P2V遷移計算機的性能研究

李春曦，同志學

（西安建筑科技大學 機電工程學院，陜西 西安710043）

從物理到虛擬，又稱P2V，即Physical to Virtual。近年來，越來越多的公司將一些業務遷移到云上虛擬機，于是P2V的應用在虛擬化平臺應用上受到越來越多的關注。

本文擬將物理機與由物理機轉換后的虛擬機的計算機的主要性能選用一定的方法進行重復測試，對實驗結果進行分析，希望得出轉換后虛擬機性能可以滿足正常使用需要的結論。

1 實驗環境

1.1 測試軟硬件介紹

在對物理機進行遷移并且正確配置后，虛擬機可以正常啟動運行在服務器上，遷移工作選用VMware vCenter Converter Standalone軟件進行，版本為：4.0.1，虛擬機運行在VMware workstation 15中。虛擬機中內存，CPU，USB接口版本均與原物理機配置相同，采用256M內存，單核CPU，USB1.1接口。

1.2 測試項目說明

本次測試設計的對比性能的項目有三項，分別為：網絡延遲，硬盤讀寫和USB讀寫。

網絡延遲性能測試采用局域網內物理機和虛擬機分別對局域網網關進行獨立重復測試PING值，測試中如遇錯不排錯，測試繼續進行，在測試過程中系統不運行任何測試工具以外的軟件，總共測試200次，記錄測試結果。

硬盤的讀寫測試采用同一硬盤同一分區內拷貝一個10G大小的文件，此測試進行時硬盤工作狀態為：硬盤讀取數據寫入緩存，然后再寫入硬盤，可以理解為讀取和寫入工作同時進行；測試中如遇錯不排錯，測試繼續進行，在測試過程中系統不運行任何測試工具以外的軟件，重復200次，記錄測試結果。

USB讀寫測試方法為拷貝插入計算機上的同一U盤同一分區上的文件，文件大小為50M，此測試進行時，U盤與硬盤測試相似，也處于同時讀取，寫入的狀態，測試中如遇錯不排錯，測試繼續進行，在測試過程中系統不運行任何測試工具以外的軟件，重復200次，記錄測試結果。

2 測試過程和分析

2.1 網絡延遲測試

網絡延遲測試采用軟件為ATKKPING，版本為可以運行于Windows 2000系統的1.9.9.9版本，如圖1。

圖1 ATKKPING軟件運行截圖

分別在原物理機和新虛擬機中進行對網關的Ping測試，得到的測試結果統計如表1：

第一，存在許多的賬目數量，致使會計信息傳達不及時。從手工會計工作形式的角度來講，會計人員在做賬的過程中一定要保持連續性，把報表有機的和記賬結合在一起。然而在開展此項工作的時候，相關人員很容易受到多種因素 的干擾，會在很大程度上致使信息出現不及時的情況，同時無法連續性地完成相應的任務。第二，繁瑣的記賬工作。針對手工會計的工作形式來說，無論是哪種賬目都需要采取人工的形式進行，認真修改以及訂正賬目中存在的某些問題，假如在進行修改的時候發生該種問題，那么會致使全部賬目都要進行二次制作。為了保障工作的整體性，每一次進行記賬時都會花費較多的時間進行核對與分析。

表1 網絡Ping值結果統計表

從測試結果中可知原物理機中測試結果Ping值數據穩定，且200次測試的延遲均小于1毫秒。新虛擬機中網絡Ping值穩定，200次測試結果多為小于和等于1毫秒。

2.2 硬盤讀寫測試

硬盤讀寫測試采用軟件為FastCopy，版本為可以運行在Window 2000中的2.00版，如圖2。

圖2 FastCopy軟件運行截圖

分別在原物理機和新虛擬機中相同硬盤的相同分區內進行10GB文件的拷貝測試，得到的結果統計如表2：

表2 硬盤讀寫測試結果

得到的測試數據物理機中同一硬盤同一分區測試的平均讀寫速率為：15.40MB/S，虛擬機中硬盤平均讀寫速率為：41.44MB/S。所得數據中新虛擬機的硬盤讀寫速率平均且穩定，物理機中的測試結果反映硬盤讀寫速率波動較大，且有3次出現報錯，測試未完成，系統報錯顯示為硬盤緩存錯誤。

2.3 USB讀寫測試

USB讀寫測試同樣采用FastCopy軟件，分別在原物理機和新虛擬機中相同U盤的相同分區內進行50MB的文件拷貝，得到的結果統計如表3：

表3 USB讀寫測試結果

得到的測試數據原物理機中同一USB盤同一分區測試的平均讀寫速率為：0.49MB/S，新虛擬機中同一USB盤同一分區測試的平均讀寫速率為：0.65MB/S。測試結果顯示USB盤讀取寫入速率都比較穩定，兩臺計算機系統各有一次報錯，系統均提示無法寫入U盤。

2.4 測試數據分析

從以上數據中看出，三項測試原物理機和新虛擬機均順利完成，測試硬盤讀寫和USB讀寫過程中產生的報錯不能排除是軟件BUG或者與操作系統不兼容造成的。其中網絡延遲測試結果原物理機數據優于新虛擬機，而網絡質量與網絡延遲密切相關，過度的網絡延遲將會降低網絡的性能，在進行分析后發現可能的原因：（1）虛擬機工作原理是通過虛擬機管理器虛擬一塊網卡通過所在服務器的物理網卡連接到局域網中，虛擬機的虛擬網卡的通信中可能造成額外開銷，體現為延遲高于物理機的網絡延遲。（2）原物理機采用PCI獨立網卡，虛擬機所運行的服務器網卡為主板集成，二者網卡的差異可能造成集成網卡沒有獨立網卡延遲低的狀況。進一步測試的方法：針對原因（1），可以在未安裝VMware Workstation虛擬機軟件的服務器中進行Ping值測試，若延遲降低，則分析的原因（1）成立；若延遲未降低，則可以繼續測試將PCI獨立網卡安裝到新服務器上，并且屏蔽原服務器自帶網口后再進行Ping值測試；若Ping值降低，說明造成延遲的原因（2）成立；若Ping值未降低，則需繼續分析排除新虛擬機所運行服務器操作系統的軟件問題或其他硬件問題的可能性。

原物理機和新虛擬機網絡延遲測試所得數據均可以滿足實際應用中對低延遲的需求。

硬盤讀寫測試中新虛擬機讀寫速度優于原物理機硬盤讀寫速度。新虛擬機硬盤讀寫性能高是因為虛擬機自身浪潮服務器中所用硬盤轉速和硬盤接口速率均高于原物理機所采用的并口硬盤和其接口的速率。

USB讀取寫入測試中的結果，虛擬機測試結果時間均低于原物理機。

2.5 原物理機硬盤測試中的數據波動現象

在硬盤測試中發現一個現象，原物理機進行10GB文件拷貝時，所得測試結果硬盤速度一次快，一次慢，如此往復。測試結果中每次所用時間作為豎坐標（未完成記為0），每次測試序號為橫坐標，所得結果依次相連，折線圖如圖3所示：

圖3 原物理機與新虛擬機硬盤測試折線圖

圖3 中可以看出原物理機硬盤測試結果如上方細線所示：一次速率低，一次速率高，測試結果曲線波動明顯。這種結果產生的原因為：原物理機中所使用機械硬盤總共容量為30GB，安裝系統和其他軟件已經占用約10GB空間，剩余容量為20GB，而每次測試需要進行10GB的數據讀寫，過程可以大致看成讀取硬盤容量中三分之一的數據后，再寫入硬盤容量三分之一的數據，所以一次測試的讀寫數據占用了硬盤容量中高達三分之二空間。

機械硬盤的結構為電機帶動磁盤轉動，磁頭在磁盤上方內外道之間運動來讀取或寫入數據。測試環境中硬盤轉速穩定在最大速度，可以看成一個固定轉動的磁盤，當硬盤轉一圈時，磁頭從內道讀寫的數據比外道讀寫的數據要少，此過程持續到單個測試中時，當讀寫10G的文件存在于內道時，由于磁頭需要頻繁換道，導致內道數據的讀寫花費的時間會比外道測試的時間更多，也就出現了測試結果中數據波動的現象。此時磁頭在機械硬盤內道區域讀寫數據的速度會因為頻繁尋道比磁頭在外道區域讀寫數據花費更多的時間。

而虛擬機中雖然磁盤分區與物理機相同，但是本質磁盤性能是在服務器上1TB的硬盤進行的測試，虛擬機所用單碟磁盤密度要比物理機大33倍，所以下方曲線分布較為隨機，無原物理機測試結果所出現的規律波動。

3 結論

（1）網絡延遲測試數據物理機和虛擬機性能表現穩定，虛擬機網絡延遲可以滿足使用需要。

（2）硬盤讀寫測試結果表明虛擬機硬盤性能優于原物理機硬盤讀寫性能，虛擬機硬盤讀寫性能可以滿足使用需要。

（3）USB性能測試中虛擬機U盤拷貝文件的讀寫速率更快，說明了虛擬機的USB性能優于原物理機的USB性能，可以滿足使用需要。

綜上所述，此次測試證明了物理機虛擬化后的性能依托于宿主計算機的性能，整體性能受宿主計算機影響很大，轉換后的虛擬機性能優于原物理機性能，可以滿足使用需求。