一种基于硬件计数器的虚拟机性能干扰估算方法

被引：6

作者：

王卅 ^{[1
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张文博 ^{[1
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吴恒 ^{[1
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宋云奎 ^{[1
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魏峻 ^{[1
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钟华 ^{[1
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黄涛 ^{[1
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机构：

[1] 中国科学院软件研究所软件工程技术中心

[2] 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所)

[3] 中国科学院大学

来源：

软件学报 | 2015年 / 26卷 / 08期

关键词：

云计算; 虚拟化; 性能干扰; 硬件计数器; 性能建模;

D O I：

10.13328/j.cnki.jos.004709

中图分类号：

TP302 [设计与性能分析];

学科分类号：

081201 ;

摘要：

虚拟化技术已成为云计算平台中的关键性支撑技术.它极大地提高了数据中心的资源利用率,降低了管理成本和能源消耗,但同时也为数据中心带来了新的问题——性能干扰.同一平台上的多虚拟机过度竞争某一底层硬件资源(如CPU,Cache等),会造成虚拟机性能严重下降;而出于安全性和可移植性的考虑,底层平台管理者需要尽量避免侵入式监测上层虚拟机,因而,如何透明而有效地从底层估算虚拟机性能干扰,成为虚拟化平台管理者必须面临的一个挑战.为应对以上挑战,提出了一种基于硬件计数器的虚拟机性能干扰估算方法.硬件计数器是程序运行期间产生的硬件事件信息(如CPU时间片、缓存失效次数等),已有工作主要利用大规模分布式系统任务相似性查找产生异常硬件计数器数据的节点,而没有探究硬件事件变化与性能干扰之间的直接关系.通过实验研究发现,硬件计数器(last level cache misses rates,简称LLC misses rates)与不同资源需求的应用性能干扰存在不同的关联关系;以此建立虚拟机性能干扰估算模型,估算虚拟机性能.实验结果表明:该方法可以有效地预测CPU密集型应用和网络密集型应用的性能干扰大小,并仅为系统带来小于10%的开销.

引用

页码：2074 / 2090

页数：17

共 33 条

[1]

Bench4Q:A QoS-oriented e-commerce benchmark. Wenbo Z,Sa W,Wei W,Hua Z. Proc.of 2011 IEEE the 35th Annual Computer Software and Applications Conf (COMPSAC) . 2011

[2]

Production-Run software failure diagnosis via hardware performance counters. Arulraj J,Chang PC,Jin G,Lu S. Proc.of the18th Int’’l Conf.on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems . 2013

[3]

CPI2:CPU performance isolation for shared compute clusters. Zhang X,Tune E,Hagmann R,Jnagal R,Gokhale V,Wilkes J. Proc.of the 8th ACM European Conf.on Computer Systems . 2013

[4]

Modeling virtualized applications using machine learning techniques. Kundu S,Rangaswami R,Gulati A,Zhao M,Dutta K. Proc.of the 8th ACM SIGPLAN/SIGOPS Conf.on Virtual Execution Environments . 2012

[5]

A benefit-aware on-demand provisioning approach for multi-tier applications in cloud computing[J] . Heng Wu,Wenbo Zhang,Jianhua Zhang,Jun Wei,Tao Huang. &nbspFrontiers of Computer Science . 2013 (4)

[6]

Bubble-Up:Increasing utilization in modern warehouse scale computers via sensible co-locations. Mars J,Tang L,Hundt R,Skadron K,Soffa ML. Proc.of the 44th Annual IEEE/ACM Int’’l Symp.on Microarchitecture . 2011

[7]

Amazon elastic compute cloud. http://aws.amazon.com/ec2/ . 2006

[8]

DejaVu:Accelerating resource allocation in virtualized environments. Vasic N,Novakovic D,Miuvcin S,Kostic D,Bianchini R. Proc.of the 17th Int’’l Conf.on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems . 2012

[9] Contention-Aware Scheduling on Multicore Systems [J].

Blagodurov, Sergey ;

Zhuravlev, Sergey ;

Fedorova, Alexandra .

ACM TRANSACTIONS ON COMPUTER SYSTEMS, 2010, 28 (04)

[10] Agile Dynamic Provisioning of Multi-Tier Internet Applications [J].

Urgaonkar, Bhuvan ;

Shenoy, Prashant ;

Chandra, Abhishek ;

Goyal, Pawan ;

Wood, Timothy .

ACM TRANSACTIONS ON AUTONOMOUS AND ADAPTIVE SYSTEMS, 2008, 3 (01)

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