按需的虚拟集群管理技术研究-afterda-part3剖析.docx

系统测试与分析本章对按需虚拟集群管理平台的核心功能和性能进行测试分析。首先针对设定的测试目标，搭建合适的测试环境。接下来设计功能测试用例，测试验证系统平台功能。最后对搭建不同节点数量虚拟集群的时间进行测试记录，并对结果进行处理分析[36]。系统测试环境按需虚拟集群管理平台在局域网中进行搭建，为了满足功能和性能测试的需求，系统管理四个物理节点，其中一个管理节点，三个完全虚拟化后的计算节点，其拓扑结构如图5-1所示。图5-1 测试环境拓扑图系统各物理节点的详细配置信息如下：（1）管理节点（node05）硬件环境：曙光集群节点，四路计算刀片CPU Blade，4×Opteron8347HE 1.9GHZ，8G内存，160G硬盘。软件环境：Red Hat Enterprise Linux Server release 5.4+Vsphere SDK 5.0+NFS+按需虚拟集群管理平台Drivermain程序，IP地址85。（2）计算节点硬件环境：曙光集群节点，四路计算刀片CPU Blade，4×Opteron8347HE 1.9GHZ，8G内存，160G硬盘。软件环境：VMware EXSI 5.0.0节点1（node01）：IP地址81节点2（node03）：IP地址83节点3（node10）：IP地址90管理节点对整个系统资源实现统一的监控管理，对用户提交的定制请求进行处理。用户根据应用需求定制计算环境资源需求后，管理节点就分析系统资源利用情况，然后按需动态地将虚拟机映射到物理主机上。计算节点通过在裸机上装虚拟机监视器，对物理主机资源进行完全虚拟化，允许多个虚拟机同时运行在同一宿主机上。管理节点作为系统存储解决方案，通过配置NFS服务，提供共享空间存储系统资源，如虚拟机镜像资源、模板库等。系统功能测试功能测试主要是对按需虚拟集群管理平台的可用性进行测试，测定系统是否完成了最初的设计目标，即平台能否根据虚拟集群描述文件生成相应的计算环境提供服务。为了对这一核心功能进行测试，设计测试用例如表5-1。表5-1 测试用例表集群名称test_cluster虚拟节点数量4应用服务名称MPI测试搭建一个包含4个节点的MPI高性能计算集群[37]，集群名称为test_cluster，其定制请求文件如图5-2所示，4个节点均加载linux_vm_template_MPI镜像文件，其中linux_vm1_MPI为集群管理节点，配置公网IP地址76，其余节点均为集群计算节点。同时为了满足MPI程序执行需要，集群管理节点作为NFS服务器，配置集群内部SSH为无密码认证访问。图5-2 测试用例定制文件首先登录到管理节点，编写如图5-2所示的定制请求文件，然后在管理节点执行Drivermain程序，其中请求文件作为程序执行参数，整个处理过程就是虚拟集群搭建的过程。如图5-3所示，程序首先进行初始化操作，之后根据定制请求文件的内容，制定虚拟机映射方案与创建虚拟网络。接下来就是整个搭建过程中耗时最长的虚拟机并行部署操作。图5-3 虚拟集群搭建处理截图在并行虚拟机部署的过程中，使用VMware Vsphere Client可以查看虚拟机的部署进度，如图5-4与图5-5所示。其中图5-4展示的是节点1（node01）上虚拟机的部署情况；图5-5展示的是节点3（node03）上的部署情况。图5-4 node01虚拟机并行部署图5-5 node03虚拟机并行部署虚拟机并行部署成功后，处理程序为所有的虚拟机进行加电操作，并根据用户定制信息生成对应不同虚拟机的配置脚本，图5-6所示为虚拟机linux_vm1_MPI的配置脚本。图5-6linux_vm1_MPI配置脚本生成不同的虚拟机配置脚本后，处理程序负责将它们上传到对应的虚拟机，并启动自动聚合，之后处理程序一直等待，直到最终虚拟集群搭建成功，将主节点公网IP地址返回给用户。整个配置过程如图5-7所示。图5-7 虚拟集群搭建处理整体截图使用Intel MPI Benchmarks测试基准程序对搭建后的MPI虚拟集群网络带宽和网络延迟进行测试，为了保证虚拟集群所有节点均参与MPI计算，编写MPI节点描述文件如图5-8所示，虚拟集群四个节点均可以执行一个进程。图5-8MPI节点描述文件图5-9为测试结果，表明MPI基准测试程序正常执行。首先测试程序共执行四个进程，结合图5-8的节点描述文件，虚拟集群的四个节点均参与计算。其次虚拟机使用的是百兆以太网卡，测试最大带宽约为83Mb/s；MPI集群的最小延迟为82.64us，与以太网信道延迟争用期51.2us相近。图5-9 MPI基准测试程序结果综合上述功能测试结果，可见当前系统能够根据用户定制请求搭建虚拟集群，且自动生成的集群性能相对稳定，可以对外提供服务。系统性能测试在虚拟集群