Suurteholaskentapilven verkon suorituskyvyn evaluointi

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2014-06-16
Department
Major/Subject
Tietoverkot
Mcode
S3022
Degree programme
TLT - Tietoliikennetekniikka
Language
en
Pages
55 + 7
Series
Abstract
Pilvipalvelut mahdollistavat resurssien joustavan käytön. Erityisesti niin sanoituissa Infrastructure-as-a-Service -pilvipalveluissa käyttäjän voivat virtualisoinnin kautta ajaa sovelluksiaan omissa virtuaalikoneissaan ja siten muokata sovellusten ajoympäristöä omien tarpeidensa mukaan. Näissä palveluissa käytettävä virtualisointi lisää yleisrasitetta, joka heikentää sekä laskennan että I/O-laitteiden suorituskykyä. Tässä työssä evaluoidaan tällaisen pilvipalvelun verkon suorituskykyä. Palvelussa käytetty verkkoteknologia pohjautuu InfiniBand-arkkitehtuuriin, joka on yleinen teknologia erityisesti suurteholaskennassa käytettävissä klusterijärjestelmissä. Evaluointimenetelmät tutkivat verkon latenssia ja läpisyöttöä (engl. throughput) eri skenaarioissa, joissa suureita tutkitaan sekä ilman virtualisointia että virtualisoinnin kanssa. Skenaarioiden tarkoituksena on kartoittaa yleisrasitteeseen voimakkaimmin vaikuttavia tekijöitä. Tämän lisäksi työssä evaluoidaan erityistä SR-IOV-teknologiaa, joka mahdollistaa fyysisen laitteen esittämisen joukkona virtuaalikoneisiin liitettäviä virtuaalilaitteita. Teknologian avulla voidaan yleisesti tehostaa I/O laitteiden suorituskykyä virtuaalikoneissa. Tämän evaluoinnin yhteydessä käytettävissä InfiniBand-laitteissa on SR-IOV-tuesta ollut kehitysversio, jota on testettu evaluoitavassa järjestelmässä. Evaluoinnin tulokset osoittavat käytettävän tunnelointiprotokollan sekä virtualisoinnin I/O-tuen puutteen aiheuttavan suurimmat suorituskyvyn menetykset evaluoiduissa skenaarioissa. Evaluoitu SR-IOV-teknologia on tulosten perusteella kaikissa tapauksissa suositeltava käyttöönotettava teknologia suorituskyvyn parantamiseksi.

The cloud services enable a flexible use of resources. Especially in so called Infrasturcture-as-a-Service style cloud services the users can run their own applications in their own virtual machines and so customize the whole execution environment as needed. However the virtualization introduces an overhead which decreases the performance of computation and I/O-device access. This work contains a network performance evaluation of this kind of cloud service. The service uses InfiniBand as its network interconnect solution, a technology often used in high performance computing clusters. The evaluation methods study the network latency and throughput in different scenarios. In these scenarios the metrics are studied with and without virtualization. The purpose of these scenarios is to study the major contributing sources for the introduced overhead. This work also contains an evaluation of SR-IOV technology, which enables the mapping from physical device into multiple virtual functions which can be assigned directly to virtual machines. The technology can be used to improve the performance of I/O devices. In this work the SR-IOV technology is studied with InfiniBand devices which are currently having an experimental support for SR-IOV. The evaluation results show that the tunneling protocol used and the lack of hardware support for virtualized I/O are causing the biggest performance losses in the evaluated scenarios. The evaluated SR-IOV technology is, based on the evaluated scenarios, desired in all cases to improve the performance.
Description
Supervisor
Manner, Jukka
Thesis advisor
Laurikainen, Risto
Keywords
InfiniBand, cloud services, SR-IOV, virtualization, pilvipalvelut, virtualisointi
Other note
Citation