Docker 容器在 VMware VSphere 中性能测试

  • 张天雷

2014 年 10 月 31 日

话题:语言 & 开发架构

2014 年 8 月份召开的 VMworld 2014 会议上,VMware宣布将于 Docker 等合作共同建立一个项目来研究如何在 VMware 虚拟技术上使用 Docker,使得 Docker 的发展步入一个新的高峰。

然而就在不久之前,IBM 刊文质疑了在虚拟机上运行容器的实践方法。如果是这样,VMware 公司为什么要做出支持 Docker 容器这么大胆的举措呢?

事实是,VMware 公司进行了与之前报道类似的实验。实验结果说明,虚拟机环境下运行 Docker 容器,其性能损失是完全可以接受的,有力的反驳了之前的言论。根据 VMware 公司所公布的在 vSphere 虚拟机和直接在服务器中运行 Docker 容器的结果,可以看出:对于绝大部分的微测试集和 Redis 测试,vSphere 表现出近乎和真实机器同样的性能,而且平均额外开销小于 5%;最重要的是,在 vSphere 虚拟机的 Docker 容器中运行应用程序的额外开销和在真实服务器上的操作系统上运行容器的额外开销基本相等。

VMware 公司的实验中,所采用的实验平台、测试集信息以及最终实验结果的详细信息如下。实验平台包括了真实机器(直接运行 Ubuntu 和 CentOS 的 Linux 操作系统)、vSphere 虚拟机(在与真实机器同样条件的操作系统中运行即将发布的 vSphere)以及运行 Docker 的真实机器和虚拟机等 4 中情况。实验中采用包括 LINPACK 等 4 个微测试集以及 Redis 等真实负载。

针对各个测试集的性能结果如下:

  • LINPACK。对于 45K 的问题大小,虚拟化的额外开销基本可以忽略。对于更大的问题,由于内置页表的问题,硬件虚拟化会不可避免的引入相应的额外开销。但是,在虚拟机的 Docker 容器中运行应用程序和直接在虚拟机中运行并不会引入额外的开销。
  • STREAM。针对所有的操作,虚拟机会引入大约 2-3% 的额外开销。在真实机器上运行的 Docker 容器所带来的 1-2% 的额外开销可能处于噪声边缘,基本可以忽略。
  • FIO。对于随机读操作,虚拟机中的最大可接收 IOPS 相比于真实机器要小 2% 左右。但是,二者的随机写操作性能基本相同。总的来讲,Docker 容器不会对随机读和随机写造成明显的性能损失。
  • Netperf。对于所有的实验平台,网络的吞吐量是相同的。在延迟测试方面,使用桥接 NAT 功能时,Docker 容器会引入 9-10 微秒的额外延迟;如果直接使用宿主机网络,Docker 容器基本上不会引入额外的延迟时间。
  • Redis。在虚拟机上运行 Redis 会比真实操作系统中运行性能稍有下降。但是,使用宿主机网络运行 Docker 容器时,无论 Docker 运行在真实机器还是虚拟机中,实验性能都跟直接运行在真实机器中基本相同。

基于以上的实验结果,VMware 公司指出虚拟化会只会引入大约 2% 到 4% 的性能损失。在 Docker 容器中运行像 Redis 这样的应用程序,其性能是完全可以接受的,而其在安全、管理等方面的优势使得 Docker 容器成为虚拟化方面的推荐选择。


感谢郭蕾对本文的审校。

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