KIISE Transactions on Computing Practices (정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지)

Korean Institute of Information Scientists and Engineers (한국정보과학회)
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Analysis of Performance Interference in a KVM-virtualized Environment in the Aspect of CPU Scheduling

KVM 기반 가상화 환경에서 CPU 스케줄링 관점으로 본 Network I/O 성능간섭 현상 분석

  • 강동화 (고려대학교 정보대학) ;
  • 이경운 (고려대학교 정보대학) ;
  • 박현찬 (전북대학교 컴퓨터공학부) ;
  • 유혁 (고려대학교 정보대학)
  • Received : 2016.04.21
  • Accepted : 2016.06.15
  • Published : 2016.09.15
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Abstract

Server virtualization provides abstraction of physical resources to users and thus accomplishes high resource utilization and flexibility. However, the characteristics of server virtualization, such as the limited number of physical resources shared by virtual machines, can cause problems, mainly performance interference. The performance interference is caused by the fact that the CPU scheduler running on the host operating system schedules virtual machines without considering the characteristics of the virtual machine's internal process. To address performance interference, a number of research activities to improve performance interference have been conducted, but do not deal with the fundamental analysis of performance interference. In this paper, in order to analyze the cause of performance interference, we carry out profiling in a variety of scenarios in a virtualized environment based on KVM. As a result, we analyze the phenomenon of the performance interference in terms of CPU scheduling and propose an efficient scheduling solution.

가상화 기술은 한정된 물리자원을 추상화하여 다수의 가상 자원 형태로 사용자에게 제공하는 기술로써 자원 활용률을 높이고 유동적으로 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 한정된 물리자원을 다수의 가상머신이 공유하는 가상화 기술의 특성상, 자원 공유로 인한 성능 간섭 현상이 발생하는 문제가 있다. 이는 호스트 운영체제의 CPU 스케줄러가 가상머신에서 실행중인 프로세스의 특성을 고려하지 않고 스케줄링 하기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 연구들이 진행되었지만 실제 근본적인 성능 간섭의 원인 분석에 대해서는 다루고 있지 않다. 본 논문에서는 KVM 기반 가상화 환경에서 가상머신의 성능 간섭의 원인을 분석하기 위해 다양한 시나리오에서의 프로파일링을 수행하고, 그 결과를 분석하여 CPU 스케줄링 관점에서 성능 간섭 현상의 원인과 그 해결 방안을 제시한다.

Keywords

Acknowledgement

Grant : SDN 2.0 실현을 위한 네트워크 가상화 플랫폼 핵심 기술 및 서비스 연구, (SW 스타랩) 성능 및 보안 SLA 보장이 가능한 차세대 클라우드 인프라SW 개발

Supported by : 정보통신기술진흥센터

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