Institut für Informatik der Technischen Universität München

Lehrstuhl für Technische Informatik - Rechnernetze

Prof. Dr. Heinz-Gerd Hegering
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[up]Fopra/SEP und Bachelor

Analyse von Hotplug Mechanismen für Linuxsysteme zur Erhöhung der Performanz in virtuellen Maschinen

Virtualisierung von IT-Systemen ist in vielen Rechenzentren derzeit ein aktuelles und wichtiges Themengebiet, da sich mit dieser Technik Managamentaufgaben vereinfachen lassen, Energie eingespart werden kann und die Infrastruktor homogenisiert wird. Leider sind virtuelle Maschinen zum Teil deutlich weniger effizient als entsprechende physische Hardware. Gängige Hypervisor verteilen die Rechenleistung eines physischen Systems wenig intelligent nach vorgegebenen Regeln. Um einem virtuellen System Rechenzeit bereit zu stellen, ist es eine gängige Technik virtuelle CPUs der virtuellen Maschine an physische CPUs zu binden. Das Kontingent eines Gastes wird dabei in der Regel gleichmäßig auf alle vorhandenen virtuellen CPUs einer virtuellen Maschine verteilt. Bei vier virtuellen Prozessoren kann daher jeder der Prozessoren ca. 25% der Systemrechenzeit aktiv sein. Wird in der virtuellen Maschine jedoch nur eine single threaded Anwendung ausgeführt, so werden bis zu 75% der zugewiesenen Rechen-Leistung verschenkt. Diese Leistung könnte aber eventuell von einer der virtuellen Maschinen dringend benötigt werden.

Um das Problem zu lösen und die Performanz Performanz in virtuellen Maschinen zu erhöhen wurde von IBM ein Linux Hotplug Daemon namens cpuplugd für System z entwickelt, der die Anzahl der aktiven virtuellen CPUs und die Größe des Hauptspeichers dynamisch anpassen kann. Dieser Daemon wurde speziell für die von IBM eingesetzten z/VM Hypervisor or LPAR (PS/SM) Hypervisor implementiert und erzielt zum Teil signifikante Leistungssteigerungen. Ein Einsatz dieser Technik auf anderen Plattformen wäre eventuell ebenfalls leistungssteigernd.

Ziel dieser Arbeit ist es zu untersuchen, ob die von IBM beobachteten Leistungssteigerungen auch mit anderen Hypervisorn nachvollziebar sind. Hierzu sollen abwechselnd single und multi threaded Benchmarks in virtuellen Maschinen auf diversen Hypervisorplattformen (z.B. VMware ESX, Xen, ...) ausgeführt werden. Die Ergebnisse der Benchmarks mit und ohne cpuplugd sollen anschließend verglichen und analysiert werden. Portierungen von cpuplugd auf andere Hypervisor können von IBM bereitgestellt werden.
Ein Testsystem für diese Arbeiten kann am Lehrstuhl bereitgestellt werden.

Aufgabensteller:
Prof. Dr. H.-G. Hegering

Dauer des Fopras/SEPs: 3 Monate

Anzahl Bearbeiter: 1-3

Betreuer:
Last Change: Wed, 13 Aug 2008 13:41:38 +0200 - Viewed on: Fri, 5 Dec 2008 12:57:01 +0100
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