Πειραματική Αποτίμηση Και Βελτιστοποίηση Της Επικοινωνίας Εικονικών Μηχανών Που Συνυπάρχουν Στο Ίδιο Φυσικό Μηχάνημα

Abstract

Τα τελευταία χρόνια, οι συστοιχίες εικονικών μηχανών αποτελούν την εναλλακτική λύση των συστοιχιών πραγματικών υπολογιστών, καθώς επιτρέπουν την εκτέλεση πολυνηματικών απαιτητικών εφαρμογών, αλλά συγχρόνως παρέχουν τη δυνατότητα αποδοτικότερου και οικονομικότερου διαμοιρασμού του hardware ανάμεσα στις εφαρμογές που μπορεί να εκτελούνται ταυτόχρονα σε ένα κέντρο δεδομένων. Παράλληλα, οι εικονικές μηχανές προσφέρουν εύκολη διαχείριση και ασφάλεια. Το μειονέκτημα που παραμένει στις συστοιχίες εικονικών μηχανών είναι η επιβάρυνση στον χρόνο εκτέλεσης των εφαρμογών που απαιτούν πρόσβαση στο hardware, καθώς προστίθενται επίπεδα virtualization μεταξύ της εφαρμογής και αυτού. Το αντικείμενο της διπλωματικής ανήκει στο ευρύτερο επιστημονικό πεδίο της εκτέλεσης HPC (High Performance Computing) εφαρμογών σε συστοιχίες εικονικών μηχανών και εστιάζει στην αποδοτικότερη μεταφορά δεδομένων μεταξύ των εικονικών μηχανών. Πιο συγκεκριμένα, η παρούσα εργασία μελετά την επίδοση της μεταφοράς δεδομένων μεταξύ δύο εικονικών μηχανών καθώς επίσης και τη βελτιστοποίηση της. Το εικονικό περιβάλλον δημιουργείται από τον ελεγκτή εικονικής μηχανής Xen και οι εικονικές μηχανές βρίσκονται στο ίδιο φυσικό μηχάνημα.Για την αποτίμηση της επίδοσης, χρησιμοποιήθηκε ένα κατάλληλα προσαρμοσμένο μετροπρόγραμμα, το οποίο, με χρήση της βιβλιοθήκης libvchan, υπολογίζει το χρόνο της εγγραφής και της ανάγνωσης των δεδομένων μεταβάλλοντας κάθε φορά το μέγεθος των δεδομένων, το ρυθμό με τον οποίο αυτά γράφονται (granularity) και το μέγεθος των buffers επικοινωνίας (ring size). Ο χρόνος αυτός, μετατρέπεται σε bandwidth και παρουσιάζεται σε διαγράμματα στηλών. Η μεταφορά των δεδομένων επηρεάζεται κυρίως από το ring size και λιγότερο από το granularity. Τέλος, παρατηρείται σημαντική αύξηση στην απόδοση της επικοινωνίας μετά την τροποποίηση τμήματος της βιβλιοθήκης libvchan.