在10G網(wǎng)絡(luò)中，UDP吞吐量要比TCP吞吐量稍低，這是因?yàn)閁DP協(xié)議棧并沒(méi)有像TCP協(xié)議棧那樣得到很好的優(yōu)化。并且TCP和UDP數(shù)據(jù)包產(chǎn)生機(jī)制也有所不同，應(yīng)用程序產(chǎn)生UDP數(shù)據(jù)包是以kB為單位，而網(wǎng)卡轉(zhuǎn)發(fā)TCP數(shù)據(jù)是以MB為單位進(jìn)行的。該測(cè)試項(xiàng)采用udp_throughput.scr的測(cè)試腳本。

　?。?）反應(yīng)時(shí)間測(cè)試

　　反應(yīng)時(shí)間測(cè)試，有時(shí)也稱(chēng)為“乒乓測(cè)試”，其原理是從測(cè)試引擎端點(diǎn)一發(fā)送100字節(jié)到測(cè)試引擎端點(diǎn)二，測(cè)試端點(diǎn)二會(huì)回應(yīng)100個(gè)字節(jié)，通過(guò)比較兩個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，可以計(jì)算出由于增加虛擬化層的額外時(shí)延，該測(cè)試項(xiàng)主要驗(yàn)證虛擬化對(duì)運(yùn)行有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)頻繁交易網(wǎng)絡(luò)的影響，測(cè)試出兩個(gè)VM之間的雙向時(shí)延。

　　（4）典型企業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)性能測(cè)試

　　IxVM IxChariot采用企業(yè)應(yīng)用腳本模擬真實(shí)應(yīng)用流量來(lái)測(cè)試時(shí)延和虛擬化的影響，IxChariot包括了很多企業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)腳本，比如SAP，Citrix等。IxProfile獨(dú)有的流量捕捉功能可以從網(wǎng)絡(luò)上捕獲所需要的流量類(lèi)型來(lái)創(chuàng)建定制的腳步類(lèi)型。在本測(cè)試?yán)校覀円訡itrix為例，采用Citrix_ICA_Terminal_Server_Logon.scr腳本，驗(yàn)證測(cè)試引擎一為客戶(hù)端，測(cè)試引擎二為Citrix服務(wù)器端時(shí)的系統(tǒng)登錄時(shí)間。

　?。?）緩存大小對(duì)性能指標(biāo)的影響測(cè)試

　　在測(cè)試過(guò)程中，不同緩存大小設(shè)置對(duì)測(cè)試結(jié)果會(huì)有很大的影響，一般情況下，不同應(yīng)用程序在傳送數(shù)據(jù)時(shí)使用的緩存大小是不同的，F(xiàn)TP協(xié)議通常使用64kB~1MB的緩存大小發(fā)送數(shù)據(jù)，HTTP協(xié)議通常采用20~50kB的緩存進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，而有些應(yīng)用，比如Microsoft Exchange業(yè)務(wù)，僅使用幾十到幾百字節(jié)的緩存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本測(cè)試就是驗(yàn)證不同發(fā)送緩存大小對(duì)TCP吞吐量的影響，采用的IxChariot腳本為Response_time.scr。

　　在實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證了4個(gè)不同的系統(tǒng)，分別調(diào)整其發(fā)送緩存大小，圖3是4個(gè)不同被測(cè)系統(tǒng)在不同緩存大小情況下、吞吐量以及CPU利用率的測(cè)試結(jié)果示意，從圖中可以看到，設(shè)置的緩存越大、吞吐量就越高。

　　圖3 4個(gè)被測(cè)系統(tǒng)，設(shè)置不同緩存大小與吞吐量，CPU利用率的關(guān)系示意

　　上面列舉的是一些在虛擬化環(huán)境下典型的、基本測(cè)試項(xiàng)目，但是虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展，主要系統(tǒng)管理程序提供商也在不斷提高與優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能與獨(dú)有的特性，硬件廠(chǎng)商也在努力對(duì)虛擬化的產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，這就需要考慮在測(cè)試時(shí)，充分評(píng)估特定硬件、系統(tǒng)管理程序以及與其協(xié)同工作的應(yīng)用程序所能夠提供的用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量（QoE）。

　　圖4是虛擬化的分層結(jié)構(gòu)示意，VM由CPU資源被分成虛擬網(wǎng)卡和虛擬交換機(jī)等多個(gè)層次，每層都會(huì)有增大時(shí)延和減少吞吐量的可能性，通常系統(tǒng)都會(huì)對(duì)吞吐量指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化以減少系統(tǒng)應(yīng)用的反應(yīng)時(shí)間。

　　圖4 虛擬化的分層結(jié)構(gòu)示意

　?。?）不同虛擬網(wǎng)卡設(shè)置參數(shù)的測(cè)試

　　不同虛擬化平臺(tái)都會(huì)將自定義的設(shè)備驅(qū)動(dòng)與網(wǎng)絡(luò)功能擴(kuò)展相結(jié)合以虛擬化的對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能影響最小化，比如VMware有3種不同的虛擬網(wǎng)卡：AMD Lance，Intel e1000和vmxnet。每一種都有自己的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，微軟Hyper-V用戶(hù)通過(guò)停止客用操作系統(tǒng)的TCP offloading參數(shù)可以達(dá)到更好的性能。

　　使用上述測(cè)試?yán)械臏y(cè)試腳本可以準(zhǔn)確評(píng)估虛擬化服務(wù)器上不同虛擬網(wǎng)卡設(shè)置對(duì)性能的影響。

　　（7）一個(gè)CPU所支持的VMs數(shù)量測(cè)試

　　在一些公開(kāi)測(cè)試中，一些廠(chǎng)商表示每個(gè)CPU可以支持比其他廠(chǎng)家更多的VMs。驗(yàn)證一個(gè)CPU支持2~4個(gè)VMs的性能之間的相互影響就顯得非常重要，同樣可以采用前面測(cè)試?yán)械臏y(cè)試腳本。分別在不同VMs上運(yùn)行IxChariot測(cè)試引擎，以觀(guān)察在每個(gè)CPU運(yùn)行多個(gè)VMs情況的吞吐量、時(shí)延等多種性能指標(biāo)。

　　（8）一個(gè)VM支持多個(gè)網(wǎng)卡的測(cè)試

　　許多虛擬化產(chǎn)品允許每個(gè)VM使用多個(gè)網(wǎng)卡，多個(gè)物理網(wǎng)卡可以分配到同一個(gè)虛擬化的交換機(jī)上，在一個(gè)公開(kāi)的報(bào)告中，某廠(chǎng)商表示通過(guò)在一個(gè)VM上關(guān)聯(lián)多個(gè)網(wǎng)卡可以顯著提高性能。使用前面提到測(cè)試?yán)械臏y(cè)試腳本，可以快速方便地驗(yàn)證這種實(shí)現(xiàn)方案的性能優(yōu)化與提高程度。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　作為下一代數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)測(cè)試技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者與推動(dòng)者，美國(guó)IXIA公司在數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)和虛擬化測(cè)試技術(shù)方面一直保持領(lǐng)先地位，作為VMware的測(cè)試合作伙伴與測(cè)試認(rèn)證產(chǎn)品，IXIA在2009年4月推出了完整的2~7層虛擬化技術(shù)測(cè)試解決方案。和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)方案提供商Emulx公司結(jié)成合作伙伴，提供融合網(wǎng)絡(luò)適配器（Convergence Network Adapter）的測(cè)試方法學(xué)與相關(guān)技術(shù)。隨著虛擬化技術(shù)在國(guó)內(nèi)更為廣泛的應(yīng)用，IXIA公司的數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)測(cè)試技術(shù)、虛擬化測(cè)試技術(shù)必將為提升服務(wù)質(zhì)量、用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量提供更為可靠的保障與服務(wù)。