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Bewährte Methoden für QoS-Mindestbandbreite

Letzte Aktualisierung: Oktober 2012

Betrifft: Windows Server 2012



Dieses Thema bietet Informationen zur Konfiguration der QoS-Mindestbandbreite. Es ist in folgende Abschnitte gegliedert:

Es folgen die Richtlinien für die Konfiguration der Mindestbandbreite.

  1. Halten Sie die Summe der Gewichtung nahe bei oder unter 100. Je größer der Wert der Gewichtung, desto höher sind die Rundungs- oder Quantisierungsfehler, wenn der QoS-Paketplaner die Bandbreite zwischen den Arbeitsauslastungen aufteilt. Das beste Beispiel für diese Anleitung ist, sich 20 virtuelle Computer vorzustellen, die sich die Netzwerkbandbreite teilen sollen. Anstatt dass jedem eine Gewichtung von 10 zugewiesen wird (in diesem Fall wäre die Summe 200), weisen Sie jedem virtuellen Computer eine Gewichtung von 1 zu.

  2. Weisen Sie kritischen Arbeitsauslastungen eine relativ große Gewichtung zu, selbst wenn sie diesen Prozentsatz an Bandbreite gar nicht erfordern. Das beste Beispiel für diese Anleitung ist Verwaltungs- und Clustertakt-Datenverkehr auf einem Computer mit Hyper-V-Serverrolle. Diese benötigen selten mehr als 1 oder 2 Prozent Bandbreite über einem 10-GbE-NIC. Sie sind jedoch äußerst wichtig. Anstelle jedem eine Gewichtung von 1 oder 2 zuzuteilen, sollten Sie also eine Gewichtung von 5 oder mehr verwenden.

  3. Verwenden Sie Lücken für die Gewichtungszuordnung, um zwischen den verfügbaren Dienstebenen zu unterscheiden. Wenn Sie virtuellen Computern Gewichtungswerte zuweisen, sollten Sie also keine aufeinander folgenden Nummern wie 1, 2 und 3 verwenden. Wenn Sie zum Beispiel virtuelle Computer namens Gold, Silber und Bronze auf demselben virtuellen Hyper-V-Switch haben, weisen Sie diesen eine Gewichtung von jeweils 5 für Gold, 3 für Silber und 1 für Bronze zu, anstatt eine Gewichtung von 3, 2 und 1 zu verwenden.

  4. Stellen Sie sicher, dass auch Datenverkehr, der nicht speziell herausgefiltert wird, für eine Gewichtungszuteilung eingerechnet wird. Sehen Sie sich als Beispiel die Konfiguration 2 NICs ohne NIC-Teamvorgang an, wo Speicher, Livemigration und Cluster mit einem arbeitsauslastungsspezifischen Filter herausgefiltert werden. Der Rest des Netzwerkdatenverkehrs wird mit einem Platzhalterfilter als ein einziger Ablauf mit Gewichtungszuordnung gruppiert.

Wenn Sie einen virtuellen Hyper-V-Switch mit Windows PowerShell erstellen, können Sie zwischen einer der folgenden Mindestbandbreite-Konfigurationsmodi wählen, welche festlegen, wie Sie die Mindestbandbreite für eine Arbeitsauslastung quantifizieren können.

  • Nach Gewichtung, wobei es sich um eine Ganzzahl zwischen 1 und 100 handelt

  • Nach Bits pro Sekunde (Bit/s)

Es wird empfohlen, die Mindestbandbreite mit Gewichtung anstelle von Bits pro Sekunde zu konfigurieren. Eine nach Gewichtung angegebene Mindestbandbreite ist flexibler und mit anderen Features kompatibel, zum Beispiel mit Livemigration und NIC-Teamvorgang.

Nehmen wir als Beispiel einen virtuellen Computer, der mit einer Mindestbandbreite von 500 MBit/s konfiguriert ist. Im Falle einer Livemigration schlägt die Livemigration fehl, wenn ein Zielcomputer mit Hyper-V keine 500 MBit/s Bandbreite für diesen virtuellen Computer übrig hat, da der Dienst unterbrochen wird. Wenn die Mindestbandbreite nach Gewichtung angegeben wird, tritt dieses Problem nicht auf, da eine Gewichtung einen Prozentsatz an Bandbreite angibt und keine genaue Anzahl an Bit/s, die für den Datenverkehr erforderlich ist. Eine Livemigration eines virtuellen Computers mit Mindestbandbreitengewichtung von 3 erhöht zum Beispiel nur die Summe der Gewichtungen auf dem Zielcomputer mit Hyper-V um 3. In dieser Konfiguration schlägt der Dienst nicht fehl.

Beachten Sie folgende Hinweise, falls Sie eine Mindestbandbreite in einer absoluten Zahl an Bits pro Sekunde angegeben müssen.

  • Die Mindesteinheit beträgt 1% der Verknüpfungskapazität. Wenn zum Beispiel ein virtueller Hyper-V-Switch mit einer 10 GB NIC verbunden ist, beträgt die Mindestmenge an Bandbreite, die Sie einem virtuellen Netzwerkadapter zuteilen können, der mit dem Switch verbunden ist, 100 MBit/s.

  • Die Anzahl, die Sie für „Bit/s“ angeben, wird auf den nächsten Prozentpunkt aufgerundet. 234 MBit/s wird zum Beispiel auf 200 MBit/s abgerundet, was 2 % eines NIC-Durchsatzes von 10GbE entspricht.

Wenn Sie einen virtuellen Hyper-V-Switch mit Windows PowerShell erstellen, können Sie den –MinimumBandwidthMode-Parameter des New-VMSwitch-Cmdlet verwenden, um anzugeben, ob die Mindestbandbreite nach Gewichtung oder Bit/s konfiguriert wird. Mögliche Werte für den –MinimumBandwidthMode-Parameter sind „Weight“, um die Gewichtung zu verwenden, und „Absolute“ für Bit/s.

Der folgende Windows PowerShell-Befehl zeigt, wie Sie einen virtuellen Hyper-V-Switch erstellen, für den die Mindestbandbreite als Gewichtung angegeben wird.

New-VMSwitch “QoS Switch by Weight” –NetAdapter “External NIC” –MinimumBandwidthMode Weight

Der folgende Windows PowerShell-Befehl zeigt, wie Sie einen virtuellen Hyper-V-Switch erstellen, für den die Mindestbandbreite in Bits pro Sekunde angegeben wird.

New-VMSwitch “QoS Switch by BPS” –NetAdapter “External NIC” –MinimumBandwidthMode Absolute

Weitere Informationen finden Sie im Windows PowerShell-Hyper-V-Referenzthema New-VMSwitch.

Mindestbandbreite, die vom QoS-Paketplaner in Windows erzwungen wird, und DCB, was von einer entsprechenden NIC erzwungen wird, haben dieselbe Funktion – sicherzustellen, dass eine Arbeitsauslastung bei einer Netzwerküberlastung ihren Anteil an Bandbreite erhält. QoS-Mindestbandbreite und DCB funktionieren jedoch nicht zusammen.

ImportantWichtig
Aktivieren Sie für Arbeitsauslastungen, die denselben Netzwerkstapel oder dieselbe NIC teilen, nicht „Mindestbandbreite“ und „DCB“ gleichzeitig.

Die Abbildung unten zeigt, dass Sie entweder „Mindestbandbreite“ oder „DCB“ auf einem Computer mit Hyper-V aktivieren können, aber nicht beide Technologien gleichzeitig.

Minimale QoS-Bandbreite und Data Center Bridging

Auf einem Server mit Windows Server 2012 können Sie für zwei separate Netzwerkstapel oder NICs sowohl „Mindestbandbreite“ als auch „DCB“ aktivieren.

Der NIC-Teamvorgang ist ein neues Feature in Windows Server 2012. Wenn Sie mehrere NICs in ein NIC-Team konfigurieren, haben Sie folgende Vorteile.

  • Bandbreitenaggregation (zum Beispiel Bandbreitenverteilung zwischen Teammitgliedern)

  • Datenverkehrfailover, um die Konnektivität beim Ausfall einer Netzwerkkomponente zu erhalten

Der NIC-Teamvorgang unterstützt zwei Verteilungsalgorithmen.

  • Virtueller Hyper-V-Switchport, wobei der Switchport, mit dem ein virtueller Netzwerkadapter eines virtuellen Computers oder des Verwaltungsbetriebssystems verbunden ist, für Hashingdatenverkehr verwendet wird, der auf dem Switchport empfangen wird.

  • Adressenhashing, wobei die MAC-Adresse, die IP-Adresse und der Transportport im Netzwerkpaketheader für das Datenverkehrhashing verwendet wird.

QoS-Funktionen und NIC-Teamvorgang funktionieren auf folgende Arten zusammen.

  • Klassifizierung und Tagging. Dieses QoS-Feature funktioniert nahtlos mit NIC-Teamvorgang. Der Netzwerkdatenverkehr wird klassifiziert und nach Priorität von Windows-Netzwerkkomponenten getaggt, bevor er zu den Mitgliedern eines NIC-Teams gehasht wird.

  • Prioritätsbasierte Flusssteuerung. Dieses QoS-Feature funktioniert nahtlos mit NIC-Teamvorgang, da PFC auf der NIC-Hardware eintritt. Es wird stark empfohlen, dass dies auf allen NICs-Mitgliedern eines Teams konsistent aktiviert oder deaktiviert wird.

  • Bandbreitenverwaltung. Die Interaktion zwischen der Bandbreitenverwaltung und dem NIC-Teamvorgang erfolgt wie folgt.

    • Maximalbandbreite. Die Maximalbandbreite funktioniert nahtlos mit NIC-Teamvorgang. QoS-Paketplaner drosselt einen Datenverkehrsfluss, bei dem es sich um eine Anwendung, einen Dienst oder eine Arbeitsauslastung handeln kann, bevor der Datenverkehr, der bereits der Drosselungsrate entspricht, zum NIC-Teamvorgang weitergegeben wird, wo ein Hashvorgang zu einem Teammitglied für die Übertragung stattfindet.

    • Mindestbandbreite. Im Drosselungsfall teilt der QoS-Paketplaner die Bandbreite zwischen den Datenverkehrsflüssen entsprechend der jedem Fluss zugewiesenen Gewichtung zu, bevor der Verkehr an ein Teammitglied für die Übertragung gehasht wird. Es tritt jedoch ein Problem auf, wenn der Verteilungsalgorithmus des NIC-Teams, das an einen virtuellen Hyper-V-Switch gebunden ist, ein Hyper-V-Switchport ist. In diesem Fall enthält ein Datenverkehrsfluss den gesamten Datenverkehr eines virtuellen Computers (vorausgesetzt, dieser virtuelle Computer hat nur einen virtuellen Netzwerkadapter).

      Für den NIC-Teamvorgang ist es möglich, virtuelle Computer mit großen Gewichtungen zu einem Teammitglied zu hashen und virtuelle Computer mit kleinen Gewichtungen zu einem anderen. In diesem Fall reflektiert die Menge an Bandbreite, die jeder virtuelle Computer bei einer Netzwerküberlastung enthält, nicht immer die zugeteilte Bandbreitengewichtung. Stellen Sie sich beispielsweise einen Server vor, der vier virtuelle Computer hostet, zwei mit einer Mindestbandbreitengewichtung von jeweils 3 und zwei mit einer Gewichtung von jeweils 1. Werden die ersten beiden virtuellen Computer zu einem Teammitglied eines Zwei-NIC-Teams gehasht und die letzten beiden virtuellen Computer zu einem anderen Teammitglied, erhält im Wesentlichen jeder virtuelle Computer einen gleichen Anteil (25%) der Gesamtbandbreite dieses NIC-Teams, wenn beide Teammitglieder ausgelastet sind.

      Das oben beschriebene Problem ist weniger gravierend, wenn sich viele virtuelle Computer auf einem virtuellen Hyper-V-Switch befinden und/oder der Verteilungsalgorithmus des Datenverkehrs eines NIC-Teams Adresshashing ist. In diesen Fällen sind viele Flüsse für den NIC-Teamvorgang zu verteilen (zum Beispiel, wenn jede TCP-Verbindung ein Fluss im Adresshashmodus ist), und statistisch gesehen ist es wahrscheinlicher, dass der Datenverkehr von virtuellen Computern gleichmäßig auf den Teammitgliedern des NIC-Teams verteilt wird. Wenn die Hälfte der virtuellen Computer mit Gewichtung von 3 und die Hälfte der virtuellen Computer mit Gewichtung von 1 zu einem Teammitglied gehasht werden, und der Rest zum anderen Teammitglied gehasht wird, wird die Mindestbandbreite bei einer Netzwerkauslastung effektiver erzwungen.

      Um das Problem zu beheben, das durch den Hashvorgang verursacht wird, wenn der Verteilungsalgorithmus des Datenverkehrs ein virtueller Hyper-V-Switchport ist, können Sie sorgfältig eine bestimmte Reihenfolge für die virtuellen Computer auf einem Computer mit Hyper-V verfassen. Da der NIC-Teamvorgang virtuelle Netzwerkadapter virtueller Computer zu Teammitgliedern nach dem Roundrobin-Prinzip hasht, ist die Gewichtungsverteilung in einem NIC-Team gleich, solange Gruppen von virtuellen Computern mit derselben Gewichtung gleichzeitig behandelt werden.

    • Hardware-erzwungene Mindestbandbreite. Das oben beschriebene Problem kann auch auftreten, wenn die Datenverkehrsverteilung über mehrere DCB-fähige NICs verzerrt wird, selbst wenn die Bandbreite über NIC-Hardware verwaltet wird.

Die Tabelle unten fasst zusammen, wie QoS mit NIC-Teamvorgang zusammenarbeitet.

 

QoS-Feature Funktionen mit NIC-Teamvorgang

Maximalbandbreite

Funktioniert nahtlos

Mindestbandbreite

Funktioniert nicht nahtlos; ungleichmäßige Datenverkehrsverteilung kann die Gewichtungserzwingung beeinträchtigen

Hardware-erzwungene Mindestbandbreite (DCB)

Funktioniert nicht nahtlos; ungleichmäßige Datenverkehrsverteilung kann die Gewichtungserzwingung beeinträchtigen

Klassifizierung und Tagging

Funktioniert nahtlos

Prioritätsbasierte Flusssteuerung

Funktioniert nahtlos

Wenn Sie die Mindestbandbreite in absoluten Zahlen konfigurieren, erhöht sich der Komplexitätsgrad, wenn die Bereitstellung NIC-Teamvorgänge beinhaltet. Ein Hyper-V-Switch ist zum Beispiel an ein Zwei-1Gb-NIC-Team gebunden, und das NIC-Team scheint 2 GBit/s verfügbare Bandbreite zu bieten. Sie können jedoch den virtuellen Computern nicht mehr als 1 GBit/s Bandbreite zuteilen. Wenn virtuelle Computer mit mehr Bandbreite konfiguriert sind, wären sie im Falle eines NIC-Fehlers nicht in der Lage, die Anforderungen jener virtuellen Computer zu erfüllen.

Falsche Konfiguration von 2 NICs mit minimaler Bandbreite

Im Gegensatz dazu gäbe es kein Problem, wenn die Mindestbandbreite in der oben genannten Konfiguration nach Gewichtung angegeben wäre, da der gesamte Datenverkehr zur verbleibenden NIC gehasht würde und die Bandbreite für jeden virtuellen Computer proportional anhand dessen Gewichtung aufgeteilt würde. Dies ist ein weiterer Grund, warum Sie für die meisten Bereitstellungen den Gewichtungsmodus für die Konfiguration der Mindestbandbreite verwenden sollten.

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