CentOS 6.x 仮想サーバーのカスタム化 に続いて、Debian系OS についても、同様な手法で HVM 仮想マシンを作って、性能改善を試みます。
Ubuntu 14.04 のUnixbench 結果##
Ubuntu 14.04 は、ソフトレイヤーの仮想マシンとしてh、PVで動作しているため、以下のとおりベンチマーク結果は思わしくない値になっています。
Ununtu14.04
========================================================================
BYTE UNIX Benchmarks (Version 5.1.3)
System: tkr32: GNU/Linux
OS: GNU/Linux -- 3.13.0-55-generic -- #94-Ubuntu SMP Thu Jun 18 00:27:10 UTC 2015
Machine: x86_64 (x86_64)
Language: en_US.utf8 (charmap="UTF-8", collate="UTF-8")
CPU 0: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2683 v3 @ 2.00GHz (4000.1 bogomips)
Hyper-Threading, x86-64, MMX, Physical Address Ext, SYSENTER/SYSEXIT, SYSCALL/SYSRET
06:21:34 up 1:36, 1 user, load average: 0.45, 0.24, 0.12; runlevel 2
------------------------------------------------------------------------
Benchmark Run: Wed Aug 19 2015 06:21:34 - 06:49:48
1 CPU in system; running 1 parallel copy of tests
Dhrystone 2 using register variables 23205108.3 lps (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone 2980.4 MWIPS (9.8 s, 7 samples)
Execl Throughput 1273.9 lps (30.0 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks 307910.9 KBps (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks 79064.3 KBps (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks 1081678.7 KBps (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput 422892.9 lps (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching 80137.8 lps (10.0 s, 7 samples)
Process Creation 2604.3 lps (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent) 3048.2 lpm (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent) 405.1 lpm (60.1 s, 2 samples)
System Call Overhead 386480.8 lps (10.0 s, 7 samples)
System Benchmarks Index Values BASELINE RESULT INDEX
Dhrystone 2 using register variables 116700.0 23205108.3 1988.4
Double-Precision Whetstone 55.0 2980.4 541.9
Execl Throughput 43.0 1273.9 296.3
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks 3960.0 307910.9 777.6
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks 1655.0 79064.3 477.7
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks 5800.0 1081678.7 1865.0
Pipe Throughput 12440.0 422892.9 339.9
Pipe-based Context Switching 4000.0 80137.8 200.3
Process Creation 126.0 2604.3 206.7
Shell Scripts (1 concurrent) 42.4 3048.2 718.9
Shell Scripts (8 concurrent) 6.0 405.1 675.2
System Call Overhead 15000.0 386480.8 257.7
========
System Benchmarks Index Score 519.8
Debian 8.1 の結果##
これに対して、Debian 8.1 は、HVMモードの仮想マシンとして、動作しているために、ベンチマーク結果は、クラウド業界の他社のマシンと比較しても良好な結果を得ることができます。
Debina8.1
========================================================================
BYTE UNIX Benchmarks (Version 5.1.3)
System: tkr31: GNU/Linux
OS: GNU/Linux -- 3.16.0-4-amd64 -- #1 SMP Debian 3.16.7-ckt11-1 (2015-05-24)
Machine: x86_64 (unknown)
Language: en_US.utf8 (charmap="ANSI_X3.4-1968", collate="ANSI_X3.4-1968")
CPU 0: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2683 v3 @ 2.00GHz (4000.1 bogomips)
x86-64, MMX, Physical Address Ext, SYSENTER/SYSEXIT, SYSCALL/SYSRET
06:21:50 up 1:40, 1 user, load average: 0.15, 0.12, 0.08; runlevel 5
------------------------------------------------------------------------
Benchmark Run: Wed Aug 19 2015 06:21:50 - 06:50:04
1 CPU in system; running 1 parallel copy of tests
Dhrystone 2 using register variables 23688552.4 lps (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone 2925.1 MWIPS (9.8 s, 7 samples)
Execl Throughput 4278.8 lps (30.0 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks 891102.5 KBps (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks 239674.0 KBps (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks 2647651.5 KBps (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput 1655607.1 lps (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching 322133.5 lps (10.0 s, 7 samples)
Process Creation 12296.2 lps (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent) 7406.7 lpm (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent) 973.1 lpm (60.1 s, 2 samples)
System Call Overhead 3260747.1 lps (10.0 s, 7 samples)
System Benchmarks Index Values BASELINE RESULT INDEX
Dhrystone 2 using register variables 116700.0 23688552.4 2029.9
Double-Precision Whetstone 55.0 2925.1 531.8
Execl Throughput 43.0 4278.8 995.1
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks 3960.0 891102.5 2250.3
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks 1655.0 239674.0 1448.2
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks 5800.0 2647651.5 4564.9
Pipe Throughput 12440.0 1655607.1 1330.9
Pipe-based Context Switching 4000.0 322133.5 805.3
Process Creation 126.0 12296.2 975.9
Shell Scripts (1 concurrent) 42.4 7406.7 1746.9
Shell Scripts (8 concurrent) 6.0 973.1 1621.9
System Call Overhead 15000.0 3260747.1 2173.8
========
System Benchmarks Index Score 1471.4
仮想マシン環境の違いの確認
原因を一応確認しておきます。 カーネルの起動メッセージから、Ubuntuでは PV、 Debian では HVM になっている事がわかります。
Ubuntu14.04
root@tkr32:~# uname -a
Linux tkr32 3.13.0-55-generic #94-Ubuntu SMP Thu Jun 18 00:27:10 UTC 2015 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
root@tkr32:~# dmesg |grep Xen
[ 0.000000] Xen: [mem 0x0000000000000000-0x000000000009ffff] usable
[ 0.000000] Xen: [mem 0x00000000000a0000-0x00000000000fffff] reserved
[ 0.000000] Xen: [mem 0x0000000000100000-0x000000003fffffff] usable
[ 0.000000] Booting paravirtualized kernel on Xen
[ 0.000000] Xen version: 4.1.5 (preserve-AD)
[ 0.000000] Xen: using vcpuop timer interface
[ 0.000000] installing Xen timer for CPU 0
[ 0.098282] PCI: setting up Xen PCI frontend stub
[ 0.166435] xen_netfront: Initialising Xen virtual ethernet driver
Debian8.1
root@tkr31:~# uname -a
Linux tkr31 3.16.0-4-amd64 #1 SMP Debian 3.16.7-ckt11-1 (2015-05-24) x86_64 GNU/Linux
root@tkr31:~# dmesg |grep Xen
[ 0.000000] DMI: Xen HVM domU, BIOS 4.1.5 11/28/2013
[ 0.000000] Hypervisor detected: Xen HVM
[ 0.000000] Xen version 4.1.
[ 0.000000] Xen Platform PCI: I/O protocol version 1
[ 0.000000] Netfront and the Xen platform PCI driver have been compiled for this kernel: unplug emulated NICs.
[ 0.000000] Blkfront and the Xen platform PCI driver have been compiled for this kernel: unplug emulated disks.
Ubuntu OS イメージを Debian OS の仮想マシンに上書き
前回と同じ様に、レスキュー・カーネルで起動して、Ubuntu 14.04 ディスクのRAWイメージをDebian 8.1
の仮想マシンのブート・ディスクに上書きして、Ubuntu 14.04 を HVM仮想マシンにします。 以下の起動時のカーネルメッセージです。 確かに HVM 仮想マシンに変わっていることがわかります。
root@tkr33:~# uname -a
Linux tkr33 3.13.0-24-generic #46-Ubuntu SMP Thu Apr 10 19:11:08 UTC 2014 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
root@tkr33:~# dmesg |grep Xen
[ 0.000000] DMI: Xen HVM domU, BIOS 4.1.5 11/28/2013
[ 0.000000] Hypervisor detected: Xen HVM
[ 0.000000] Xen version 4.1.
[ 0.000000] Xen Platform PCI: I/O protocol version 1
[ 0.000000] Netfront and the Xen platform PCI driver have been compiled for this kernel: unplug emulated NICs.
[ 0.000000] Blkfront and the Xen platform PCI driver have been compiled for this kernel: unplug emulated disks.
Ubuntu は、 Debian ディストリビューションを元にして、作られているので、設定ファイルに共通部分が多く、CentOS 6 と CentOS 7 の様な大幅な変更がありません。 この事によって、 Debian に Ubuntu を上書きして、再起動した後に、 イメージテンプレートを取得して、このイメージから仮想マシンを起動する事ができます。 途中で止まるといった事はありませんでした。
Ubuntu 14.04 on HVM のベンチマーク結果
確かに、PV 時のベンチマーク値の倍近いの性能値となっていますが、Debian 8.1 の時の性能と比べると、あまり良くありません。 ここで用いたUbuntu 14.04 は、 Xen v4.4 の仮想環境で、ISOイメージからインストールしたディスクの raw ディスク・イメージから作ったものです。 Debian 8.1 HVM仮想環境に対してチューニングされていたと思われます。
========================================================================
BYTE UNIX Benchmarks (Version 5.1.3)
System: tkr33: GNU/Linux
OS: GNU/Linux -- 3.13.0-24-generic -- #46-Ubuntu SMP Thu Apr 10 19:11:08 UTC 2014
Machine: x86_64 (x86_64)
Language: en_US.utf8 (charmap="UTF-8", collate="UTF-8")
CPU 0: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2683 v3 @ 2.00GHz (4000.1 bogomips)
x86-64, MMX, Physical Address Ext, SYSENTER/SYSEXIT, SYSCALL/SYSRET
01:39:56 up 8 min, 1 user, load average: 0.48, 0.51, 0.24; runlevel 2
------------------------------------------------------------------------
Benchmark Run: Thu Aug 20 2015 01:39:56 - 02:08:09
1 CPU in system; running 1 parallel copy of tests
Dhrystone 2 using register variables 23216142.4 lps (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone 2982.1 MWIPS (9.8 s, 7 samples)
Execl Throughput 2941.8 lps (30.0 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks 444135.2 KBps (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks 114926.5 KBps (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks 1486421.7 KBps (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput 585781.4 lps (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching 155657.6 lps (10.0 s, 7 samples)
Process Creation 9615.4 lps (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent) 5639.0 lpm (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent) 729.0 lpm (60.0 s, 2 samples)
System Call Overhead 398018.6 lps (10.0 s, 7 samples)
System Benchmarks Index Values BASELINE RESULT INDEX
Dhrystone 2 using register variables 116700.0 23216142.4 1989.4
Double-Precision Whetstone 55.0 2982.1 542.2
Execl Throughput 43.0 2941.8 684.1
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks 3960.0 444135.2 1121.6
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks 1655.0 114926.5 694.4
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks 5800.0 1486421.7 2562.8
Pipe Throughput 12440.0 585781.4 470.9
Pipe-based Context Switching 4000.0 155657.6 389.1
Process Creation 126.0 9615.4 763.1
Shell Scripts (1 concurrent) 42.4 5639.0 1329.9
Shell Scripts (8 concurrent) 6.0 729.0 1214.9
System Call Overhead 15000.0 398018.6 265.3
========
System Benchmarks Index Score 816.9