IXIA虛擬化測試技術介紹

1 引言

根據Gartner公司的研究報告，虛擬化和云計算（Cloud Computing）是2009年最為熱門的兩大技術；根據調查結果顯示，有超過50%以上的企業正在進行虛擬化應用的測試，有20%左右的企業表示已經使用了虛擬化技術。

通過對硬件/軟件接口的虛擬化，應用層業務可以不受下面所支撐硬件的限制，特別重要的是，通過虛擬化技術，硬件資源的更換或者升級對重要業務可以沒有任何影響。所以，虛擬化已經成為數據中心最重要的IT實現技術之一。本文重點介紹虛擬化技術的測試與IXIA相應的解決方案。

2 IXIA虛擬化測試方案

2.1 虛擬化技術概述

虛擬的數據中心結構可以有效提高硬件的使用效率、減少IT人員的工作量，還可以降低固定資產投資與運營成本。但是虛擬化的軟件同時也會對業務性能造成一定的下降，額外的時延、存儲接入訪問變慢的問題會影響到用戶體驗質量。網絡服務上虛擬軟件層對性能的影響有多大？在客戶操作系統和主機之間的延遲增加了多少？多個虛擬機同時運行之間是否對性能有很大的影響？這些都需要通過嚴格的測試進行驗證。IXIA IxVM就是為滿足下一代數據中心虛擬化的測試要求而推出的2~7層測試解決方案。

首先要區分3個概念，即多任務、超線程和虛擬技術，這3種技術的工作原理示意參見圖1。從圖1可以看到，虛擬化技術（Virtualization）和多任務（Multitasking）、超線程技術（HyperThreading）是完全不同的。多任務是指在一個操作系統中多個程序同時并行運行，而在虛擬化技術中，可以擁有多個操作系統同時運行，每一個操作系統中都有多個程序運行，每一個操作系統都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上。而超線程只是在SMP系統（Symmetric Multi Processing）中單CPU模擬雙CPU來平衡程序運行性能，這兩個模擬出來的CPU不能分離，只能協同工作。

圖1 多任務、超線程和虛擬化技術原理比較圖

IxVM虛擬化測試方案包括5個方面：

●2~3層測試：采用無狀態的數據流量測試虛擬交換機VLAN泄露（VLAN Leakage）和QoS等特性。

●4~7層測試：采用應用層有狀態的TCP流量驗證虛擬網絡的性能，采用UDP類型的流媒體數據評估應用層網絡的丟包率與故障恢復時間等。

●存儲測試：模擬存儲設備評估虛擬化系統讀/寫磁盤速度等性能。

●虛擬化：模擬虛擬機（VM，Virtual Machine）來驗證VMotion和其他動態資源對網絡性能的影響。

●測試管理：在虛擬化的數據中心架構上管理超過上千個測試引擎。

2.2 IxChariot虛擬化測試方案

由于篇幅的限制，本文主要介紹IxVM IxChariot實現的一些典型測試例，這些測試例可以在傳統環境或者虛擬化環境中進行，可以幫助用戶快速評估在虛擬化環境下不同供應商硬件和軟件的性能優化情況。表1列舉了典型的使用IxVM IxChariot進行虛擬環境下業務性能測試的例子。圖2是典型的虛擬環境下性能測試的示意圖，表1所列舉的前5個測試例都可以采用該圖的測試環境。

圖2 虛擬化環境下性能測試示意圖

表1 虛擬化典型性能測試例列表

1）TCP吞吐量測試

最大TCP吞吐量標示了系統或者網絡所能夠處理或者轉發的最大流量，TCP協議被大多數網絡服務所采用，操作系統協議棧、設備驅動和硬件通常都會對TCP協議做最好的優化；穩定的TCP協議性能需要高速內存以及網卡與其驅動的緊密集成，在虛擬化環境中，這種緊密集成必須通過虛擬化層才能達到最佳性能。TCP吞吐量測試是其它測試的基礎，在該測試項中，測試要求包括：

●兩臺服務器，每臺服務器各自運行一個VM。

●VM網絡接口直接橋接到服務器的網卡上。

●IxChariot測試引擎（Performance Endpoint）安裝在VM上。

●其它VM不使用或者處于空閑狀態以得到一個“基準的”測試結果，在第7個測試例中會專門分析多個VMs的影響。

●同樣的硬件和操作系統，首先運行在非虛擬化環境下，比較其與虛擬化環境下的性能差異性。

●對于100Mbit/s~1G接口，采用High_performance_throughput.scr腳本；對于10G接口，采用Ultra_high_performance_throughput.scr腳本。

對于下面其它測試例，具有類似的測試要求與測試步驟，可以聯絡IXIA工程師獲得相應的操作手冊。