Ubuntu11.10系统下Xen、KVM和VirtualBox虚拟机性能测试对比

　　近日，国外有人利用Ubuntu 11.10，对VirtualBox、Xen、和KVM不同Linux虚拟化进行对比测试。该测试采用了安装有英特尔酷睿i7 2630QM（Sandy Bridge）四核处理器并支持超线程的ZaReason笔记本电脑，它配备有8GB内存和128GB SSD以及 NVIDIA GeForce GT 555M显卡，Ubuntu 11.10 x86-64被安装在Oneiric Linux 3.0 kernel、Unity 4.22.0、X.Org Server 1.10.4、GCC 4.6.1和EXT4文件系统的主机上。每个虚拟机实例都被设定为8个逻辑内核和6GB内存。

测试平台(点击图片看大图)

　　VirtualBox 4.1.2、KVM、和Xen 4.1.1都是在Ubuntu Oneiric上进行安装。Ubuntu 11.10也证明了Xen虚拟化对DomU客户机的支持。不过虽然Xen现在能在Ubuntu上大展身手，但Canonical仍将KVM视作主要的Linux虚拟化技术并加以不断支持。VMware的 Linux虚拟化没有在此次测试中提及，主要是考虑到使用条件方面的限制会影响到基准测试。

　　除了VirtualBox、Xen、和KVM的基准测试，我们也会公布Sandy Bridge系统在裸机上的基准测试以供参考。

C-Ray多线程运算测试

　　首先，我们采用C-Ray来测试多线程运算性能。从图中我们可以看到，使用KVM虚拟化表现出的运算性能出众。KVM客户机实例能够以91%的裸机运算速度来处理多线程，而Sandy Bridge上的VirtualBox和Xen DomU客户机的运算速度分别为85%和68%。

POV-Ray渲染测试

　　POV-Ray 3.6.1是一款单线程、图像渲染测试工具，KVM表现仍然领先 。KVM的渲染速度几乎和使用Linux 3.0 kernel的Sandy Bridge笔记本裸机上的效果相仿。紧随其后的则是VirtualBox，Xen则被远远落在后面。

　　Smallpt全局照明渲染测试中，测试结果大体不变：KVM仍然是运算最快的Linux虚拟化平台，随后则是VirtualBox和Xen。

全局照明渲染测试

　　在密码测试方面，我们看到KVM仍然保持遥遥领先。其运算速度达到了裸机性能的97%，其次，就是VirtualBox和Xen DomU。后者的运算速度仅为裸机的69%。在对MD5算法进行测试的情况下，测试结果大体一致。

传统DES密码测试

MD5密码测试

　　在使用Blowfish进行加密测试的时候，VirtualBox和KVM速度几乎相同，然而DomU客户机的性能与它们却有着30%的差距。

Blowfish加密测试

　　在运行OpenSSL的时候其产生的结果，与刚才使用的John The Ripper测试工具得出的结果类似。

利用OpenSSL对4096位字符串进行密码测试

　　在KVM实例上运行7-Zip进行解压缩测试时，我们发现其性能只降低了10%，然而使用VirtualBox和Xen，其性能损失分别为15%和30%。

7-Zip解压缩测试

　　NAS Parallel并行处理测试中，整体来看KVM表现仍然最为优秀，而Xen表现最差。

　　在多序列比对软件MAFFT测试中（数值越低越好），KVM仍然表现出众。

　　在处理OpenMP方面，KVM表现出的效率也最高。

　　对CPU进行的各种压力测试转移到对磁盘测试上，我们也同样看到，KVM仍然不负众望，而Xen的表现也快速得到提升，几乎与KVM持平。VirtualBox表现最差。需要指出的是，这些测试数据都采用了默认的磁盘格式，是基于Apache的静态网页负载测试。

　　在PostMark磁盘测试中，KVM性能损失几乎为20%（相比裸机），而VirtualBox则跌去了25%，Xen几乎下降了一半。

　　SQLite测试出来的最快虚拟化方案当属甲骨文的VirtualBox，它甚至比裸机的表现还要出色（数值越小表现越佳）。不过，其中的奥秘恐怕在于VirtualBox并不会强迫执行SQLite的Sync/FSync请求。

　　综上，从运算性能和磁盘负载角度来说Linux KVM不失为最快的虚拟化解决方案（单线程或者多线程）。得益于英特尔VT-x技术的Sandy Bridge 酷睿i7硬件平台，KVM（Kernel-based Virtual Machine）表现尤为出众。除了最后一项SQLite之外的其他所有测试，KVM都提供了最好的成绩。相比之下，VirtualBox在测试中排名第二，而Xen在HVM模式下的虚拟化表现最差。

　　如果要说VirtualBox对比KVM的优势，恐怕要数其目前支持的2D/3D加速技术，通过该技术可以在客户机上重定向至主机的显卡上。Xen同样也支持通过PCI传入和控制显卡。当然，通过Gallium3D驱动支持，VMware也能提供2D/3D加速技术。