基准测试程式描述
根据以下标准来挑选所使用的基准测试程式:业界所采用的基准测试程式,对于复杂的工作负载,这些基准测试程式是可靠的指示器;组件级的基准测试程式,他们指出了特定的内核性能问题。业界基准测试程式是通常为业界所接受,用来测量特定工作负载的性能和可伸缩性。这些基准测试程式常常需要复杂的或代价昂贵的配置,大多数" OSC(开放源码社区)大都没有这样的配置。这些复杂的配置是我们对 OSC 所做出的贡献之一。例如:
SPECweb99:代表 Web 服务性能。
SPECsfs:代表 NFS 性能。
数据库查询:代表数据库查询性能。
NetBench:代表 SMB 文档服务性能。
组件级的基准测试程式测量特定 Linux 内核组件的性能和可伸缩性,对于各种工作负载,这些基准测试程式被认为是至关重要的。例如:
Netperf3:测量网络堆栈的性能,包括 TCP、IP 和网络设备驱动程式。
VolanoMark:测量调度程式、信号、TCP 发送/接收和回送的性能。
块 I/O 测试:测量VFS、原始和直接 I/O、块设备层、SCSI 层和低级的 SCSI/光纤设备驱动程式的性能。
OSC 一般会使用一些基准测试程式。由于 OSC 已认识到了基准测试程式的重要性,因此愿意用他们。从而很容易让 OSC 确信基准测试程式所显示的性能和可伸缩性方面的瓶颈。此外,通常没有阻止我们公开原始数据的许可证问题。由于配置这些基准测试程式通常很简单,而且所需硬件也最少,因此 OSC 能够运行这些基准测试程式。而另一方面,他们常常不能够满足我们对企业系统的需求。例如:
LMBench:用于测量 Linux API 的性能。
IOZone:用于测量本机文档系统吞吐量。
DBench:用于测量 NetBench 的文档系统组件。
SMB Torture:用于测量 SMB 文档服务性能。
针对目标工作负载,能够选择使用许多基准测试程式。我们之所以选择上述基准测试程式是因为在给定资源的情形下,他们最适合我们的任务。同样道理,我们没有选择一些重要的基准测试程式。此外,我们没有选择运行一些已由 IBM 中其他性能团队已在研究的基准测试程式(例如,IBM Solution Technologies System Performance Team 已发现 Linux 上的 SPECjbb“足够好了”)。表 1 中所显示的是 Linux 性能团队现在所使用的基准测试程式,连同所要测试的内核组件。
基准测试程式结果
这里所提供的内容描述了在我们这一套测试中所挑选的三个基准测试程式,用他们来量化 Linux 内核性能:数据库查询、VolanoMark 和 SPECweb99。对于任何这些基准测试程式,我们使用 8 路的机器,在下图中周详显示了基准测试程式结果。

图" 1 显示了数据库查询基准测试程式结果。另外还描述了所使用的硬件和软件配置。该图以图像方式展示了在完成目标过程中所取得的进展。我们已解决的一些问题在以下方面取得了改善:添加了避免弹性缓冲区、ips、io_request_lock、readv、kiobuf 和 O(1) 调度程式内核补丁连同几个 DB2 优化。
VolanoMark 基准测试程式(请参阅参考资料)创建了 10 个(每个)可容纳 20 个客户机的聊天室。每个聊天室能够将一个客户机的消息回应给同一聊天室中的其他 19 个客户机。该基准测试程式(现在还不是开放源码基准测试程式)包含 VolanoChat 服务器和另外一个用于模拟聊天室中客户机的程式。用他来测量原始服务器性能和网络可伸缩性性能。VolanoMark 可在两种模式下运行:回送和网络模式。回送模式测试原始服务器性能,网络模式测试网络可伸缩性性能。VolanoMark 使用两个参数来控制聊天室的大小和数目。
VolanoMark 基准测试程式在由 20 人组成的小组中创建客户机连接,测量服务器向组依次轮流广播任何客户机的消息需花多长时间。在回送测试最后,他会以平均每秒发送的消息数作为一个分数形成报告。在网络模式中,用客户机和服务器之间的连接数来度量。该基准测试程式所着重的 Linux 内核组件包括调度程式、信号和 TCP/IP。

图" 2 中所显示的是回送模式下的 VolanoMark 基准测试程式结果。另外还描述了所使用的硬件和软件配置连同该基准测试程式的目标。在实现这个目标的过程中,我们和 Linux 内核研发团队建立了紧密的协作关系。我们已解决的一些问题在以下方面取得了改善:添加了 O(1) 调度程式、SMP 可伸缩计时器、可调整优先级的优先权和软亲缘性内核补丁。正如图中所示,对于这个基准测试程式,我们超出了目标;然而有一些和 Linux 内核组件相关连同和 Java 相关的突出问题,我们正在解决这些问题,我们相信会进一步改进该基准测试程式的性能。
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