Първа глава теоретична част



Дата16.08.2017
Размер293.8 Kb.

ДИПЛОМНА РАБОТА


УВОД

През 2008г. приходите, генерирани в пазара на средства за виртуализация са нараснали с 68,5%, достигайки стойността $1,681 млрд., сочат данни от проучване на IDC, побликувано през август 2008г. Прогнозите на изследователската компания са, че ръстът на приходите от софтуер за виртуализация ще продължи поне до 2012г. Тази технология има следните предимства: значително намаление на стойността на притежание на сървърите (TCO) и възможност за работа с голям брой приложения, които се разполагат на малко физически машини. Специалистите изтъкват факта, че без виртуализация изчислителните ресурси функционират с едва 30% от своите възможности и капацитет.

Според аналитиците от Yankee Group в момента ресурсите в центровете за данни продължават да се използват крайно неефективно. Системите за съхранение на данни са натоварени средно около 25%, а сървърите и мрежови ресурси – до 30%. Приложенията са изолирани едно от друго и ако някое от тях изпитва „глад” на ресурси, се налага специално за него да бъде купено допълнително оборудване. От гледна точка на енергопотреблението се забелязва следната тенденция. През 2000г. сренодто ниво на енергийна консумация на една машина е била 2,5 kW, а през 2006г. – 10kW, а през 2010г., ако вземе предвид днешните темпове на увеличение, то ще надхвърли 30kW. В резултат рязко ще се покачат разходите за енергопотребление и охлаждане. През 2000г. те са възлизали на 20% от цената на новите сървъри, през 2006г. санадхвърлили 50%, а към 2010г. могат да стигат 80%. Междувременно, в една добре управлявана сървърна среда нивото на натоварване на ресурсите се увеличава от 30% на 90%. [1]

Цел на настоящата дипломна работа е да разгледа различните методи за виртуализация и да направи сравнителен анализ на паравиртуализацията и хардуерната виртуализация.



ПЪРВА ГЛАВА

  1. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ


1.1 Виртуализация и софтуер
1.1.1 Какво е виртуализация?

Виртуализацията е софтуерна технология, която използва даден физически ресурс, какъвто е сървърът и го разделя на виртуални ресурси, наречени виртуални машини (VM's). Благодарение на виртуализацията потребителите могат да консолидират физическите ресурси, освен това се опростяват внедряването и управлението и се намаляват нуждите от енергия и охлаждане.

Що се отнася до сървъра, виртуализацията прекъсва обвързаността между операционната система (OS) и подлежащия хардуер. Всички физически елементи на сървъра или персоналния компютър – дънна платка, I/O, процесор, памет – се пресъздават в софтуер. Това означава, че на една физическа машина могат да бъдат едновременно пуснати в действие няколко, а не само една операционна система: всяка от тях работи в рамките на своята отделена виртуална среда. Това позволява на организациите да разполагат с няколко версии на една операционна система или различни операционни системи, работещи по едно и също време. Компаниите могат да използват на един сървър и Windows и Linux или различни версии на една и съща операционна система.

Чрез всички работещи едновременно виртуални машини, сървърът използва своите ресурси по-ефективно и следователно на организацията е нужен по-малко физически хардуер за осъществяване на нейните цели. Това може да се види и по степента на оползотворяване на сървърите, които поддържат виртуални машини, в сравнение с модела „една операционна система, едно приложение“, който е стандартен начин за инсталиране на софтуер. Стандартният сървър обикновено работи при степен на оползотворяване на процесора средно между пет и петнадесет процента, докато сървър, поддържащ виртуални машини, ще осигури по-висока ефективност – средно между 60 и 70 процента.

Възможностите на виртуализацията отиват отвъд простото консолидиране на сървърите или избягване необходимостта от закупуване на нов хардуер. Виртуалните машини са независими от хардуера, на който работят, и в мрежата на компанията могат да бъдат премествани за оптимално използване на наличните ресурси. Копия на тези виртуални машини могат да бъдат запазвани и на други места за защита от следствията на сървърен срив.
1.1.2 Видове виртуализация
1.1.2.1 Пълна виртуализация чрез бинарна транслация
За да се постигне нужният ефект от виртуалния хардуер, този метод транслира кода на ядрото за да реализира заместване на невиртуализационните инструкции с нови. Изпълнението на кода на потребителско ниво се извършва директно в процесора. Диспечерът на всяка виртуална машина й предоставя услугите на физическата система, като BIOS, виртуално управление на паметта и виртуални устройства.

Guest (гост) операционната система е отделена напълно от хардуера чрез виртуализационния слой, което се дължи на комбинацията от бинарна транслация и директно изпълнение, предоставящо пълна виртуализация.

Единственият начин, при който за да осъществи виртуализация на инструкции с голям приоритет не е нужно подпомагане от хардуера и операционната система е пълната виртуализация.
1.1.2.1 Виртуализация, подкрепена от операционна система (паравиртуализация).
Предимството на паравиртуализацията в сравнение с пълната виртуализация е в по-ниското натоварване на системата. Нейната съвместимост и портативност е ниска, което се дължи на факта, че не може да поддържа немодифицирани операционни системи. Тя насочва комуникацията между гост операционната система и супервайзора за подобряване на производителността и ефективността.

Също така, включва модифициране на ядрото на операционната система за да се замествят невиртуализационните инструкции с хиперколове (hypercalls), които комуникират директно със супервайзора на виртуализационния слой. Това е причина за необходимостта от сериозна поддръжка.


1.1.2.3 Хардуерно подкрепена виртуализация.
Виртуализацията бързо се въвежда от големите хардуерни корпорации. Те разработват нови технологии за оптимизирането на работа във виртуализирана среда. Първото поколение хардуерно поддържащи технологии са на корпорациите Intel и AMD съответно VT-x и AMD-V. И двете технологии са насочени към специфичните инструкции с висок приоритет чрез нов CPU изпълняващ режим.

1.1.3 Софтуер за виртуализация

Някои от най-популярните софтуери за виртуализация са:



Kernel-based Virtual Machine (KVM) – Софтуерът за вирутализация на ядрото на Linux. Пьрвата версия на ядрото, която съдържа KVM е 2.6.20 (Февруари 2007). Към момента поддържа Intel VT-x и AMD-V, и работи със разнообразие от гост опреационни системи (сред които Microsoft Windows, Linux, FreeBSD, Solaris). Текущата версия е тази, която е към ядро 2.6.35.4.
Oracle VM VirtualBox – разработван първоначално от немската innotek GmbH, в придобита от Sun Microsystems, които в последствие са придобити от Oracle Corporation. Първоначалната версия на програмата е от от 15 януари 2007. Също поддържа множество host (основни) ОС, сред които FreeBSD, Linux, Windows, Solaris. Също както и KVM поддържа Intel VT-x и AMD-V. Настоящата актуална версия е 3.2.8, пусната на 6 Август 2010.
VMware Workstation – първата версия е създадена през 1998 година от VMware, Inc. и с течение на времето се утвърждава като най-популярния продукт за виртуализация. Също поддържа множество осовни и гост ОС, както и хардуерните технологии за виртуализация Intel VT-x и AMD-V. Текущата версия е 7.1.1, излязла на 13 Август 2010.
Microsoft Virtual PC – първоначално разработван от Connectix под името Connectix Virtual PC с цел емулация на x86 базирани системи върху Macintosh, Windows и OS/2, в последствие закупен от Microsoft, като след постепенно поддръжката за основните ОС различни от Microsoft Windows отпада. Възможнa e употребата на гост ОС различни от Windows, но не е официално поддържана. Текущата версия е 6.1.7600 от 17 март 2010.

1.2 Хардуер
1.2.1 Хардуерна подръжка за виртуализация на корпорацията “Intel”

(Intel® VT)
Помагайки да се преобразуват информационно технологичните среди, “hardware-assisted Intel® Virtualization Technology (Intel® VT)” осигурява по-добра гъвкавост и максимално оползотворяване чрез затвърдяване на многожеството от среди към един сървър, работна станция или персонален компютър. С по-малко системи, необходими за една и съща задача Intel® VT осигурява:
-опростено управление на ресурсите и повишаване на ИТ ефективността

-по-добра надежност на системите, намаляване на възможността от корпоративна заплаха и загуби в реално време от прекъсване на работа.

-ниски разходи за хардуер, поради по-добре оптимизираната работа на компютърните системи.
С подкрепата от процесора, чипсета, ”BIOS” и осигуряването на софтуер, (Intel ® VT) подобрява традиционната софтуер-базирана виртуализация.
1.2.2 Intel® VT-x при процесоцесора
Intel VT-x значително подобрява ефективността на софтуер-базираните решения за виртуализация. Тази технология отстранява намесата и нуждата на VMM ( Virtual Machine Manager), който следи и екзекутира определени решения, направени от операционната система, което се налага във основно софтуер-базираната виртуализацията. Също така се предлага хардуерна поддръжка за смяната на контрола на платформата между VMM и операционната система, за да може трансфера от едното към другото да бъде по-бърз, адекватен и сигурен когато има нужда от намеса на VMM.

В допълнение Intel VT-x притежава VM ( Virtual Machine) миграционни способности, което защитава ИТ инвестициите; подобрява надеждността на поддръжката и качественото възстановяване на системата.


Intel VT FlexPriority :
Често приложения или други устройства пращат задачи или сигнали към процесора, докато той работи върху дадена задача. Специален регистър в процесорът ( APIC Task Priority Register, или TPR) следи приоритетите на задачите за да може оптимално да се редуцира спадът на производителност. Така само сигнали, които имат по-голям приоритет от текущата задача ще бъдат взети под внимание и изпълнени първи. Intel FlexPriority създава виртуално копие на TPR, коeто може да бъде прочетенo и в някои случаи променянo от операционната система без намесата на VMM. Това може да подобри производителността на 32-битовите операционни системи, които често използват TPR ( например може да подобри производителността до 35% на приложения под Windows Server 2000).

Intel VT FlexMigration:

Едно от ключовите преимущества на виртуализацията е способността да мигрира действащи приложения от един сървър към друг без време за изчакване. Intel VT FlexMigration е проектиран да осъществява непрекъснати миграции между текущи и бъдещи сървъри, базирани на Intel процесори. С помощта на тази технология хипервайзорите имат възможността да изграждат по-големи сетове с указания измежду всички мигриращи сървъри, позволявайки непрекъсната работна натовареност. Резултата е по-голяма гъвкавост във възможностите на сървърите, които могат вече да имат по-голяма работна натовареност, непрекъснато през няколко хардуерни поколения.


1.2.3 Intel® VT-d при чипсета
Kогато много гост операционни системи са консолидирани на сървър, движението на информацията към и от системата се увеличава. Без хардуерна подръжка, VMM е пряк участник във всяко входно-изходно решение. Това не само забавя скоростта на движение на информацията, но също увеличава натовареността върху сървърните процесори поради по-високата активност на VMM. Intel VT-d ускорява движението на информацията и елиминира по-горе посочените проблеми чрез премахване на нуждата от участието на VMM в ръководенето на входно-изходния поток. Това се осъществява чрез позволяване на VMM да възложи специфични входно-изходни устройства към определена гост операционна система. На всяко устройство е определена част от системната памет, където има достъп то и определена му гост операционна система. Веднъж изпълнени началните задачи, информацията може да се движи директно между гост операционна система и определените й устройства. Входно- изходния поток се движи по-бързо и намалената VMM активност понижава натовареността на сървърните процесори.
1.2.4 Intel® VT-c при мрежата

.

Intel VT-c оптимизира мрежата за виртуализиране, интегрирайки обширен хардуер, който помага на входно-изходните устройства. Те от своя страна се използват, за да свържат сървърите с централната информационна мрежа, дисковите масиви и други външни устройства. В основата си тази колекция от технологии функционира повече като пощенски офис, който сортира огромно разнообразие от пристигащи писма и пакети и ги доставя до съответните дестинации. С представяне на тези функции в компютърните мрежи, Intel VT-c увеличава скоростта на доставяне на информацията и намалява натовареността на VMM и сървърните процесори.


1.2.5 Процесори на Intel, поддържащи Intel VT
Списък на процесорите на Intel,които имат хардуерна подръжка за виртуализация(Intel® VT) :
Intel® Atom™ Processor:

Z520 / Z520PT / Z530 / Z530P / Z540 / Z550 / Z560



Intel® Pentium® 4 Processor :

662 / 672



Intel® Itanium® Processor :

9310 / 9320 / 9330 / 9340 / 9350



Intel® Pentium® Mobile Processor :

P6000


Intel® Pentium® Desktop Processor :

920 / 930 / 940 / 950 / 960 / 955 / 965 / E5300 SGLTL / E5400 SLGTK / E5500 / E5700 / E6300 / E6500 / E6500K / E6600 / E6700 / G6950



Intel® Celeron® Mobile Processor :

P4500 / P4505 /SU2300 / U3400 / U3405



Intel® Celeron® Desktop Processor :

E3200 / E3300 / E3400 / P1053



Intel® Core™ Solo Processor :

U1300 / U1400 / U1500



Intel® Core™ Duo Processor :

L2300 / L2400 / L2500 /T2300 / T2400 / T2500 / T2600 / T2700 / U2400 / U2500



Intel® Core™2 Solo Processor :

SU3300 / SU3500 / SU3500 / U2100 / U2200



Intel® Core™2 Duo Desktop Processor :

E6300 / E6320 / E6400 / E6420 / E6540 / E6550 / E6600 / E6700 / E6750 / E6850 / E7400 SLGW3 / E7500 SLGTE / E8200 / E8300 / E8400 / E8500 / E8600



Intel® Core™2 Duo Mobile Processor :

L7200 / L7300 / L7400 / L7500 / L7700 / P7370 / P7570 / P8400 / P8600 / P8700 / P8800 / P9500 / P9600 / P9700 / SL9300 / SL9380 / SL9400 / SL9600 / SP9300 / SP9400 / SP9600 / SU9300 / SU9400 / SU9600 / T5600 / T6670 / T7100 / T7200 / T7250 / T7300 / T7400 / T7500 / T7600 / T7700 / T7800 / T8100 / T8300 / T9300 / T9400 / T9500 / T9550 / T9600 / T9800 / T9900 / U7500 / U7500 / U7600 / U7600 / U7700



Intel® Core™2 Extreme Mobile Processor :

QX9300 / X7800 / X7900 / X9000 / X9100



Intel® Core™2 Quad Desktop Processor :

Q6600 / Q6700 / Q8300 SLGUR / Q8400 / Q8400S / Q9300 / Q9400 / Q9400S / Q9450 / Q9500 / Q9505 / Q9505S / Q9550 / Q9550S / Q9650



Intel® Core™2 Quad Mobile Processor :

Q9000 / Q9100



Intel® Core™ i3,i5,i7 :

всички поддържат “VT”



Intel® Xeon® Processor :

всички освен L3014 поддържат “VT”


1.3 Софтуер
1.3.1 Операционна система
1.3.1.1 Оновни функции на операционната система.


Системни функции: управление на външната памет; управление на оперативната памет; осигуряване мултипрограмна работа; управление мултипроцесорна обработка на данните; работа в мрежа; откриване на различни събития в процеса на работа и осигуряване на съответна реакция

Функции на потребителския интерфейс: предоставя на потребителя възможност за общо управление на компютъра; звършва се с помощта на потребителски интерфейс, чрез който могат да се

реализират различни операции - създаване и копиране на файлове, изпълнение на програми, комуникации и др.

Функции за управление на програмите: поддържа работата на всички програми и осигурява взаимодействието им с хардуера; осигурява  взаимодействие на програмите с външните устройства и една с друга.

Функции за обработка на файлове: мениджър на трафика на информация. ОС управлява потока от данни и процесите на пускане и спиране; на достъпа до диска и до другите запомнящи устройства; поддържа файлова система за съхранение и обработка на файлове.

Файлова система; управлява начина за съхранение на информацията на външен носител.

Функции за управление на апаратните средства: поддръжка на  драйверен модел; поддръжка на P&P спецификацията; управление на захранването.



1.3.1.2”host/guest”(основна/гост) операционна система ?
Поради особеностите при употреба на вирутални машини, с цел улеснение при разграничаването между средите на реалната система и виртуалната, която се изпълнява на нея навлизат следните два термина:

Host OS (Основна ОС) – това е операционната система, под която работи реалният компютър. Софтуерът за виртуалната машина се изпълнява на нея. Основната ОС има пряк достъп до хардуера на системата.

Guest OS (Гост ОС) – това е операционната система, под която работи виртуалната машина върху онсовната операционна система. Гост ОС има достъп до виртуалния хардуер, предоставен от софтуера за виртуализация.

1.3.1.3 32 и 64 битова операционна система.
В компютърните архитектури термините 32-битов и 64-битов се отнасят за процесори, базирани на елементи, използващи съответната дължина на думата. Това означава и 64-битови регистри за адресиране, което позволява адресирането на до 2^64 байта памет, за разлика от 32 битовите системи, които позволяват адресиране на 2^32 байта (4GB) памет, което в контекста на съвременните системи понякога се оказва недостатъчно.

Аналогично 32/64-битова ОС се отнася за операционна система, проектирана за съотвeтната архитектура и поддържаща нейните параметри.



1.3.1.4 ”SMP” поддръжка.
В компютърната наука, симетричното многогообработване или SMP (symmetric multiprocessing) включва многопроцесорена компютърна архитектура, при която два или повече идентични процесора са свързани в една обща основна памет и се контролират от една единствена операционна система. Повечето многопроцесорни системи днес използват SMP архитектури. При многоядрените процесори, SMP архитектурита се отнася нъм ядрата, като ги третира като отделни процесори. Процесорите могат да бъдат свързани по между си чрез шини (buses), мрежова топология хиперкуб (mesh network) и кросбар суитч (crossbar switch) . “Слабото място” чрез свързване с шини(buses) и кросбар суитч (crossbar switch) при SMP e пропусквателната способност и консумирането на енергия при свързване между отделните процесори, памет и дискови масиви. ”Хиперкуб” архитектурите нямат тези слаби места и предоставят приблизителна линейна мащабируемост при много по-голям брой процесори.

SMP системите разрешават на всеки процесор да работи върху всяка задача без значение къде се намира информация за нея в паметта, при условие, че всяка задача в системата не е в ход на изпълнение от два или повече процесора. С подходяща операционна система, SMP системите могат лесно да местят задачи между процесорите за да балансират работната ефикасност.



1.3.2 Софтуер за тестове
1.3.2.1 Какво е “benchmark” ?
В компютърната наука, “benchmark” е процес на изпълнение на компютърна програма, поредица от програми или други операции, с цел да се оцени относителната ефективност на даден обект, обикновено чрез провеждане на редица стандартни тестове и опити с него. Терминът “benchamark” е също така най-използван за самите сравнителни програми. Сравнението обикновено се свързва с оценката на представяне на хардуера, например представянето на процесора при определена операция, но съществуват възможности този похват да се използва и върху софтуер. Софтуерните сравнения, например, се правят към компилатори или системи за управление на база данни. Друг вид на програмата за тестове, а именно тест пакети или пакети за потвърждаване, са предназначени за оценка на точността на софтуера.
1.3.2.2 Софтуер за тестове
Някои от най-известните и използвани програми за диагностициране на компютърните системи са:
SiSoftware Sandra - инструмент за анализиране и диагностика на системата. Показва цялата информация (включително и тази, която стандартно не се предоставя от Microsoft Windows), като освен това предоставя възможност за изпълнение на тестове на производителността на отделни компоненти на системата. Разработвана е от британската SiSoftware, като първата версия е издадена през 1997 година, а текущата версия е 2010.7.16.52 SP2.

Everest - дава подробна информация за хардуерното и програмно осигуряване на компютъра. Предлага мониторинг на системата - температура на процесора, дънната платка, твърдия диск, скорост на вентилаторите, волтажи, както и пълна информация за операционната система. Както и Sandra, съдържа и допълнителни модули за тестване на производителността на компютъра. Първата версия е издадена през 2003 година като AIDA32, в последствие придобита от Lavalys и преименувана на Everest.

3DMark Vantage - най-известната програма за определяне на производителността на възможностите на компютъра за работа в триизмерна графична среда. Разполага с множество тестове, които проверяват скоростта, стабилността и производителността. Първата версия е 3D Mark 99, разработена от Futuremark Corporation, а текущата е 3D Mark Vantage от 28 Април 2008.

PCMark Vantage – измерва ефективността на компютъра през различни общи задачи, като преглеждане и редактиране на снимки, видео, музика и други медии, игри, комуникациите, производителността и сигурността. Също както и 3D Mark е продукт на Futuremark Corporation, като първата версия е PCMark 2002, а текущата PCMark Vantage.

Prime95 – програма, създадена с целта да търси мерсенови прости числа в разпределена среда, която в последствие набира популярност като инструмент за провеждане на тестове и проверяване на стабилността на системата. Програмата е разработена през 1995 година и от тогава, чрез нея са открити 13 мерсенови прости числа.
TrueCrypt - приложение за криптиране в реално време с отворен код, разпространявано безплатно. Освен това притежава възможност за работа в режим бенчмарк. Разработва се от TrueCrypt Foundation, първата версия е 1.0 от 2 Февруари 2004, а текущата 7.0а от 6 Септември 2010. Съществуват версии за Microsoft Windows, Mac OS X и Linux (както за 32, така и за 64 битови версии)..
CPU-Z - безплатна програма, която събира информация за основните компоненти на системата и я показва в подреден и удобен вид.
SpeedFan - показва скоростта на вентилатора, температурата и напрежението на процесора на компютъра.
SIV (System Information Viewer) - приложение, предоставящо информация за операционна система, мрежа, процесор, шина, USB и другите от системата.

ВТОРА ГЛАВА

  1. ИЗПОЛЗВАНИ СРЕДСТВА


2.1 Хардуер
Използвани компоненти за асемблирането на тестовата постановка:
Дънна платка: Intel DH55TC
Техническа спецификация:

Чипсет на дънната платка: Intel H55

Цокъл на процесора: Socket 1156

Архитектура: 45nm CPUs support

Тип паметта: DDR3 SDRAM

Форм фактор на паметта: DIMM 240-pin

Скорост/честота на паметта: 1333MHz(PC3-10600)

Тип дисков контролер: SATA II

Тип интерфейс на SATA контролер: Serial ATA II/300

Аудио интегрирано: Realtek ALC888S

Тип аудио изход: 8 канален

Съвместими аудио стандарти: Intel HD Audio

LAN интегриран: Intel® 82578DC Controller

Поддържани протоколи за обмен на данни: Gigabit Ethernet/Fast Ethernet/Ethernet

Брой PCI Express 2.0 x16 слотове: 1

Брой PCI Express x1 слотове: 2PCI слотове брой: 1

Брой USB портове: 12

Брой USB2.0 интерфейси: 6

Брой VGA интерфейси: 1

Брой SATA II интерфейси: 6

Брой DVI интерфейс конектори: 1

Брой eSATA интерфейс: 2

Брой HDMI интерфейси: 1
Централен процесор:Intel i3 540
Техническа спецификация:

Вътрешна тактова честота: 3067 MHz

Цокъл на процесора: Socket 1156

Процесор - Име на ядро: Clarkdale

Архитектура:

StreamingSIMD Extensions 2


Streaming SIMD Extensions 3
Extended Memory 64 Technology
Intel® Virtualization Technology
MMX Instructions Set
Enhanced SpeedStep Technology
Intel® Thermal Monitor 2
Execute Disable Bit
Streaming SIMD Extensions
Streaming SIMD Extensions 4.2
Streaming SIMD Extensions 4.1

Processor Chip Packaging Type: LGA

Размер на подложката: 32 nm

Метод на охлаждане: Cooling Fan

Предлага L1 кеш капацитет: 128 KB

Предлага L2 кеш капацитет: 512 KB

Предлага L3 кеш капацитет: 4096 KB

TDP: 73 W


Оперативна памет Kingston KVR1333D3N9K2/4G
Техническа спецификация:

Технология на паметта: DDR3 SDRAM

Капацитет на устройство за съхранение на данни: 2048 MB

Форм фактор на паметта: DIMM 240-pin

Предлага метод за проверка за грешки: Non-ECC

Скорост/честота на паметта: 1333MHz(PC3-10600)

Характеристики на паметта: Небуферирана

Собствен или Индустриален стандарт: Industry Standard

Конфигуриране на модулите памет: 256 x 64

CAS латентност: CL9


Твърд диск:Seagate ST31500541AS
Техническа спецификация:

Разположение на устройството: Вътрешен

Форм фактор: 3.5" x 1/3H

Капацитет на устройство за съхранение на данни: 1500000 MB

Поддържан канал за данни: Serial ATA II-300

Инсталиран капацитет кеш памет: 32 MB

Максимален капацитет на секторите: 512 B

Брой цилиндри: 4

Брой глави: 8

Скорост на въртене: 5900 rpm

Средно закъснение при ротация: 5.1 ms

Максимално време на търсене: 16 ms

Поддържана скорост на външен трансфер на данни: 300 MB/sec

Видео карта:Saphire HD 5750
Техническа спецификация:

Необходим разширителен слот: PCI Express 2.1 x16

Чипсет на видео карта: ATI Radeon HD5750

Графичен процесор - Име на ядро: Juniper LE

Брой графични процесори: 1

Скорост на GPU ядрото: 700 MHz

Брой поточни процеси: 720

Скорост на RAMDAC конвертиране: 400 MHz

Максимална резолюция: 2560x1600

2D/3D характеристики:Ati Stream Technology; Ati Eyefinity Technology


Ati Avivo Video; ATI CrossFire X; ATI PowerPlay

API поддръжка: DirectX 11;OpenGL 3.2;OpenCL

Тип паметта: GDDR5 SDRAM 512MB

Скорост на видео памет: 1150 MHz

Капацитет на шината на паметта: 128bit
Захранване Chieftec APS-500S
Техническа спецификация:

Мощност (W): 500 W

DC Output +3,3V: 25 A

DC Output +5V: 25 A

DC Output +12V1: 18 A

DC Output +12V2: 18 A

Ефективност: 80%

Вентилатори 140mm : 1


Монитор Turbo-X TX-191WT
Техническа спецификация:

Диагонал: 19 inches

Технология на дисплея: LCD

Резолюция: 1440 x 900

Яркост: 300 cd/m²

Динамичен контраст: 5000:1

Време за реакция: 2 ms

Ъгъл на видимост: 160/160

Формат: 16:10 Wide

Свързване: D-Sub 15 pin




Снимка 2.1 – Снимка на асемблираната тестова постасновка.



2.2 Използван софтуер
2.2.1 Операционни системи
За основни операционни системи са използвани 32 и 64 битовите версии на “Windows 7 Ultimate” с инсталирани обновления до 14 юли 2010г. Това е последната версия на Microsoft Windows, предлагаща подобрена производителност при многоядрени процесори, както и подобрения в ядрото на операционната система.

За гост операционна система са използвани 32 битовата версия на “Windows 7 Ultimate”.


2.2.2 Софтуер за виртуализация
Използваните софтуери за виртуализация са два: ”VirtualBox” версия 3.2.8 и “VMWare Workstation” версия 7.1.1.
VMware Workstation се отличава от повечето други продукти за виртуализация, тъй като разполага с вградена емулация на мрежи и възможности за моделиране, както и с инструменти за запис и възпроизвеждане на сесията. Може не само да изгражда и стартира виртуални машини (VM), но и да следи работата им, да прави моментни снимки, да стартира на ново сесиите и да тества за грешки работещия в тях код. Достъпен както за Windows, така и за Linux, VMware Workstation поддържа голям брой гост операционни системи - 32-битови и при наличие на подходящ хардуер, 64-битови. За да се използват всичките възможности на VMware Workstation е нужен компютър с доста добри спецификации, но са положени много усилия за подобряване на производителността, особено при изтегляне и пускане на файлове между различни VM. Виртуалната работа с мрежи също е ускорена. Поддръжката на USB устройства е подобрена.

Вече има режим Unity, при който с приложения, инсталирани в гост VM, може да се работи в десктопа на основната машина. Недостатъкът е, че новите функции усложняват допълнително софтуера, но си струва да разполагате с тях — дори „експерименталните“.

Версия 7.0 на продукта предоставя поддръжка на до 4 ядра/процесора, а настоящата – 7.1 – до 8.

VirtualBox за виртуализация на настолни компютри и е дело на лаболаториите Sun Microsystems. Актуалната й версия е 3.2.8. В нея е подобрена 3D графиката, има по-добра производителност в мрежа и работи на Mac OS X върху Intel Virtualization Technology (VT-x), както и с форматите за виртуализация на VMware и Microsoft, VMDK и VHD. Sun обяви VM VirtualBox софтуера за първия значителен хипервайзор с отворен код, който поддържа всички популярни операционни системи. Някои от основните качества на VirtualBox са, че е безплатен с отворен код, притежава изчистен и лесен за работа интерфейс, прави сам настройки, с които виртуалните машини вървят много добре, зареждането на операционна система/инсталирането на операционна система в VirtualBox става по-бързо от това в останалите такива програми. Някои от сериозните й недостатъци са: споделянето на папки става доста трудно и че липсва графично ускорение
На тези два софтуера за виртуализация са създадени еднакви виртуални машини, параметрите на които са : процесор с едно и с две ядра ; RAM памет -1500 мегабайта ; твърд диск – 20 гигабайта.

2.2.3 Софтуер за тестване
Използваните софтуери за тестване са два: ” SiSoftware Sandra” и “Truecrypt”.
SiSoftware Sandra е инструмент за анализиране и диагностика на системата. Предназначена е както за начинаещи, така и за напреднали потребители. Представлява 32 и 64-битов анализатор, който включва бенчмарк тестване. Приложението предоставя множество тестове за определяне на производителността на системата. Сред тях са стандартните Whetstone, който измерва скоростта, с която системата изпълнява операции с плаваща запетая, както и Dhrystone, който измерва скоростта на изпълнение на целочислени операции. Също така притежава тестове за пропускателната способност на паметта и на скоростта на изпълнение на байт код във .NET среда.

Версията използвана за тестовете e 2010.7.16.52 SP2. С нея са направени

тестовете: ”.NET Arithmetic”,”Cpu Arithmetic”.

TrueCrypt е безплатна програма за криптиране с изключителни способности. Може да създава виртуален криптиран диск, който всъщност е обикновен файл и да го представя пред компютъра като истински диск. Способна е да криптира съдържанието на всички (или отделни) дялове от твърдите дискове или устройства като USB памет, флопи диск и т.н. Това е единствената програма за криптиране, която е с отворен код и осигурява пълна поддръжка на Windows 7.

Въпреки, че по принцип е софтуерен продукт предназначен за криптиране в реално време, TrueCrypt притежава възможност да работи в режим бенчмарк, като изпълнява различни алгоритми за криптиране (AES, Twofish, Serpent) и комбинации от тях върху определен буфер от данни, като отчита скоростта на криптирането им. Поради дизайна на въпросните алгоритми, основният системен компонент, от който зависи скоростта при този тест е централният процесор.

Използваната версията на “Truecrypt” e 7.0.

ТРЕТА ГЛАВА

3. ТЕСТОВЕ И РЕЗУЛТАТИ


3.1 Тестове с TrueCrypt.
Бенчмарк възможностите на TrueCrypt се състоят в отчитане на производителността при изпълнение на криптографски задачи. Накратко, TrueCrypt създава случайни ключове и ги използва за да криптира и разкриптира буфер от данни с предварително зададен размер, като измерва средната скорост в мегабайти за секунда. Скоростта на изпълнение зависи от натовареността на процесора и характеристиките на устройството за запаметяване, като самите тестове се извършват в оперативната памет. Използваните алгоритми са AES, Twofish и Serpent, както и комбинации между тях, а режимът на шифроване е XTS. И трите алгоритъма са изпълнени с размер на блока 128 бита и 256-битов ключ.

В таблицата допълнително са изчислени средна стойност и стандартно отклонение на резултатите.



3.2 Резултати от TrueCrypt

N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.

Таблица 3.2.1– Резултати от бенчмарк-а на TrueCrypt за ВМ с процесор с 1 ядро, поддържана от VirtualBox, с 32/64 битови основни ОС

N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.

Таблица 3.2.2 – Резултати от бенчмарк-а на TrueCrypt за ВМ с процесор с 2 ядра, поддържан от VirtualBox, с 32/64 битови основни ОС.

N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.

Таблица 3.2.3 - Резултати от бенчмарк-а на TrueCrypt на ВМ с процесор с 1 ядра, поддържан от VMware, с 32/64 битови основни ОС.

N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.

Таблица 3.2.4- Резултати от бенчмарк-а на TrueCrypt на ВМ с процесор с 2 ядра, поддържан от VirtualBox, с 32/64 битови основни ОС

3.3 Тестове с SiSoftware SANDRA.
SiSoft SANDRA е използван за провеждане на стандартни синтетични тестове, което спадат към две категории:
3.3.1 Tестове за производителността на процесора.
Използвани са двата класичeски алгоритъма за изследване на изчислителна скорост – Dhrystone и Whetstone:
Whetstone – Алгоритъм за оценяване на скоростта, с която процесора изпълнява операции с плаваща запетая. Първоначално създаден на езика Алгол 60 през 1972 година за нуждите на Националната Физическа Лаборатория на Великобритания, алгоритъмът е разработен по начин, който му позволява да избегне оптимизациите на компилаторите, като в последствие, с развитието на компилаторите е доразработван в тази насока. Също така, алгоритъмът работи върху много малко множество от данни, които се побират във кеша от първо ниво на всеки процесор, като по този начин скоростта на кеша от второ ниво и производителността на оперативната памет оказват пренебрежително малко влияние, което позволява на алгоритъма да даде максимално обективна оценка на възможностите на даден процесор да изпълнява операции с плаваща запетая, изолирайки до максимална степен възможните странични фактори. Поради тази причина, този алгоритъм и днес е сред най-популярните средства за оценка на възможностите на даден процесор. С развитието на процесорите и най-вече появата на SSE2/3 набора от инструкции се появяват версии на Whetstone, които го използват. Тестовете са проведени с версия на Whetstone, използваща оптимизациите на SSE3.

Dhrystone – Синтетичен компютърен бенчмарк, разработен през 1984 от Рейнолд Уейкър, с целта да изследва общата производителност на процесора. За целта, той анализира широк спектър от популярни по това време програми, написани на множество езици,като идентифицира най-често срещаните в тях конструкции – присвоявания, целочислени операции, процедурни извиквания, пренасочвания към указател и т.н. Това му позволява да създаде синтетичен тест, който съдържа представителна извадка от операции, често използвани в реални приложения. Dhrystone също е проектиран с цел да заобикаля компилаторните оптимизации и е допълван в тази насока с времето.

Гореописаните тестове са изпълнени в два различни режима:



  1. Стандартен режим – тестовете са компилирани до машниен код, разбираем директно за съответния процесор и се изпълняват като такъв.

  2. .NET режим – тестовете са компилирани до .NET управляван (междинен, байткод) код и са изпълнени във .NET управлявана среда за изпълнение.


3.3.2 Performance vs Power и Performance vs Speed
Performance vs Power (Производителност срещу Мощност или пестене на енергия). Това е графа, която присъства във всички бенчмаркове. Функцията и е да ни покаже нагледно как се променя производителността на дадени устройства и съответно колко енергия изразходват те. Също така може да сравним как дадено устрйство се представя спрямо друго от този вид, при наличието на еднакво подадено количество мощност. Пестенето на енергия вече е станало доста популярно, търсено и значимо, понякога е и за предпочитане пред по-ниската цена. Колкото е по-енергопестимо едно устройство, толкова по-малко пари ще изисква то за поправка и поддръжка, тъй като живота на работа му е удължен, изискват се понякога по-ниски като клас/цена допълнителни устройства (например стандартно охлаждане, стандартно захранване)и работоспособността съответно се увеличава. По- производителните устройства са предпочитани пред по-бързите.
Performance vs Speed (Производителност срещу бързина или пестене на бързината). Графа, която присъства във всички бенчмаркове. Измерва производителността, която дадено устройство предлага, имайки предвид бързината, с която то работи.Позволява ни да наблюдаваме как конкурентни устройства се съравновават за по-голяма производителност имайки еднаква скорост. Бързината може да определя това колко струва дадено устройство и колко енергопестимо е то. По принцип най-пестимия дизайн е предпочитан, освен ако друга характеристика, чрез която се постигат по-високи резултати не изкарва друго устрйство на преден план. Колкото е по-производително едно устройство, толкова по-пестеливо е то откъм бързина ( и откъм енергия).

3.3.3 Дименсии
3.3.3.1 MIPS
MIPS е съкращение от Million Instructions Per Second, или Милиони Инструкции за Секунда – използва се при резултатати от Dhrystone, като отразява броят на инструкции от теста, които системата е успяла да изпълни за една секунда. В последствие с развитието на възможностите на процесорите, популярност придобива и GIPS, което означава милиард инструкции за една секунда.
3.3.3.2 MFLOPS
MFLOPS – съкращение от Million Floating-Point Operations Per Second или Милион Операции с Плаваща Запетая за Секунда – използва се при резултатите от Whetstone, като отразява броят на извършените от системата операции с плаваща запетая за една секунда. Аналогично – GFLOPS – милиард операции с плаваща запетая за една секунда.
3.3.3.3 MOPS
MOPS – съкращение от Million Operations per Second, или Милион Операции за Секунда – усреднена стойност, налична при тестване със SiSoftware SANDRA, която цели да даде обща представа за представянето на дадена система в Dhrystone/Whetstone. Аналогично, съществува GOPS, което е милиард операции за една секунда.

3.4 Резултати от SiSoftware SANDRA.


N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.
Taблица 3.4.1 – Резултати от „NET Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 1 ядро, поддържана от VirtualBox, с 32/64 битови основни ОС

N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.

Taблица 3.4.2 – Резултати от „NET Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 2 ядро, поддържана от VirtualBox, с 32/64 битови основни ОС.


N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.

Taблица 3.4.3 – Резултати от „NET Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 1 ядро, поддържана от VMware, с 32/64 битови основни ОС.




N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.
Taблица 3.4.4a – Резултати от „NET Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 2 ядро, поддържана от VMware, с 32 битови основни ОС.


N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.
Taблица 3.4.4б – Резултати от „NET Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 2 ядро, поддържана от VMware, с 64 битови основни ОС.


N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.
Taблица 3.4.5 - Резултати от „CPU Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 1 ядро, поддържана от VirtualBox, с 32/64 битови основни ОС.

N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.


Taблица 3.4.6 - Резултати от „CPU Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 2 ядро, поддържана от VirtualBox, с 32/64 битови основни ОС.


N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.
Taблица 3.4.7a - Резултати от „CPU Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 1 ядро, поддържана от VMware, с 32 битови основни ОС.

N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.
Taблица 3.4.7б - Резултати от „CPU Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 1 ядро, поддържана от VMware, с 64 битови основни ОС.

N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.
Taблица 3.4.8a - Резултати от „CPU Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 2 ядро, поддържана от VMware, с 32 битови основни ОС.


N- номер на теста ; ср.ст.- средна стойност ; Stdev – стандартно отклонение ; +/-vt– с/без хардуерна поддръжка IntelVT.
Taблица 3.4.8б - Резултати от „CPU Arithmetic” бенчмарк на Sandra на ВМ с процесор с 2 ядро, поддържана от VMware, с 64 битови основни ОС.


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница