Uma arquitetura para monitoramento e medição de desempenho para ambientes virtuais

by de Souza, Fabricio Benevenuto

Ambientes virtuais têm experimentado um renovado interesse por vários motivos, tais como isolamento de aplicações, consolidação de servidores e compartilhamento de recursos. A implantação de um servidor virtual permite a consolidação múltiplos sistemas operacionais e aplicações em uma única plataforma de hardware, reduzindo o número de servidores de uma empresa, aumentando a utilização de recursos, simplificando a organização de infraestrutura, reduzindo custos de gerenciamento e permitindo a criação de um ambiente capaz de se adaptar a mudanças na carga das aplicações.Entretanto, antes migrar aplicações de servidores reais para ambientes virtuais é necessário entender como será o comportamento dessas aplicações nesse novo ambiente. O desempenho das aplicações em ambientes virtuais pode diferir consideravelmente do seu desempenho em sistemas reais devido às interações com a camada de software que simula o hardware e com outras máquinas virtuais. Além disso, a configuração de um ambiente virtual tem um impacto significativo no desempenho do sistema. Por exemplo, no ambiente virtual Xen, dispositivos de E/S são executados em uma máquina virtual privilegiada chamada de domínio de drivers isolados (IDD). Uma escolha de configuração que afeta criticamente o desempenho do sistema é a alocação de CPUs para várias máquinas virtuais e IDDs em uma máquina multiprocessada. Nesse contexto, entender as fontes do custo da virtualização e quantificar esse custo é crucial para a implantação e configuração de aplicações em ambientes virtuais. Esta dissertação apresenta duas técnicas para medir e monitorar desempenho em ambientes virtuais. Utilizando essas técnicas, apresentamos uma avaliação de desempenho de aplicações executando no ambiente virtual Xen como uma função das características das aplicações e alternativas de configuração. Os resultados mostram que o processamento de E/S no Xen requer de três a cinco vezes mais processamento de CPU no sistema virtual do que no ambiente real. Além disso, mostramos que a taxa de processamento de rede do IDD é limitada pela capacidade de uma única CPU, mesmo com múltiplos processadores. Foi observada uma queda no desempenho das aplicações, que chega a quase 18%, quando máquinas virtuais compartilham as mesmas caches de processadores. Essas observações são importantes para a configuração de ambientes virtuais bem como a implantação de aplicações nesses sistemas.