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2015/11/23

正確規劃主機硬體資源 優化ESXi及VM基礎效能

VMware vSphere 6.0效能調校最佳實務

王偉任
本文將以最新的VMware vSphere 6.0為例,從底層實體伺服器的規劃說起,然後講解如何選擇CPU、Memory、Storage、Network等虛擬化資源四大元件,並逐步探討ESXi虛擬化平台和VM虛擬主機,以便讓建構硬體效能最佳化。
在2001年3月,VMware官方發佈了VMware ESX Server 1.0企業級虛擬化平台。經過14年的演變,時至今日,VMware於2015年3月正式推出最新的版本VMware vSphere ESXi 6.0。

早在2004年發表,最知名的VMotion早 而早在2004年發表且最知名的vMotion即時遷移技術(在vSphere 4.1版本後改稱vMotion)演化至今,除了能夠跨越不同的vCenter Server伺服之外,更可以跨越地域的限制,只要執行遷移的網路環境能支援封包延遲時間在100毫秒(ms)之內,那麼就能達成跨越地域限制的vMotion即時遷移(圖1)。


▲圖1 VMware vSphere跨越Cluster遷移運作示意圖。(圖片來源:VMware vSphere Blog – Cross Cluster Migrations)


雖然,VMware vSphere ESXi虛擬化平台不斷 改善,可支援非常大的硬體資源。但是,若採用硬體架構規劃不當的實體伺服器(Hardware Server),除了耗損不必要的功率外,也將造成效能不佳的結果。

因此,本文將以最新版本的VMware vSphere 6.0為運作架構進行探討,從底層實體伺服器的規劃開始,說明如何選擇CPU、Memory、Storage、Network等虛擬化資源四大元件,接著逐步深入到ESXi虛擬化平台及VM虛擬主機等等,以期達到建構硬體效能最佳實務。

規劃實體伺服器

在企業或組織要採購擔任虛擬化平台的實體伺服器之前,應該先參考VMware HCL硬體相容性指南網站,以便了解所採購的實體伺服器是否正確支援ESXi虛擬化平台,以確保後續實作進階功能如VMware vMotion、DRS、DPM、Fault Tolerance等等能夠順利運作,不會因為原生硬體功能不支援而無法實作的困境。

首先,選擇具備更多定址空間的64位元CPU及更高容量的L2/L3/L4快取。同時,若運作在ESXi虛擬化平台上的VM虛擬主機,並非強調2D/3D繪圖功能VDI虛擬桌面的話,那麼在採購時便不需要追求處理器的「時脈(Clock Rate)」,而應該著重在CPU處理器的「核心(Cores)」數量方面,以便有效承載更多VM虛擬主機提高伺服器合併比率。

此外,除了應該確保硬體資源是否符合最低運作需求外,在採購的實體伺服器到貨後在正式上線服務前,至少也應燒機72小時以確保伺服器各項硬體元件皆運作正常。

CPU—硬體輔助虛擬化(VT-x/AMD-V)

雖然VMware原生就支援二進位轉譯(Binary Translation,BT)技術,即使實體伺服器不支援硬體輔助虛擬化技術(Hardware-assisted Virtualization,HV),仍然能在虛擬化平台上運作VM虛擬主機,但是僅限運作32位元作業系統,並且會影響運作效能。

因此,在選購擔任虛擬化平台的實體伺服器時,建議選擇支援CPU硬體輔助虛擬化技術的中央處理器,以便透過硬體輔助虛擬化技術直接運作VMM(Virtual Machine Monitor),有效率地提供給VM虛擬主機相對應的工作負載。

·Intel處理器:VT-x(Virtualization Technology),如圖2所示。
·AMD處理器:AMD-V(Virtualization)


▲圖2 Intel VT-x硬體輔助虛擬化技術運作示意圖。(圖片來源:Intel Embedded Community – Intel VT-x for OS Monitoring)


Memory—硬體輔助虛擬化(EPT/NPT)

解決虛擬化平台CPU工作負載的問題後,接著要留意實體伺服器記憶體區塊、虛擬化平台記憶體區塊、VM虛擬主機記憶體區塊這三者之間快速對應且減少耗損的難題。

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