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
- Unity oyun motoru ile simülatör tasarımı
Simulator design with Unity game engine
CİHAD DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- Platformlar arası çerçevelere genel bakış, flutter ve react native performans karşılaştırması
Cross-platform frameworks overview, flutter and react native performance comparison
CUMALİ TEKSÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Aydın ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ADEM ÖZYAVAŞ
- Dijital dönüşüm bağlamında türkiye ile Avrupa Birliği ülkelerinin performanslarının karşılaştırılması
Comparison of the performance of Turkey and European Union countries in the context of digital transformation
AYŞE ÇAYGEÇEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İşletmeMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE HİCRET ÖZKOÇ
- İnovasyon performansına etki eden faktörlerin bulanık bilişsel haritalama yöntemi ile önceliklendirilmesi ve telekomünikasyon sektöründe bulanık çok kriterli karar verme yöntemleri ile proje seçimi
Prioritization of factors affecting innovation performance using fuzzy cognitive mind mapping method and project selection in the telecommunication sector using fuzzy multi-criteria decision making techniques
ALİ CAN MUHTAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA YANIK ÖZBAY
- Tiroid göz hastalığında hastalık şiddetinin oftalmolojik ve ortoptik klinik bulgular ile korelasyonu: Klinik belirteç olarak mikroperimetri ve derin öğrenme tabanlı program kullanımının değerlendirilmesi
Correlation of disease severity with ophthalmological and orthoptic clinical findings in thyroid eye disease: Evaluation of microperimetry and deep learning-based software as clinical biomarkers
BEYZANUR KARACA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2026
Göz HastalıklarıHacettepe ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDE TAYLAN ŞEKEROĞLU