Testes de desempenho do Hyper-V (SharePoint Foundation 2010)

Aplica-se a: SharePoint Foundation 2010

Tópico modificado em: 2016-11-30

Este artigo descreve os resultados de testes de desempenho do Microsoft SharePoint Foundation 2010 em um ambiente de computação virtualizado que usa o Tecnologia do Windows Server 2008 Hyper-V.

Neste artigo:

• Metas e descrição dos testes

• Plataforma de hardware

• Plataforma de software

• Topologia de farm de teste

• Metodologia de teste

• Resultados dos testes

• Conclusões e recomendações

Metas e descrição dos testes

Além do objetivo geral de determinar o desempenho do Microsoft SharePoint Foundation quando virtualizado em um ambiente do Hyper-V, queríamos identificar as seguintes questões:

• Afunilamentos de desempenho.

• Ganhos de desempenho quando servidores que estão executando o SharePoint Foundation são virtualizados em servidores host que dão suporte a novas tecnologias, como a HT (hyperthreading) e SLAT (Second Level Address Translation).

• Problemas ou limitações que devem ser considerados ao ser realizada a virtualização do SharePoint Foundation 2010.

Os quatro grupos de testes a seguir, documentados neste artigo, foram projetados para atender aos objetivos do teste:

• Comparação do desempenho de máquina virtual e de computador físico

  Esses testes mostram os resultados de desempenho quando a mesma carga é aplicada a um computador físico e a uma configuração de máquina virtual.

• Ampliação de memória de máquina virtual

  Esses testes mostram como o desempenho é afetado pelo aumento da alocação de memória em uma VM (máquina virtual).

• Redução de host único

  Esses testes mostram como o desempenho é afetado quando o número de máquinas virtuais implantadas em um único host é aumentado.

• Redução de máquina virtual

  Esses testes mostram como o desempenho é afetado quando o número de máquinas virtuais implantadas em um ou mais hosts é aumentado.

Plataforma de hardware

A maioria dos grupos de testes utilizou os dois seguintes conjuntos de hardware HP (Hewlett-Packard) para hospedar nossas máquinas virtuais:

• HP BL680c-G5 (blade server)

• HP ProLiant SE326M1 (Mach 1 server)

Os testes com Blade server foram realizados em benefício dos clientes que estão considerando a realocação da tecnologia de servidor existente para hospedar VMs em vez de comprar novos servidores.

O servidor Mach 1 foi usado para mostrar as características de desempenho de um chipset Intel que dá suporte a hyperthreading (Intel Hyper-Threading (HT)). O chipset Mach 1 também dá suporte à tecnologia NPT (Intel VT Extended Page Tables), que o Hyper-V do Windows Server 2008 R2 pode usar para implementar SLAT (Second Level Address Translation). Para obter mais informações, consulte o artigo sobre novidades no Hyper-V no Windows Server 2008 R2 (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=155234&clcid=0x416).

HP blade servers

A tabela a seguir apresenta um resumo do hardware que testou o SharePoint Foundation em HP blade servers.

Servidores HP Mach 1

A tabela a seguir apresenta um resumo do hardware que testou o SharePoint Foundation em servidores HP Mach 1.

Plataforma de software

As versões de 64 bits dos seguintes produtos foram utilizadas para os testes de desempenho:

• Windows Server 2008 R2 Enterprise

• SQL Server 2008 R2 Enterprise

• Microsoft SharePoint Foundation 2010

• Microsoft Visual Studio 2008 Team System (VSTS)

• Microsoft Visual Studio Team System 2008 Test Edition

Topologia de farm de teste

A mesma topologia de farm de três camadas foi usada em ambos os conjuntos de hardware de servidor HP. Essa topologia foi escolhida porque dá suporte às seguintes funções gerais do Microsoft SharePoint Foundation: servidores Web front-end, um servidor de aplicativos e um servidor de banco de dados.

Metodologia de teste

A combinação de testes, derivada do padrão de uso identificado em servidores do SharePoint Foundation internos da Microsoft, consistiu nas seguintes tarefas:

• Criar, usar, atualizar e excluir

• Exibições de página como modos de exibição de lista e bibliotecas de documentos

• Modos de exibição baseados em navegador do Word, Excel e do PowerPoint usando o Microsoft Office Web Apps

• Simulação de tráfego entre o servidor e clientes sofisticados, como o Microsoft Word 2010, o Microsoft Excel 2010 e o Microsoft PowerPoint 2010 como um aplicativo.

As tarefas anteriores foram testadas usando 84 ações separadas que variaram de 0,02% até 80% da combinação de testes. As cargas foram divididas em níveis (1 a 10) para diferentes grupos de testes, e o número de usuários simulados variou de 1 a 1000 em um modelo de conexão por usuário.

Após um tempo de aquecimento de 10 minutos, os testes foram executados por 10 minutos e os dados foram coletados a cada 10 segundos.

Dois indicadores chave de desempenho foram utilizados para cada um dos quatro grupos de testes: máximo de solicitações passadas por segundo (máximo de SPS passadas) e o tempo gasto para cada solicitação, expresso em milissegundos.

Resultados dos testes

Os resultados de nossos testes são específicos para o hardware e a carga de trabalho descritos anteriormente, e não são indicativos do desempenho do produto em todos os casos. Os resultados dos testes mostram as compensações em potencial quando você decide virtualizar uma configuração do SharePoint Foundation 2010 com um padrão de uso específico. É muito importante interpretar os resultados dos testes no contexto de sua infraestrutura e sua implementação do SharePoint Foundation.

Comparação do desempenho de máquina virtual e de computador físico

Estes testes mostram os resultados de desempenho quando a mesma carga é aplicada a um computador físico e a uma série de máquinas virtuais.

Este grupo de testes tinha os seguintes objetivos:

• Determinar a diminuição ou ganho de desempenho ao virtualizar um servidor físico

• Determinar a configuração virtual que é necessária para alcançar o mesmo nível de desempenho que um computador físico

• Determinar a quantidade de sobrecarga de recursos ou o grau de desempenho reduzido quando a carga de trabalho que é aplicada a um servidor físico é testada em uma máquina virtual.

HP blade server

O servidor físico é usado como um servidor Web front-end que possui 24 núcleos e 24.576 MB de memória. Para o ambiente virtual, seis VMs são usadas como servidores Web em dois hosts. Cada VM possui quatro processadores virtuais e 15.000 MB de memória.

Observe os seguintes resultados no gráfico anterior:

• O Max. SPR aprovado é aproximadamente 20% maior no computador físico.

• O Tempo médio de resposta (ms) é aproximadamente 15% menor no computador físico.

• O uso da CPU do servidor Web (%) para as máquinas virtuais é aproximadamente 9% menor do que no servidor físico.

Servidor HP Mach 1

O servidor físico é usado como um servidor Web front-end com oito núcleos e 49.152 MB de memória. Para o ambiente virtual, quatro VMs são usadas como servidores Web em dois hosts. Cada máquina virtual tem a configuração mostrada na lista a seguir.

• Quatro processadores virtuais

• 8.192 MB de memória

• Dois volumes usando arquivos VHD de tamanho fixo

O gráfico a seguir mostra os resultados de desempenho de VMs com hyperthreading habilitado (HT on), VMs com hyperthreading desabilitado (HT off) e um computador físico.

Observe os seguintes resultados no gráfico anterior:

• Quando a tecnologia hyperthreading está habilitada (HT on):

  • O Max. SPR aprovado é aproximadamente 18% maior no computador físico

  • O Tempo médio de resposta (ms) é aproximadamente 15% menor no computador físico.

  • O uso da CPU do servidor Web (%) é aproximadamente 46% menor do que uma VM com hyperthreading desabilitado e aproximadamente 36% menor do que o computador físico.

• Quando o hyperthreading está desabilitado (HT off):

  • O Max. SPR aprovado é aproximadamente 29% maior no computador físico.

  • O Tempo médio de resposta (ms) é aproximadamente 20% menor no computador físico.

Ampliação de memória de máquina virtual

Nesse grupo de testes, os servidores Web front-end estão configurados para utilizar diferentes quantidades de memória, para determinar como o dimensionamento de memória das VMs afeta o desempenho. O teste usa quatro servidores Web front-end em dois servidores host (HP blade server). Cada máquina virtual é configurada para usar quatro processadores virtuais e dois volumes com discos de passagem.

O gráfico a seguir mostra o tempo médio de resposta e SPS (solicitações por segundo) para VMs que têm uma configuração inicial de 2.048 megabytes (MB) de RAM e são dimensionadas até 15.000 MB de RAM.

O gráfico anterior mostra que há bem pouca variação no uso da CPU para os hosts, o SQL Server e o agente de VSTS.

De uma perspectiva de ampliação, há um ganho mínimo de desempenho ao dimensionar de 2 GB para 4 GB de memória. Acima da alocação de 4 GB de memória em máquinas virtuais, não há ganho de desempenho significativo para a carga de trabalho de teste.

Redução de host único

Estes testes mostram como o desempenho é afetado quando o número de VMs é aumentado em um único host. Os testes também mostram o efeito sobre o desempenho quando os núcleos de host são sobrecarregados.

HP blade server

Este teste utiliza até oito VMs, e cada máquina virtual tem a configuração mostrada na lista a seguir.

• Quatro processadores virtuais

• 15.000 MB de memória

• Dois volumes usando discos de passagem

O gráfico a seguir mostra que a produtividade ideal é obtida através do uso de seis servidores Web front-end, o que é um mapeamento 1:1 de processadores lógicos para processadores virtuais. Quando mais VMs são adicionadas, o desempenho diminui. O único afunilamento observado é a contenção de CPU quando o processador é sobrecarregado.

A combinação de testes utilizada nos HP blade servers foi então executada duas vezes nos servidores Mach 1. Na primeira execução, o hyperthreading foi habilitado, e na segunda, foi desabilitado.

Servidor HP Mach 1

O teste usa até quatro VMs, e cada máquina virtual tem a configuração mostrada na lista a seguir.

• Quatro processadores virtuais

• 8.192 MB de memória

• Dois volumes usando arquivos VHD de tamanho fixo

O gráfico a seguir mostra os resultados de desempenho quando o hyperthreading está habilitado no host.

O gráfico a seguir mostra os resultados de desempenho quando o hyperthreading está desabilitado.

Os dois gráficos anteriores indicam que não há necessidade de sobrecarregar a CPU do host, porque não há ganho ou perda de desempenho significativo.

Outro dos principais resultados desses testes é o aumento de reserva dinâmica em computadores de ponta, que é indicado por "uso de CPU lógica de host do servidor Web". Comparando este valor em ambos os gráficos, você pode ver que o aumento da capacidade de computação varia de 10% a 25%, dependendo do nível de sobrecarga de CPU.

Redução de máquina virtual

Esse grupo de testes mostra o efeito sobre o desempenho quando o número de máquinas virtuais é reduzido em hosts, e afunilamentos são identificados. Além disso, as funções de máquina virtual são misturadas, para determinar o efeito sobre o desempenho.

O teste usa uma variedade de servidores host (2-3) e uma gama de máquinas virtuais (6-12) implantadas nos hosts. Cada VM tem a configuração mostrada na lista a seguir.

• Dois processadores virtuais

• 15.000 MB de memória

• Dois volumes usando discos de passagem

O gráfico a seguir mostra o desempenho quando as máquinas virtuais são reduzidas.

Observe os seguintes resultados nos gráficos anteriores:

• Com funções dedicadas para as máquinas virtuais, o ganho de desempenho é perceptível quando o número de hosts e o número de VMs é aumentado para até três hosts com 12 VMs. Usando o valor de máx. SPR passado como referência, o desempenho é cerca de 2,5 vezes melhor. No entanto, o tempo médio de resposta por solicitação é reduzido, conforme é indicado pelo aumento de aproximadamente 26% no tempo de resposta.

• Com funções misturadas para as máquinas virtuais e utilizando o número de hosts e o mesmo número de VMs, o valor de máx. SPR passado melhora em cerca de 31%. Além disso, o Tempo médio de resposta (ms) é melhorado, conforme é indicado pela redução de aproximadamente 25%. Normalmente, há um ciclo de tarefas menor em um servidor de aplicativos, o que permite que o Hyper-V use os recursos adicionais para outras VMs que estão em execução no host.

Uma observação de desempenho adicional é que houve um aumento significativo no uso da CPU do SQL Server quando os testes foram executados com funções de máquina virtual misturadas. Este aumento foi de aproximadamente 35%.

Servidor HP Mach 1

O teste usa uma variedade de servidores host (2-4) e uma gama de máquinas virtuais (3-9) implantadas nos hosts. Cada VM tem a configuração mostrada na lista a seguir.

• Quatro processadores virtuais

• 8.192 MB de memória

• Dois volumes usando arquivos VHD de tamanho fixo

O gráfico a seguir mostra o desempenho com o hyperthreading habilitado no host.

Observe os seguintes resultados no gráfico anterior:

• Com funções de máquina virtual dedicadas, o ganho de desempenho é perceptível quando o número de servidores e o número de VMs são ampliados para até três hosts com seis VMs. Usando o valor de Máx. SPR passado como referência, o desempenho é cerca de 42% mais elevado e o tempo médio de resposta por solicitação diminui em aproximadamente 21%.

• Quando o número de servidores e o número de máquinas virtuais é ampliado novamente para quatro hosts e nove máquinas virtuais, o valor de máx. SPR passado aumenta em aproximadamente 57% em relação à configuração com três hosts e seis VMs. Em comparação com os HP blade servers. o Tempo médio de resposta (ms) só aumenta em cerca de 4%.

• O uso da CPU (%) do SQL Server segue o mesmo padrão encontrado nos HP blade servers, aumentando linearmente para 41%.

Conclusões e recomendações

A tabela abaixo fornece um resumo das conclusões de nossos testes, com base em uma carga de trabalho específica, no hardware usado e nas máquinas virtuais usadas.

Em nosso ambiente de teste, observamos um declínio no desempenho quando as funções do SharePoint Foundation são virtualizadas. Isso é resultado da sobrecarga do Hyper-V, bem como da sobrecarga do sistema operacional em cada máquina virtual.

O montante de sobrecarga de virtualização e redução de desempenho (em relação a um computador físico com configuração semelhante) depende do porte (por exemplo, a quantidade de memória e o número de núcleos), bem como das características do chipset do hardware do host (por exemplo, suporte para Second Level Address Translation e hyperthreading).

Recomendamos que você entenda claramente o que espera ganhar com a virtualização total ou parcial de um farm do SharePoint. Depois que a decisão de virtualizar é tomada, o planejamento e testes minuciosos são necessários para entender por completo todas as opções de desempenho e implicações.

Você pode usar os resultados dos testes deste artigo como um guia. No entanto, os resultados não são definitivos e se referem a uma carga de trabalho específica em um ambiente físico específico.