基于虛擬化的考試服務(wù)器性能測(cè)試

【摘要】目前以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的考試系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，考試系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性有待提升。本文以學(xué)院計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)考試系統(tǒng)為研究對(duì)象，進(jìn)行了基于VMwave軟件的虛擬化考試服務(wù)器性能測(cè)試。文中提出了性能測(cè)試方法，選擇了測(cè)試工具，比較了測(cè)試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明利用虛擬技術(shù)構(gòu)建的考試服務(wù)器能夠正常運(yùn)行，且穩(wěn)定性和安全性得到虛擬化技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】服務(wù)器虛擬化；VMware；測(cè)試

1.引言

隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的考試系統(tǒng)得到普遍應(yīng)用。學(xué)校每年都要組織計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)期末考試、全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試、湖南省計(jì)算機(jī)等級(jí)考試等網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)考試。這些考試都基于Windows操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，相對(duì)于Linux系統(tǒng)，Windows傾向于易用性而損失部分穩(wěn)定性，存在更多漏洞，使得計(jì)算機(jī)考試系統(tǒng)服務(wù)器穩(wěn)定性、安全性問(wèn)題一直存在。

測(cè)試作為保證系統(tǒng)可靠性，提高工程質(zhì)量的手段，廣泛運(yùn)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、修正全過(guò)程。虛擬技術(shù)提供的各種應(yīng)用在多種場(chǎng)合保證了服務(wù)器的穩(wěn)定性和安全性[1]。以測(cè)試虛擬考試服務(wù)器性能為目標(biāo)，設(shè)計(jì)測(cè)試方法，選擇測(cè)試工具，能夠得到服務(wù)器性能的具體數(shù)據(jù)，進(jìn)而得到優(yōu)化的考試服務(wù)器虛擬化方案。

2.考試服務(wù)器虛擬化測(cè)試設(shè)計(jì)

2.1 測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)

虛擬機(jī)就是在物理機(jī)上由虛擬化技術(shù)模擬出來(lái)的計(jì)算機(jī)[2]，目前主要的虛擬化技術(shù)提供商包括VMwave、微軟、Xen，由于考試系統(tǒng)不需要對(duì)底層主操作系統(tǒng)進(jìn)行修改，且考慮到虛擬化系統(tǒng)的易用性和穩(wěn)定性，本文采用全虛擬化技術(shù)的VMwave[3]。VMwave提供兩種軟件架構(gòu)：寄居架構(gòu)和裸金屬架構(gòu)。

2.2 測(cè)試評(píng)價(jià)指標(biāo)

考試服務(wù)器性能測(cè)試包括硬件性能測(cè)試和軟件性能測(cè)試，硬件性能測(cè)試要滿足硬件傳統(tǒng)性能測(cè)試指標(biāo)。軟件測(cè)試包括負(fù)載、壓力、容量、穩(wěn)定性、安全性等。

評(píng)價(jià)考試系統(tǒng)服務(wù)器性能指標(biāo)包括吞吐量、延遲、資源利用率。吞吐量可以由磁盤(pán)i/o數(shù)值，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)個(gè)數(shù)來(lái)表示。延遲可以由數(shù)據(jù)庫(kù)完成查詢或數(shù)據(jù)處理所需要時(shí)間來(lái)表示。對(duì)考試客戶端登錄后服務(wù)器處理器占用率，內(nèi)存占用大小、網(wǎng)絡(luò)帶寬占用大小是評(píng)價(jià)資源利用率的具體指標(biāo)。

3.考試服務(wù)器測(cè)試實(shí)例

3.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

本次測(cè)試構(gòu)架了三臺(tái)聯(lián)想萬(wàn)全t260服務(wù)器，采用三種方式配置服務(wù)器進(jìn)行比較研究：一臺(tái)使用傳統(tǒng)服務(wù)器安裝方式，即裸機(jī)上安裝院計(jì)算機(jī)考試系統(tǒng)要求的的軟件環(huán)境：基于Windows server2008，SQL server2008數(shù)據(jù)庫(kù)。一臺(tái)采用裸金屬架構(gòu)，即利用VMware esx4在底層虛擬化后再安裝考試系統(tǒng)軟件環(huán)境。一臺(tái)采用寄居架構(gòu)，即服務(wù)器底層操作系統(tǒng)采用Ubuntu 11.2，在其上安裝VMware station 10，虛擬機(jī)內(nèi)安裝考試系統(tǒng)軟件環(huán)境，為利用底層操作系統(tǒng)提供的安全性，通過(guò)虛擬機(jī)軟件NAT提供虛擬機(jī)內(nèi)操作系統(tǒng)訪問(wèn)，通過(guò)映射虛擬機(jī)內(nèi)操作系統(tǒng)考試系統(tǒng)服務(wù)端口到底層操作系統(tǒng)提供考試服務(wù)。硬件評(píng)測(cè)采用sysbench，軟件測(cè)試采用LoadRunner[4]。

考試系統(tǒng)基準(zhǔn)條件負(fù)載測(cè)：按每個(gè)考場(chǎng)一臺(tái)服務(wù)器，50臺(tái)客戶機(jī)考試規(guī)劃，三種測(cè)試方案都測(cè)試過(guò)程系統(tǒng)穩(wěn)定，實(shí)體服務(wù)器吞吐量略大于裸金屬架構(gòu)虛擬服務(wù)器，兩倍于寄居架構(gòu)虛擬服務(wù)器。由于虛擬化指令延時(shí)問(wèn)題，虛擬服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)完成數(shù)據(jù)處理時(shí)間是實(shí)體服務(wù)器的80-90%。三種測(cè)試方案系統(tǒng)資源使用率低。

壓力測(cè)試：服務(wù)器在1個(gè)負(fù)載到200個(gè)負(fù)載中性能變化，寄居架構(gòu)壓力拐點(diǎn)為100個(gè)客戶端，裸金屬架構(gòu)壓力拐點(diǎn)為150個(gè)客戶端。超過(guò)拐點(diǎn)后虛擬化性能?chē)?yán)重下降。

網(wǎng)絡(luò)安全測(cè)試：由于基于Linux的底層Netfilter安全以及虛擬機(jī)NAT后地址、端口控制，寄居架構(gòu)呈現(xiàn)更好的安全性。

虛擬化應(yīng)用測(cè)試：虛擬服務(wù)器進(jìn)行了基于虛擬機(jī)的恢復(fù)技術(shù)、動(dòng)態(tài)遷徙等虛擬化應(yīng)用測(cè)試。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

硬件測(cè)試結(jié)果表明虛擬化后考試系統(tǒng)服務(wù)器性能下降，但是基準(zhǔn)條件測(cè)試都能通過(guò)，裸金屬架構(gòu)硬件性能接近非虛擬化服務(wù)器。軟件測(cè)試表明當(dāng)負(fù)載分別增加到一定程度時(shí)，由于i/o密集，虛擬化效果差。虛擬化后服務(wù)器的功能得到虛擬化技術(shù)支持。在本次期末考試中，本文設(shè)計(jì)的兩種虛擬化考試服務(wù)器都正常運(yùn)行。在封閉式考試環(huán)境下，虛擬化考試服務(wù)器應(yīng)采用裸金屬架構(gòu)。

4.結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)學(xué)院期末考試系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行了虛擬化設(shè)計(jì)，比較測(cè)試了幾種考試系統(tǒng)架構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在正?？荚嚄l件相對(duì)于傳統(tǒng)服務(wù)器構(gòu)架，虛擬服務(wù)器性能有所下降。兩種虛擬化方案比較，裸金屬架構(gòu)在物理機(jī)性能上有優(yōu)勢(shì)，寄居架構(gòu)在安全性上更容易配置。

參考文獻(xiàn)

[1]英特爾開(kāi)源軟件技術(shù)中心.系統(tǒng)虛擬化原理與實(shí)現(xiàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

[2]王春海.虛擬機(jī)配置與應(yīng)用完全手冊(cè)[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[3]http：//www.vmware.com/.

[4]池云.LoadRunner在軟件測(cè)試中的應(yīng)用[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2009.