网络性能分析-研究基于KVM的桌面云服务端I

（1）网络连接性能分析

首先对优化后的容器网络连接进行了性能测试，在NFV服务器上使用Docker容器进行不同长度的网络服务功能链的部署，并从发送端服务器发送不同大小的数据包到接收端服务器，对比在不同服务功能链长度的条件下，优化容器网络连接方式前后的性能差异。

由于单服务器内服务功能链长度一般在10以内，我们测试了功能链长度为3和长度为6条件下，优化容器网络连接前后的NFV服务器的包转发能力，其结果如图7-1和图7-2所示。

图7-1　个VNF构成功能链时性能

图7-2　六个VNF构成功能链时性能

可以看到在由3个VNF组成的服务功能链中，使用单个LinuxBridge进行转发数据包的性能差于使用共享内存设备的性能，其中当数据包较小时，优化后性能提升较小，大约在5%左右，当数据包较大时，由于优化后的容器网络可以减少数据包的频繁拷贝问题，优化效果显著，性能提升可以达到45%左右。(www.xing528.com)

在由6个VNF构成的服务功能链环境下，可以看到使用共享内存的优化效果更加显著，性能提升最高达到了179%，这是由于服务功能链的加长，导致了数据包拷贝次数增多，而使用共享内存的字符设备进行数据包转发，其数据包拷贝次数仍然是两次，不受服务功能链长度变化影响，该方案优化效果显著。

（2）网络吞吐性能分析

在网络吞吐性能上，采用iperf工具来进行测试，通过在发送端不断加大发送网络报文的速度，在接收端对比通过分别部署两种虚拟化方式的网络流量的速度，进而得出两种虚拟化方式中各自服务器的吞吐量。测试结果如图7-3所示。

图7-3　网络吞吐性能对比

从测试结果可以看到，Docker容器与KVM虚拟机在网络吞吐量上能力几乎均达到了发送端的最大速度。KVM在早期使用QEMU模拟网络功能，性能仅能达到物理宿主机的三分之一左右，在新增了virtio技术和vhost技术后，虚拟机所发出的网络I/O请求将不会再在虚拟机和宿主机之间进行切换，而是直接由QEMU的驱动程序进行拦截并和宿主机中的真实网络设备驱动进行通信，来完成虚拟机的I/O操作，这使得KVM虚拟机的网络吞吐能力大幅提升。

而Docker容器相当于一个运行在宿主机中的进程，其容器的隔离性使用LinuxNamespace功能来隔离容器的运行环境，使用cgroups功能来限制容器使用的资源，这使得Docker容器的网络吞吐性能也接近物理宿主机的吞吐性能。