[发明专利]基于程序轮廓分析的虚拟化平台性能评测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机系统性能测试方法，尤其涉及一种基于程序轮廓分析的虚拟化平台性能评测方法。

背景技术

基准测试(Benchmark)是计算机性能评测的主要方法，它指的是通过执行一系列的应用程序或指令操作来评价某个计算系统的性能。具体可分为微观基准测试(Micro Benchmark)与宏观基准测试(Macro Benchmark)两类。微观基准测试通过重复执行某种硬件级或操作系统级的操作来测试计算系统的这种操作的速度，例如CPU运算速度、内存读写速度、磁盘读写速度、网络读写速度、进程切换速度等。而宏观基准测试则通过执行有意义的典型任务程序来评测计算系统某类实际应用的性能，例如Web应用性能、数据库服务应用性能、高性能计算服务性能、文件服务性能等。

真实的日常应用程序由包含各种操作的序列构成，难以准确地从微观基准测试得到的各类单一操作的性能推断。因此，传统服务器平台的评测通常使用宏观基准测试工具，例如性能评测标准化组织SPEC(Standard Performance Evaluation Corporation)针对各类服务器应用场景发布的宏观基准测试程序，包括测试CPU任务性能的SPECcpu、测试高性能计算的SPECmpi、测试网页服务性能的SPECweb、测试邮件服务性能的SPECmail、测试文件系统服务性能的SPECsfs、测试应用程序服务性能的SPECjEnterprise、测试JAVA服务性能的SPECjvm、测试虚拟化平台服务器整合性能的SPECvirt_sc等等。这些宏观基准测试工具为了让测试结果更加准确更加接近真实应用的性能，采用了较大规模的典型工作负载(Workload)，导致测试过程缓慢，例如SPECcpu在Intel Q66004核处理器上完整运行一遍需要12小时以上，而测试CPU操作速度的微观基准测试仅需要几分钟甚至几秒钟。一句话，宏观基准测试相比微观基准测试，其优点是能反映真实应用的性能，缺点是测试复杂度高。

计算系统虚拟化技术指的是将物理资源与操作系统去耦合，使操作系统运行在虚拟的硬件资源上，真实的硬件资源虚拟机管理器(Virtual Machine Manager)来管理和调度。一方面实现了服务器整合(Server Consolidation)，使得一个物理平台上可以同时运行多个操作系统，提高了资源利用率，减少了对电力、空间等资源的需求；另一方面各个操作系统可以在相互独立的空间内运行，在虚拟机管理器的管理下各个操作系统的性能和可用性不受彼此影响，保证了良好的隔离性与可用性。

虚拟化平台的这种服务器整合能力大大丰富了它的应用场景，包括网页服务、邮件服务、数据库服务、应用程序服务、文件系统服务等。因此，对虚拟化平台的性能评测需要包含所有这些应用场景的宏观基准测试，这使得其测试复杂度相比传统单一场景的宏观基准测试进一步增加，此外各种宏观基准测试的安装配置需要较复杂的人工操作，这些因素都大大提高了测试成本。

轮廓分析是一种动态程序分析，它在程序执行的过程中获取程序行为相关的信息，常常用来发现程序代码中造成性能瓶颈的部分，以便开发者们优化程序性能。

发明内容

本发明提供了一种基于轮廓分析的虚拟化平台性能评测方法，解决了传统宏观基准测试复杂度过高，时间长，成本高的问题。

一种基于轮廓分析的虚拟化平台性能评测方法，包括：

(1)利用插桩、采样和外部监控三类轮廓分析技术获取宏观负载的资源请求，包括：CPU各类操作数量、造成虚拟机上下文切换的虚拟机敏感操作数量、内存读写数量及缓存命中率、磁盘读写数据量、网络读写数据量；

(2)对待测虚拟化平台进行微观基准测试，获取待测虚拟化平台的资源供给能力，包括：CPU各类操作速度、虚拟机敏感操作延时、内存读写速度及缓存读写速度、磁盘读写速度、网络读写速度；

(3)计算宏观负载的响应时间、CPU利用率、磁盘利用率和网络利用率。

如所有资源操作都是串行的，则响应时间可以表示为：