Avaliação do Desempenho da Migração de
Máquinas Virtuais em Xen
Guilherme Piegas Koslovski
Márcio Parise Boufleur
Andrea Schwertner Charão
UFSM - Universidade Federal de Santa Maria
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Roteiro
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Introdução
Introdução
Virtualização de recursos computacionais
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Monitor de máquinas virtuais Xen
Arquitetura
Arquitetura
Monitor de máquinas virtuais Xen
MMV de código aberto
Utiliza o modelo de implementação clássica
Utiliza a técnica de paravirtualização em arquiteturas Intel IA-32
Necessita de pequenas adaptações nos sistemas operacionais
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Monitor de máquinas virtuais Xen
Arquitetura
Arquitetura
Arquitetura
Existem dois elementos principais: o MMV (hypervisor ) e as
máquinas virtuais (Domains)
Domain0 é responsável pela criação, terminação e migração das
máquinas virtuais
Todas as chamadas de sistema são interceptadas e direcionadas
pelo MMV
Utiliza particionamento estático (reserva) de memória entre
domínios
Utiliza tabelas de páginas virtuais ao gerenciar a memória
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Monitor de máquinas virtuais Xen
Arquitetura
Arquitetura
Arquitetura do Xen
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Migração de Máquinas Virtuais
Migração de recursos locais
Migração da memória principal
Live migration
Etapas do live migration
Migração de Máquinas Virtuais
Independência de hardware permite encapsulamento e migração
de um sistema operacional
Computador de destino deve prover no mínimo o mesmo
conjunto de recursos alocados para a máquina virtual
Permite migração sem interromper a execução dos serviços live
migration
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Migração de Máquinas Virtuais
Migração de recursos locais
Migração da memória principal
Live migration
Etapas do live migration
Migração de Máquinas Virtuais em Xen
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Migração de Máquinas Virtuais
Migração de recursos locais
Migração da memória principal
Live migration
Etapas do live migration
Migração dos recursos locais
Utiliza ARP reply para informar que o endereço IP foi movido
Não utiliza redirecionamento de pacotes diminuindo a
depêndencia residual entre os computadores
Não possui um mecanismo de migração de sistemas de arquivos
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Migração de Máquinas Virtuais
Migração de recursos locais
Migração da memória principal
Live migration
Etapas do live migration
Migração da memória principal
Importante etapada no processo de migração
Modelos de implementações usuais: demanda, stop-and-copy
Implementação utilizada por Xen: live migration
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Migração de Máquinas Virtuais
Migração de recursos locais
Migração da memória principal
Live migration
Etapas do live migration
Live migration
Permite que os sistemas permaneçam em execução durante a
migração
Combina os dois modelos de implementação
Migração efetuada em etapas
Possui um mecanismo de tolerância a falhas
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Migração de Máquinas Virtuais
Migração de recursos locais
Migração da memória principal
Live migration
Etapas do live migration
Etapas do live migration
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Avaliação de desempenho
Taxa de transferência de um arquivo
Taxa de transferência de um arquivo (Gráfico)
Migração de um servidor Web
Migração de um servidor Web (Gráfico)
Migração de um servidor de baixa latência
Migração de um servidor de baixa latência (Gráfico)
Avaliação de desempenho
Objetivos: Avaliar o desempenho da migração de máquinas
virtuais e reproduzir o conjunto de testes divulgados pelos
desenvolvedores
Ambiente de experimentação: 5 estações Compaq Pentium 4,
memória de 512MB, cache de 512KB, sistema operacional
Ubuntu Linux versão 5.10
Utilização de servidor de arquivos NFS
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Avaliação de desempenho
Taxa de transferência de um arquivo
Taxa de transferência de um arquivo (Gráfico)
Migração de um servidor Web
Migração de um servidor Web (Gráfico)
Migração de um servidor de baixa latência
Migração de um servidor de baixa latência (Gráfico)
Taxa de transferência de um arquivo
Arquivo de 512MB sendo transferido de uma máquina virtual
enquanto a mesma é migrada
Migração ocorre no vigésimo segundo
Observa-se: reserva de banda, tempo de parada da máquina
virtual
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Avaliação de desempenho
Taxa de transferência de um arquivo
Taxa de transferência de um arquivo (Gráfico)
Migração de um servidor Web
Migração de um servidor Web (Gráfico)
Migração de um servidor de baixa latência
Migração de um servidor de baixa latência (Gráfico)
Taxa de transferência de um arquivo (Gráfico)
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Avaliação de desempenho
Taxa de transferência de um arquivo
Taxa de transferência de um arquivo (Gráfico)
Migração de um servidor Web
Migração de um servidor Web (Gráfico)
Migração de um servidor de baixa latência
Migração de um servidor de baixa latência (Gráfico)
Migração de um servidor Web
Benchmark http_load
Simulação de um servidor executando Apache Web Server 2.0,
com 700 usuário conectados
Observa-se: número de iterações necessárias, etapas do
mecanismo de live migration
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Avaliação de desempenho
Taxa de transferência de um arquivo
Taxa de transferência de um arquivo (Gráfico)
Migração de um servidor Web
Migração de um servidor Web (Gráfico)
Migração de um servidor de baixa latência
Migração de um servidor de baixa latência (Gráfico)
Migração de um servidor Web (Gráfico)
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Avaliação de desempenho
Taxa de transferência de um arquivo
Taxa de transferência de um arquivo (Gráfico)
Migração de um servidor Web
Migração de um servidor Web (Gráfico)
Migração de um servidor de baixa latência
Migração de um servidor de baixa latência (Gráfico)
Migração de um servidor de baixa latência
Avaliação da latência durante a migração de uma máquina virtual
Servidor de jogos Quake 2 com 3 jogadores simultâneos
Foram utilizados pacotes de 64KB a uma taxa de amostragem de
1 pacote por 100ms
Observa-se: aumento no tempo de resposta devido a reserva de
banda
Não verificou-se a perda de nenhum pacote
2006
Laboratório de Sistemas de Computação
Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Avaliação de desempenho
Taxa de transferência de um arquivo
Taxa de transferência de um arquivo (Gráfico)
Migração de um servidor Web
Migração de um servidor Web (Gráfico)
Migração de um servidor de baixa latência
Migração de um servidor de baixa latência (Gráfico)
Migração de um servidor de baixa latência (Gráfico)
2006
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Introdução
Monitor de máquinas virtuais Xen
Migração de máquinas virtuais em Xen
Avaliação de desempenho
Conclusão
Conclusão
Conclusão
Virtualização de recursos é um assunto recorrente em diversas
áreas
Sobrecarga imposta para efetuar a migração é baixa, não
comprometendo o desempenho final dos serviços
Confirma-se a utilização de migração como uma importante
ferramenta para administradores de sistemas
2006
Laboratório de Sistemas de Computação