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Ordonnanceur Virtual-BFQ d'E/S pour Systèmes Virtualisés

L'ordonnanceur coordonné V-BFQ préserve la réactivité des systèmes virtualisés, dans des conditions de stress soit du côté hôte soit du côté machine virtuelle

Les techniques de virtualisation ont proliférés dans les marchés des serveurs et des ordinateurs de bureau et sont déjà en train d'envahir beaucoup d'autres segments de marché, tels que les réseaux, les objets de communication mobile, l'automobile et les terminaux connectés qui sont à la base de l'internet des objets. Dans tous ces environnements virtualisés, la priorité absolue pour les utilisateurs est d'avoir une garantie de réactivité maximale de la couche matériel sous-jacente et des applications logicielles qui tournent dans chaque machine virtuelle.

Un bon fonctionnement d'applications audiovisuelles et une faible latence dans des programmes interactifs sont désormais considérés comme une nécessité pour un produit à succès, et un systèmes virtualisés ne fait pas exception. Contrairement aux marchés des serveurs et des ordinateurs de bureau cependant, les objets mobiles sont relativement limités en ressources, en particulier au niveau du stockage, où les dispositifs sont de plus petite taille et moins performants.

architecture de l'ordonnanceur coordonné

Architecture haut niveau de l'ordonnanceur coordonné V-BFQ en Linux/KVM

Pour cette raison Virtual Open Systems a amélioré la performance de l'ordonnanceur dans les systèmes virtualisés, en développant un ordonnancement des E/S de stockage coordonné entre hôte et machines virtuelles, le Virtual-BFQ (V-BFQ). V-BFQ est un mécanisme d'ordonnancement coordonné entre l'hôte et son invité, qui garantit une faible latence, même dans des conditions de forte charge de travail sur les périphériques de stockage. Virtual Open Systems offre des services d'extension et d'intégration du système V-BFQ à des cas d'utilisation spécifiques et sur des plates-formes client.

V-BFQ garantie une faible latence des E/S de stockage pour systèmes virtualisés

Grandes latences et manque de réactivité peuvent se produire dans un environnement virtualisé si les applications des machines virtuelles et de l'hôte se disputent l'accès aux périphériques E/S de stockage. Pour résoudre ce problème, Virtual Open Systems a développé V-BFQ, une version étendue de l'ordonnanceur BFQ de périphériques E/S de stockage, spécialement conçu pour tous systèmes virtualisés utilisant le hyperviseur KVM sur des architectures ARM. Non seulement V-BFQ fournit à la fois un débit élevé et des fortes garanties d'accès aux périphériques E/S de stockage, mais aussi il conserve, même et surtout dans un environnement virtualisé, des caractéristiques de faible latence comme celles qui BFQ assure sur des systèmes non virtualisés.

Plus précisément, V-BFQ fournit une faible latence pour:

  • Applications interactives
  • Applications quasi temps-réel

Forte réactivité pour applications interactives

Même en présence d'une lourde charge de travail de fond sur un disque virtuel d'invité, et/ou une lourde charge de travail supplémentaire sur le périphérique de stockage physique, V-BFQ préserve une grande réactivité des applications. Par exemple, dans des conditions où des lourdes charges de travail sur les E/S de stockage coexistent avec des applications interactives, la réactivité garantie par V-BFQ est comparable à celle obtenue si le disque virtuel d'invité et le disque physique étaient au repos:

  • Si un ou plusieurs gros fichiers sont lus/écrits dans une machine virtuelle, et/ou dans l'hôte une application démarre ou un fichier se charge, il faut compter environ le même temps que si le périphérique de stockage était au repos.
  • A titre de comparaison, avec CFQ, NOOP, DEADLINE ou SIO, et dans les mêmes conditions de test, les applications sont confrontées à des latences élevées, ou pire ne répondent plus jusqu'à ce que toutes les charges de travail de fond se terminent.

Garantir une faible latence pour des applications quasi temps réel

En utilisant Virtual-BFQ, des applications en quasi temps réel, tels que les lecteurs audio et vidéo ou les streaming audio/vidéo bénéficient des mêmes latences optimales, indépendamment de la charge de travail sur les périphériques de stockage physiques et virtuelles. Par conséquence, la présence de lourdes charges de travail sur les E/S de stockage ne provoquent pas d'artefacts.

Une démonstration vidéo a été préparée par Virtual Open Systems pour mettre en évidence à la fois les problèmes précités de réactivité et de latence ainsi que les avantages de l'ordonnanceur coordonné (V-BFQ) développé par Virtual Open Systems. Dans cette demo vidéo on compare directement les ordonnanceurs CFQ et Virtual-BFQ à l'égard de leur comportement en situation de différentes charges sur les périphériques de stockage.

vidéo demo de virtualisation montrant l'ordonnanceur V-BFQ en action

L'ordonnanceur Virtual Open Systems V-BFQ préserve une faible latence pour systèmes virtualisés