虛擬化是關(guān)于硬件參數(shù)的數(shù)字游戲？

2010-10-25 10:29:32

云計(jì)算

虛擬化 虛擬化說(shuō)白了也是一場(chǎng)數(shù)字游戲。當(dāng)用戶選定硬件平臺(tái)后，接下來(lái)要考慮的是一些重要的參數(shù)：包括某臺(tái)主機(jī)或某個(gè)LUN上運(yùn)行的虛擬機(jī)數(shù)量。

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虛擬化說(shuō)白了也是一場(chǎng)數(shù)字游戲。當(dāng)用戶選定硬件平臺(tái)后，接下來(lái)要考慮的是一些重要的參數(shù)：包括某臺(tái)主機(jī)或某個(gè)LUN上運(yùn)行的虛擬機(jī)數(shù)量。

如果您還沒(méi)有確定好這些參數(shù)，那么虛擬化架構(gòu)可能會(huì)遭遇性能問(wèn)題。 本文TechTarget中國(guó)特約專家Eric Siebert列舉了虛擬化硬件相關(guān)的一些關(guān)鍵參數(shù)，主要包括整合率和虛擬CPU計(jì)算等。在設(shè)計(jì)和配置VMware vSphere架構(gòu)時(shí)，設(shè)置好這些參數(shù)可以有效防止出現(xiàn)硬件資源不足導(dǎo)致的性能問(wèn)題。

虛擬硬件的整合度

談到虛擬化參數(shù)，最常見(jiàn)的就是每臺(tái)宿主機(jī)上承載虛擬機(jī)的個(gè)數(shù)，也稱為整合率或VM-to-host率。不巧的是，關(guān)于這個(gè)數(shù)字沒(méi)有固定答案，需要取決于很多因素，包括物理主機(jī)的配置和虛擬機(jī)對(duì)資源的要求。例如，如果用大型主機(jī)運(yùn)行輕量級(jí)虛擬機(jī)負(fù)載，則可能達(dá)到60:1的整合率。但是低配主機(jī)運(yùn)行重量級(jí)虛擬機(jī)負(fù)載的話，或許只有8:1的整合率才能保證性能穩(wěn)定。

達(dá)到高整合率有兩種方式：

◇ Scaling up.這種思路是，您對(duì)現(xiàn)有物理服務(wù)器擴(kuò)容或者是替換成新的，更加強(qiáng)大的主機(jī)。例如大型的8路服務(wù)器，可以擴(kuò)展到48個(gè)內(nèi)核和512GB內(nèi)存。

◇ Scaling out.這種思路是，增加小型物理主機(jī)的數(shù)量。例如，添加可以擴(kuò)展到8個(gè)核心、128GB內(nèi)存的小型兩路服務(wù)器。這樣就可以在更多的主機(jī)上去擴(kuò)展虛擬化服務(wù)。

每種方法各有優(yōu)劣勢(shì)。Scaling up方式下， 您管理的物理服務(wù)器數(shù)量減少了，但是一臺(tái)主機(jī)失效后會(huì)影響到大量的虛擬機(jī)，這也增加了風(fēng)險(xiǎn)。在Scaling out方式下，雖然需要購(gòu)買和管理更多的物理主機(jī)，但是這種架構(gòu)也同時(shí)提供了更高的靈活性，而且物理機(jī)失效的影響范圍也減小了。

很多人傾向于scale out方式，但是還有一種中間解決方案：采用2~4路的可以擴(kuò)展到4~8核心和256GB內(nèi)存的中型服務(wù)器。例如HP公司的DL380或DL580這種級(jí)別的機(jī)器在可接受的成本范圍內(nèi)提供較好的擴(kuò)展性。

如果運(yùn)行重量級(jí)虛擬機(jī)負(fù)載，2路中型服務(wù)器可以提供16:1的整合率，4路服務(wù)器可以達(dá)到32:1。當(dāng)然，這些參數(shù)都要取決于工作負(fù)載的情況。

不要忘記計(jì)算虛擬CPU數(shù)量

VM-to-host比率是用于衡量性能比較常見(jiàn)的參數(shù)。另外虛擬機(jī)需要使用多個(gè)虛擬CPU（vCPU），因此vCPU和pCPU（物理CPU）的比率是一個(gè)更加細(xì)化的衡量標(biāo)準(zhǔn)。通常，4:1是比較保守的比率。

例如，12核的主機(jī)，可以支持48個(gè)vCPU。而在輕量級(jí)CPU負(fù)載情況下，vCPU-to-pCPU比率可以達(dá)到8:1，而在重量級(jí)負(fù)載情況下，或許只有2:1。

虛擬機(jī)分配的vCPU（或vSMP）數(shù)量也會(huì)影響到vCPU-to-pCPU率。對(duì)于VMware的CPU調(diào)度程序而言，單個(gè)vCPU的虛擬機(jī)CPU時(shí)間片的管理很容易。而在宿主機(jī)上有多個(gè)多vSMP虛擬機(jī)的話，可以支持的虛擬機(jī)總體數(shù)量就會(huì)減少，尤其是為某個(gè)虛擬機(jī)分配了4個(gè)或更多vCPU時(shí)。

總體考慮

虛擬化以流水線方式使用物理資源，而DRS（Distributed Resource Scheduler）和DPM（Distributed Power Management）等高級(jí)功能可以用于平衡主機(jī)資源和減少浪費(fèi)。但是這并不是說(shuō)把主機(jī)利用率提高到接近100%。

VMware的HA功能需要保留一定的剩余空間，以備其它故障主機(jī)上轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的虛擬機(jī)使用。

根據(jù)工作負(fù)載和被保護(hù)的物理主機(jī)數(shù)量不同，可能需要把物理機(jī)的利用率控制在70%左右。

LUN和共享存儲(chǔ)性能

在單臺(tái)共享存儲(chǔ)（或LUN）上運(yùn)行的虛擬機(jī)數(shù)量是另一個(gè)重要參數(shù)。單個(gè)LUN上運(yùn)行的虛擬機(jī)太多會(huì)導(dǎo)致元數(shù)據(jù)鎖定的問(wèn)題（SCSI預(yù)留）。

單個(gè)LUN可以支持的虛擬機(jī)數(shù)量取決于多個(gè)因素，不過(guò)如下的建議可以提供基準(zhǔn)參考：

◇ 單個(gè)LUN的虛擬機(jī)平均數(shù)量在：14到16個(gè)；

◇ 對(duì)于諸如應(yīng)用服務(wù)器這樣的輕量級(jí)IO負(fù)載，單個(gè)LUN可以支持100個(gè)以上虛擬機(jī)；

◇ 對(duì)于磁盤IO密集的應(yīng)用：每個(gè)LUN上8到10個(gè)虛擬機(jī)；

◇ 對(duì)于低到中級(jí)IO密集型負(fù)載：每個(gè)LUN上20到22個(gè)虛擬機(jī)。

運(yùn)行某些應(yīng)用時(shí)，尤其是VDI架構(gòu)對(duì)磁盤讀寫IO需求較低，可以在單個(gè)LUN上運(yùn)行更多的虛擬機(jī)。

存儲(chǔ)子系統(tǒng)的性能也非常重要。在一個(gè)RADI組中包含盡可能多的物理磁盤或者是增加緩存可以支持更多的虛擬機(jī)。

避免100%的虛擬化

隨著vSphere的成熟和進(jìn)步，對(duì)任何負(fù)載的虛擬化都可以實(shí)現(xiàn)。100%虛擬化的數(shù)據(jù)中心從理論上一定是可行的，但是我們要避免這么做。

虛擬環(huán)境是非常復(fù)雜的，它們之間的相關(guān)性和故障可能會(huì)帶來(lái)很大影響。DNS、DHCP和AD服務(wù)器對(duì)于數(shù)據(jù)中心和連接到數(shù)據(jù)中心的客戶端而言都是非常重要的服務(wù)。某個(gè)主要部件的實(shí)效，如存儲(chǔ)SAN或是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，可能會(huì)導(dǎo)致虛擬環(huán)境大范圍的故障。

運(yùn)行于物理主機(jī)上的關(guān)鍵服務(wù)獨(dú)立性相對(duì)好一些。當(dāng)環(huán)境發(fā)生故障時(shí)受到的影響也比較小。物理主機(jī)發(fā)生問(wèn)題后恢復(fù)時(shí)間也相比較短。因此，實(shí)現(xiàn)90%到95%的虛擬化就足夠了。

當(dāng)然，虛擬化雖然跟這些數(shù)字相關(guān)，但千萬(wàn)不要過(guò)于激進(jìn)地去追求。請(qǐng)牢記：數(shù)據(jù)中心的性能和在線時(shí)間永遠(yuǎn)是最重要的指標(biāo)。為了達(dá)到在不損失性能和可用性的前提下，實(shí)現(xiàn)更高的硬件整合，您需要深刻理解架構(gòu)中每個(gè)部分的作用以及每個(gè)配置可能造成的影響。
 

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