网络功能虚拟化性能干扰测量系统的设计与实现

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传统模式下,网络运营商利用网络专用硬件来为用户提供网络服务。为了节省昂贵设施投入及运维成本、并提高服务部署灵活性和新业务上线效率,网络功能虚拟化将网络功能从专用硬件解耦到通用计算平台上,让其以应用程序形式运行在通用计算平台上。基于虚拟机易于复制和迁移的特点,网络运营商通常将虚拟网络功能部署在虚拟机上。现有的研究致力于提供有效的虚拟网络功能放置方案,旨在减少资源消耗和降低服务链延迟。然而,现有的放置方案可能会引起共用物理服务器的虚拟网络功能间的资源竞争与性能干扰,进而导致虚拟网络功能的性能下降。虚拟网络功能间性能干扰测量系统主要测量了共用同一物理服务器的虚拟网络功能间的性能干扰,旨在寻找虚拟网络功能间性能干扰的影响因素。根据对网络数据包的不同处理,该测量系统对虚拟网络功能进行分类,并测量了不同虚拟网络功能组合以及不同数据流情况下虚拟网络功能间性能干扰情况。为了找到性能干扰的根本原因,测量系统通过采集虚拟网络功能的资源利用率来寻找争用资源,并从硬件角度分析了硬件资源竞争对性能干扰的影响。通过实验,测量系统证实了共用物理服务器的虚拟网络功能间普遍存在严重的性能干扰,造成高达12.36%~50.3%的吞吐量下降。并且,测量系统发现网络I/O带宽竞争及域间互连争用是影响虚拟网络功能间性能干扰的重要因素。实验结果为缓解共用物理服务器的虚拟网络功能间性能干扰、以及设计更加有效的虚拟网络功能放置方案,提供了定量和定性指导。
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