Performance comparison of macos bare metal, docker on mac, and linux VMon macos: A study of I/O, database, and web server workloads
Macos bare metal, Mac'te docker ve Macos'te linux VM'nin performans karşılaştırması: G/Ç, veritabanı ve web sunucusu iş yüklerinin incelenmesi
- Tez No: 1005508
- Danışmanlar: PROF. AHMET ŞENOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Üsküdar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, Apple M2 donanımında macOS yalın donanım, Docker (VirtioFS ile) ve Linux sanal makinelerinin (paravirtualization ile UTM) deneysel bir değerlendirmesini sunarak, 4 iş parçacıklı yapılandırmalar altında depolama (FIO), veritabanı (pgbench) ve web sunucusu (Nginx) iş yükleri genelinde performansı değerlendirmektedir. Çalışma, konteynerleştirme ve sanallaştırma katmanlarının getirdiği iş yüküne özgü ödünleşimleri nicelleştirerek üç temel bulguyu ortaya koymaktadır: 1. macOS yalın donanım, G/Ç iş yüklerine hakimdir ve şunları elde etmektedir: o 0,86 ms gecikmeyle 12.420 TPS (pgBench) o 925 MiB/sn sıralı okuma (FIO) Docker'da (–%53 TPS) ve sanal makinelerde (–%64 TPS) soyutlama katmanlarının maliyetini göstermektedir. 2. Linux sanal makineleri, ağ bağlantılı hizmetlerde beklenmedik bir şekilde üstünlük sağlayarak şunları sunuyor: o 182.695 RPS (Nginx), çıplak metalden (42.134 RPS) 4,3 kat daha hızlı Linux'un ayarlanmış ağ yığını ve sanal ağ yarı sanallaştırması sayesinde. 3. Mac'te Docker evrensel cezalara maruz kalıyor: o %95 daha düşük Nginx işlem hacmi (2.067 RPS) sanal makineye kıyasla o %53 daha düşük pgBench TPS (5.783 çıplak metale kıyasla) bu da gVisor ağlarında (gVisor, 2025) ve dosya sistemi proxy'sinde kritik sınırlamaları ortaya koyuyor. Bu sonuçlar, sanallaştırma ek yükü hakkındaki geleneksel düşünceye meydan okuyarak şunları kanıtlıyor: • Performans iş yüküne bağlıdır: Sanal makineler, Linux için optimize edilmiş hizmetlerde çıplak metalden daha iyi performans gösterir, ancak G/Ç'de geride kalır. • Ortam seçimi kritik öneme sahiptir: Bare Metal, veritabanları, web sunuculuğu için sanal makineler ve yalnızca hafif geliştirme için Docker için uygundur. Çalışma, ortamlar arasındaki performans farklarını deneysel olarak ölçerek, geliştiricilerin M serisi yongalarda macOS yerel, Docker ve VM iş akışları arasında seçim yaparken karşılaşabilecekleri dezavantajları öngörmelerini sağlar.
Özet (Çeviri)
This thesis presents an empirical evaluation of macOS bare metal, Docker (with VirtioFS), and Linux virtual machines (UTM with paravirtualization) on Apple M2 hardware, assessing performance across storage (FIO), database (pgbench), and web server (Nginx) workloads under 4-thread configurations. The study quantifies workload-specific tradeoffs introduced by containerization and virtualization layers, revealing three key findings: 1. macOS bare metal dominates I/O workloads, achieving: o 12,420 TPS (pgBench) with 0.86ms latency o 925 MiB/s sequential reads (FIO) demonstrating the cost of abstraction layers in Docker (–53% TPS) and VMs (–64% TPS). 2. Linux VMs unexpectedly excel in network-bound services, delivering: o 182,695 RPS (Nginx), 4.3× faster than bare metal (42,134 RPS) due to Linux's tuned network stack and virtio-net paravirtualization. 3. Docker on Mac suffers universal penalties: o 95% lower Nginx throughput (2,067 RPS) vs. VM o 53% reduced pgBench TPS (5,783 vs. bare metal) exposing critical limitations in gVisor networking (gVisor, 2025) and filesystem proxying. These results challenge conventional wisdom about virtualization overhead, proving that: • Performance is workload-dependent: VMs outperform bare metal for Linux-optimized services but lag in I/O. • Environment selection is critical: Bare metal suits databases, VMs for web serving, and Docker only for lightweight development. The study empirically measures performance gaps between environments, enabling developers to anticipate tradeoffs when choosing between macOS native, Docker, and VM workflows on M-series chips.
Benzer Tezler
- Güneş enerjisi ile çalışan R21-DMF li soğurmalı soğutma çevrimin analizi ve bazı tersinmezliklerin çevrimin performansı üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Analysis of R21-DMF solar powered absorpption refrigeration system and effect of someirreversbilities on the Performance of the cycle
SEYİT ARİF TÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN ATAER
- Akaryakıtla çalışan endüstriyel tav fırınlarında yanma, sıcaklık ve basıncın optimum kontrolu
Optimum control of combustion temperature and pressure in industrial tempering furnaces working with fuel-oil
MEHMET EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL ERCAN
- Bölgemizdeki normal ve risk gruplarında sifilize karşı oluşan antikorların araştırılması
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA ZAHİR BAKICI
Doktora
Türkçe
1984
MikrobiyolojiCumhuriyet ÜniversitesiMikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUVAFFAK AKMAN
- Eksternal etmoidektomiler
Başlık çevirisi yok
ERCÜMENT AKMAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kulak Burun ve BoğazGazi ÜniversitesiKulak Burun Boğaz Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NECMETTİN AKYILDIZ
- Izgara ve altlık üstünde barındırılan ile de france X kıvırcık (Fl) ve merinos kuzularının entansif besideki performansları
Başlık çevirisi yok
ÜMRAN ŞAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Veteriner HekimliğiUludağ ÜniversitesiZootekni Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDOĞAN TUNCEL