Hatékony virtualizált háttértár megoldások kutatása és optimalizálása felhő architektúrához

OData támogatás
Konzulens:
Németh Felicián Bálint
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

Cloud alapú Infrastructure-as-a-Service (IaaS) kapacitásokat már kiforrott szolgáltatásként kínálnak (pl. amazon.com, cloud.hu). Van azonban egy feladatosztály, amelynek cloud alapú kiszolgálása még nem jól megoldott: ezek azok a feladatok, amelyek nagyon gyors lemezhozzáférést igényelnek. Ez általában 1-2 Gb adatot jelent, amelyet gyorsan kell írni és olvasni. Tipikusan ez a helyzet, ha az adat folyamatosan termelődik, mint például hálózati forgalom naplófájljainál, vagy webes tartalmak valósidejű feldolgozása esetén. Ugyanakkor a lemezhozzáférés a cloud rendszerekben általában több absztrakciós rétegen keresztül történik, ezzel óhatatlanul teljesítménycsökkenést okozva.

Az MTA SZTAKI privát cloud projektje során megvizsgáltuk az ehhez felhasználható technológiákat és alkalmazhatóságukat. A választott implementáció a Kernel-based Virtual Machine (KVM). E dolgozat a háttértár-optimalizációhoz tartozó alfeladatok dokumentációját tartalmazza.

A feladat részeként áttekintettem a szakirodalmat és rétegenként megvizsgáltam a KVM működését. Bemutatom a libvirt, a Qemu, ill. az Intel VT-d és AMD-V technológiákat. A mérésekhez a Bonnie++ programot használtam, ill. a cp program működése alatt a cpustat programmal monitoroztam a processzor működését.

A hardver rétegben hagyományos, SSD és RAM-alapú diszkek teljesítményét hasonlítottam össze. Megvizsgáltam a Virtio és IDE driver-ek működését virtualizációs környezetben és annak hatását a virtuális kötetek sebességére, hogy a host gépen képfájlban vagy külön partíción kerülnek az adatok tárolásra. Összehasonlítottam az ext4, XFS, btrfs és zfs fájlrendszereket, ill. a deadline, cfq és noop diszk I/O ütemezőket. Megvizsgáltam a KVM alatt működő Qemu diszk stratégiák hatását a teljesítményre.

Futó virtuális gépek biztonsági mentéséhez, megvizsgáltam az LVM snapshot, ill. read-only iSCSI kötet felcsatolásának lehetőségeit, ill. szoftver RAID alkalmazhatóságát iSCSI és RAM alapú diszkeken.

Végül ajánlásokat fogalmaztam meg virtuális gép architektúrákra felhasználási profil függvényében.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.