近年来计算系统虚拟化作为一种功能强大而且方便的技术得到了广泛的应用,它使得物理计算资源不再由单一的操作系统来独享,而是由多个VM共享使用,这一改变,引入了不可忽略的用于管理的CPU开销。在目前众多的针对虚拟化性能开销的研究中,都是从某一应用性能下降的角度去衡量虚拟化性能的开销,而没有直接地去研究虚拟计算环境中用于管理的CPU开销。如何界定和测量CPU开销、CPU开销存在哪些影响因子,以及这些影响因子与CPU开销之间存在怎样的关系,是在研究虚拟机开销过程中亟待解决的问题。基于这一目的,虚拟计算环境中的CPU开销系统VOMS提出了虚拟计算环境中CPU开销的界定原则,即虚拟计算环境中的CPU开销是由于虚拟化技术的引入所带来的不同于传统系统的不可避免的CPU开销。针对这一界定原则,指出了虚拟计算环境中CPU开销的两个测量指标,即虚拟机之间进行调度时产生的CPU性能开销和由特权域代理执行某些特权指令产生的额外CPU开销。VOMS通过插入事件触发代码,获取到Xen每次执行调度操作和代理特权操作消耗的时间片以及两类操作的总次数,并使用Xentrace和Xenrelay作为数据传输引擎实现了虚拟机内和虚拟机监控器内的数据采集机制,从而准确地获取各个虚拟机的CPU使用情况以及CPU开销。系统通过自动对齐与解析模型,将采集自客户虚拟机内和虚拟机监控器内的数据按照统一的格式进行数据处理,动态地反映出虚拟计算环境中物理CPU和虚拟CPU的使用情况以及映射关系,得出虚拟计算环境中CPU的开销;为了更好地研究不同影响因子对这一开销的影响,VOMS测试控制平台能够按照统一模板同时启动指定数量的虚拟机,并在其上部署指定类型的负载,进行CPU开销的测量,从而为虚拟机数量以及虚拟机负载类型这两类影响因子的研究提供支持。通过对不同数量的虚拟机上运行空负载、计算密集型负载、IO密集型负载,VOMS系统测试结果指出了随着虚拟机数量的增长虚拟计算环境中CPU开销将呈现出指数级的增长;在同样的情况下,计算密集型的应用产生的CPU开销更大;当虚拟机数量达到8个,且在虚拟机上均执行计算密集型负载时,开销占到了所有计算资源的14.7%。这一规律揭示了如何在资源利用率和有效资源之间进行调配和权衡。