用于性能测量的管理程序和物理机以及其中的相应方法

文档序号:9333008
用于性能测量的管理程序和物理机以及其中的相应方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及两个节点之间的性能测量,并且具体涉及当节点中的至少一个节点运行执行虚拟机的管理程序时的性能测量。
【背景技术】
[0002]在通信网络中,往往非常期望测量通信网络的性能,例如通过测量通信网络的两个节点之间的往返时间RTT、以及其它性能参数。这样的测量可以给出通信网络性能的指不O
[0003]这样的测量通常由节点之一发起,并且针对发起节点与其通信的对等节点而执行。结果给出例如通信网络是否重负荷或者通信网络中是否已经发生故障的指示。
[0004]今天网络和计算机的虚拟化是常见的。可以由或多或少的人利用的计算机虚拟化的一个示例是亚马逊弹性计算云(Amazon Elastic Compute Cloud)。它是向它们的客户提供动态计算机能力的服务。还有,计算机虚拟化常见于数据中心,其中资源被共享以便增加硬件利用。
[0005]在图4a(其将在下面更详细地描述)中,示出了虚拟化计算机的示例。代替运行一个在硬件之上的操作系统,管理程序(hypervisor)作为虚拟机/操作系统和硬件之间的中间件运行。管理程序充当管理虚拟机(其中可以运行操作系统)之间的共享资源的硬件控制器。管理程序的主要意图是要实例化虚拟机、提供资源、并且确保资源以公平(或根据服务水平协定(SLA))的方式在执行的操作系统之间共享。
[0006]主动(active)探测是用于确定分组交换网络的性能参数的可接受的方法。基本概念是要将探测分组从发送器朝向接收器传送。每个探测分组列(train)在两侧都被时间戳记。
[0007]因特网工程任务小组(IETF)因特网协议性能指标(IPPM)工作组已经定义了两个IP主动测量协议:单向主动测量协议(OWAMP)和双向主动测量协议(TWAMP)。OWAMP被设计用于测量两个主机或节点之间的单向分组延迟和单向分组丢失。TWAMP基于OWAMP。TWAMP被设计用于测量两个主机或节点之间的单向和双向(往返)分组延迟和分组丢失。
[0008]标准TWAMP协议由两个协议组成=TWAMP控制协议和TWAMP测试协议。TWAMP控制协议用于发起、开始和停止TWAMP测试会话。TffAMP测试协议用于在两个TWAMP主机或端点之间交换TWAMP测试分组。还可以在无TWAMP控制协议的情况下配置测试会话,并且这被称为 TWAMP 轻(light)。
[0009]标准TWAMP测量架构通常仅由具有特定角色的两个主机构成。这被称为双主机实施方式。一个主机扮演发起者或控制器和会话发送器的角色,并且另一个主机扮演服务器和会话反射器(reflector)的角色。在标准架构中,不同的角色可以由不同的主机来扮演。
[0010]发起TWAMP控制传送控制协议(TCP)连接的主机扮演控制器和会话发送器的角色。确认TWAMP控制TCP连接的主机接受服务器和会话反射器的角色。
[0011]在TWAMP测试会话中,分组被时间戳记、标记有序列号、并且从会话发送器传送到会话反射器。会话反射器对传入的分组进行时间戳记、创建新的测试分组(针对会话反射器接收的每个测试分组创建一个分组)、并且尽可能快地将它们发送到会话发送器。使用这些时间戳和序列号,会话发送器然后可以计算在正向路径和反向路径两者中的会话的单向延迟、抖动、往返时间和分组丢失。
[0012]然而,不存在用于确定虚拟化如何影响两个主机之间的性能的方式。虚拟化的影响往往不可忽略,并且有时可能是相当高的。从网络诊断的角度来看,确定并且还定位例如增加的往返时间(RTT)的根源或起因可能是重要的。

【发明内容】

[0013]目的是要消除上面概述的问题中的至少一些问题。特别地,目的是要提供一种管理程序和由管理程序执行的方法,以用于实现与管理程序相关联的虚拟机和对等节点之间的性能测量。进一步的目的是要提供一种包括执行至少一个虚拟机的至少一个管理程序的物理机和由物理机执行的方法,以用于当虚拟机是虚拟机和对等节点之间的测量的发起者时,在虚拟机和对等节点之间执行性能测量。再进一步地,目的是要提供一种包括执行至少一个虚拟机的至少一个管理程序的物理机和由物理机执行的方法,以用于当对等节点是虚拟机和对等节点之间的测量的发起者时,在虚拟机和对等节点之间执行性能测量。根据所附的独立权利要求,这些目的和其它目的可以通过提供管理程序、相应物理机、以及管理程序和相应物理机中的相应方法而实现。
[0014]根据一个方面,提供了由管理程序执行的用于实现在与管理程序相关联的虚拟机和对等节点之间的性能测量的方法。该方法包括:拦截从虚拟机传送的或者去往虚拟机的分组,该分组包括针对虚拟机或者针对对等节点的目的地地址;以及确定是否要将管理程序时间戳插入在分组中。该方法进一步包括当确定要将管理程序时间戳插入在分组中时,将管理程序时间戳插入在分组中,并且根据目的地地址向其目的地转发分组。
[0015]根据一个方面,提供了由包括执行至少一个虚拟机的至少一个管理程序的物理机执行的方法,用于当虚拟机是虚拟机和对等节点之间的测量的发起者时,在虚拟机和对等节点之间执行性能测量。该方法包括:虚拟机创建要被传送到对等节点的分组;虚拟机初始化分组,包括将第一虚拟机时间戳插入在分组中;以及虚拟机朝向对等节点传送分组。该方法进一步包括:管理程序拦截从虚拟机传送的分组;管理程序将第一管理程序时间戳插入在分组中;以及管理程序朝向对等节点转发分组。再进一步地,该方法包括:当分组从对等节点被传送回到虚拟机时,管理程序拦截分组;管理程序将另外的管理程序时间戳插入在分组中,以及管理程序向虚拟机转发分组。该方法还包括虚拟机生成分组的最终虚拟机时间戳。
[0016]根据一个方面,提供了由包括执行至少一个虚拟机的至少一个管理程序的物理机执行的方法,用于当对等节点是虚拟机和对等节点之间的测量的发起者时,在虚拟机和对等节点之间执行性能测量。该方法包括:管理程序拦截去往虚拟机的分组;管理程序将管理程序时间戳插入在分组中;以及管理程序向虚拟机转发分组。该方法进一步包括:虚拟机将虚拟机时间戳插入在分组中;虚拟机将另外的虚拟机时间戳插入在分组中,以及虚拟机朝向从其接收到分组的对等节点传送回分组。该方法还包括:管理程序拦截去往对等节点的分组;管理程序将另外的管理程序时间戳插入在分组中,以及管理程序朝向对等节点转发分组。
[0017]根据一个方面,提供了与虚拟机相关联、适于实现在虚拟机和对等节点之间的性能测量的管理程序。管理程序包括拦截单元,拦截单元适于拦截从虚拟机传送的或者去往虚拟机的分组,该分组包括针对虚拟机或者针对对等节点的目的地地址,并且适于确定是否要将管理程序时间戳插入在分组中。管理程序还包括:插入单元,适于当确定要将管理程序时间戳插入在分组中时,将管理程序时间戳插入在分组中;以及转发单元,适于根据目的地地址向其目的地转发分组。
[0018]根据一个方面,提供了包括执行至少一个虚拟机的至少一个管理程序的物理机,适于当虚拟机是虚拟机和对等节点之间的测量的发起者时,在虚拟机和对等节点之间执行性能测量。物理机包括虚拟机,虚拟机包括适于创建要被传送到对等节点的分组的创建单元,其中虚拟机进一步包括适于通过将第一虚拟机时间戳插入在分组中来初始化分组的初始化单元、以及适于朝向对等节点传送分组的传送单元。物理机进一步包括管理程序,管理程序包括适于拦截从虚拟机传送的分组的拦截单元、适于将第一管理程序时间戳插入在分组中的插入单元、适于朝向对等节点转发分组的转发单元,其中拦截单元进一步适于当分组从对等节点被传送回到虚拟机时拦截分组,插入单元进一步适于将另外的管理程序时间戳插入在分组中,并且转发单元进一步适于向虚拟机转发分组。虚拟机的初始化单元进一步适于生成最终虚拟机时间戳。
[0019]根据一个方面,提供了一种包括执行至少一个虚拟机的至少一个管理程序的物理机,适于当对等节点是虚拟机和对等节点之间的测量的发起者时,在虚拟机和对等节点之间执行性能测量。该方法包括管理程序,该管理程序包括:适于拦截去往虚拟机的分组的拦截单元、适于将管理程序时间戳插入在分组中的插入单元、以及适于向虚拟机转发分组的转发单元。物理机还包括虚拟机,虚拟机包括:适于将虚拟机时间戳插入在分组中的初始化单元、适于将另外的虚拟机时间戳插入在分组中的初始化单元、适于朝向从其接收到分组的对等节点传送回分组的传送单元。管理程序的拦截单元适于拦截去往对等节点的分组,并且插入单元适于将另外的管理程序时间戳插入在分组中,并且转发单元适于朝向对等节点转发分组。
[0020]管理程序、当虚拟机是测量的发起者时包括至少一个管理程序的物理机、当对等节点是测量的发起者时包括至少一个管理程序的物理机、以及由管理程序和相应物理机执行的相应方法具有若干优点。一个优点在于,一旦分组已经行进完它的路线,可以从测试分组提取更多信息。(多个)管理程序时间戳使得能够从使用标准化协议的端对端主动测量中定位可能的性能劣化,该劣化可能是由于虚拟化引起的,或者是由于互连物理机(虚拟机运行在其上)和对等节点的网络而引起的。另一优点在于,该方法可以提供系统诊断的功能,例如可能的问题是由于物理机的特定硬件上的虚拟化还是由于网络引起的。再一优点在于,对虚拟机没有影响,影响仅在对于虚拟机来说透明的管理程序中。再进一步地,该方法可以使得云(或虚拟机)的用户能够研究管理程序的性能并且测量服务水平协定SLA。
【附图说明】
[0021]现在将联系附图更详细地描述实施例,在附图中:
[0022]图1是提供由管理程序执行以实现虚拟机和对等节点之间的性能测量的方法的流程图。
[0023]图2a是由包括执行至少一个虚拟机的至少一个管理程序的物理机执行的方法的流程图,该方法用于当虚拟机是虚拟机和对等节点之间的测量的发起者时,在虚拟机和对等节点之间执行性能测量。
[0024]图2b是由包括执行至少一个虚拟机的至少一个管理程序的物理机执行的方法的流程图,该方法用于当对等节点是虚拟机和对等节点之间的测量的发起者时,在虚拟机和对等节点之间执行性能测量。
[0025]图3a是例示第一和第二物理机之间的性能测量的信令图。
[0026]图3b是例示在第一和第二物理机之间的性能测量之前发生的第一和第二物理机之间的测试会话的信令图。
[0027]图4a是物理机、管理程序和虚拟机的例示实施例的框图。
[0028]图4b是物理机、管理程序和虚拟机的另一例示实施例的框图。
[0029]图4c是一个物理机、管理程序和虚拟机的再一例示实施例的框图。
[0030]图4d是由管理程序的分层架构产生的两个物理机中的不同管理程序时间戳的框图。
[0031]图5是管理程序的例示布置的框图。
[0032]图6是物理机的例示布置的框图。
[0033]图7a是基于TWAMP的例示测试分组格式的框图。
[0034]图7b是基于TWAMP的另一例示测试分组格式的框图。
[0035]图8a是基于ICMP的例示测试分组格式的框图。
[0036]图Sb是基于ICMP的另一例示测试分组格式的框图。
【具体实施方式】
[0037]简要地说,提供了由管理程序执行的方法和管理程序的例示实施例,管理程序适于实现在虚拟机和对等节点之间的性能测量。进一步地,提供了由物理机执行的方法和物理机,物理机包括管理程序,管理程序适于在虚拟机和对等节点之间执行性能测量。管理程序和物理机使得能够测量物理机的管理程序上运行的虚拟机和对等节点之间的性能。
[0038]现在将参照图1描述由管理程序执行以实现在
再多了解一些
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