Требования к производительности и емкости для Hyper-V

В данной статье содержатся требования к производительности и емкости, необходимым для развертывания Microsoft Office SharePoint Server 2007 в виртуальной среде Hyper-V.

В данной статье:

• Введение

• Рекомендации по настройке и оптимизации Hyper-V

• Тестовая среда Hyper-V и тестовая стратегия

• Сценарии тестирования, результаты и анализ

• Рекомендации по развертыванию SharePoint на Hyper-V

• Дополнительные ресурсы

Разработчики

• Enterprise Engineering Center (EEC): Майк Вандермеер (EEC), Кевин Энгман

• Тони Вёллм, Тим Литтон

Введение

В данной статье описаны тесты, проводимые для сравнения производительности серверов Office SharePoint Server 2007, развертываемых с гостевыми правами на главном компьютере Hyper-V, с серверами SharePoint, развертываемыми на физических компьютерах. Также приведены рекомендации по развертыванию Office SharePoint в Hyper-V. Хотя тесты, описанные в данной статье касаются исключительно SharePoint, методы оценки производительности и сценарии тестирования производительности пригодятся и для анализа производительности виртуализированных серверных приложений в целом. Результаты тестирования и руководство по тестированию могут оказаться полезными для ИТ-специалистов и разработчиков.

Все тесты на производительность, описание которых приведено в данном руководстве, были проведены в центре Microsoft Enterprise Engineering Center. Центр Enterprise Engineering Center (EEC) представляет собой современную лабораторию центра данных в головном отделении Майкрософт в Редмонде, штат Вашингтон. EEC может воспроизвести практически любую рабочую среду и используется группами продуктов и клиентами Майкрософт. С подробными сведениями о EEC можно ознакомиться на сайте https://www.microsoft.com/windowsserver/evaluation/eec/default.mspx (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132796&clcid=0x419).

Перед развертыванием и тестированием SharePoint в среде Hyper-V рекомендуется ознакомиться со следующими статьями в руководстве по технологии Hyper-V BizTalk Server 2006 R2:

• Обзор функциональных возможностей Hyper-V (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132797&clcid=0x419)

• Архитектура Hyper-V (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132799&clcid=0x419)

В руководстве по Hyper-V BizTalk Server 2006 R2 также содержится словарь терминов — Глоссарий (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132801&clcid=0x419).

Рекомендации по настройке и оптимизации Hyper-V

Тесты, проведенные в Enterprise Engineering Center (EEC), показали, что при развертывании SharePoint в среде Hyper-V важны следующие процессы оптимизации:

• Настройка корректного объема памяти для гостевого доступа Hyper-V. Во время тестирования наиболее существенное влияние на производительность оказало изменение объема оперативной памяти, зарезервированной для конкретного образа Hyper-V. Ввиду того что конфигурация памяти зависит от оборудования, необходимо выполнить тестирование и оптимизацию конфигурации памяти для того оборудования, которое используется для развертывания Hyper-V.

  Изначально задачей тестирования было добиться максимального сходства образа Hyper-V с образом физического оборудования, с которым осуществлялось сопоставление. На основе этой задачи для образов Hyper-V было изначально зарезервировано 32 ГБ ОЗУ, то есть тот же объем ОЗУ, что и у тестируемых физических серверов. Тем не менее, первоначальные результаты тестирования показали, что при такой конфигурации образы Hyper-V выдерживали нагрузку только в 70 процентов от нагрузки на физическое оборудование. После изучения журнала просмотра событий на главном компьютере Hyper-V в меню Windows Server 2008  Настраиваемые представления, Роли сервера, События Hyper-V обнаружено, что ресурсы ОЗУ для образов Hyper-V распределялись по нескольким узлам доступа к неоднородной памяти NUMA. Данные сведения подтвердили снижение производительности при распределении ресурсов памяти по узлам. После тестирования различных конфигураций определено, что для используемого оборудования возможно распределить максимум 8 ГБ ресурсов ОЗУ для образов Hyper-V, не затрагивая узлы NUMA.

  Узлы NUMA

  В большинстве случаев возможно определить границы узла NUMA, разделив объем физических ресурсов ОЗУ на количество логических процессоров (ядер). Рекомендуется ознакомиться со следующими статьями:

  • Счетчики производительности Hyper-V — часть 5 — "Узел NUMA VID виртуальной машины Hyper-V" (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132805&clcid=0x419)

  • Нужно еще немного производительности? Попробуйте структурно объединить виртуальные машины в узел NUMA (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132829&clcid=0x419)

• Использование Windows Server 2008 в качестве гостевой операционной системы. В образах Hyper-V для тестирования использовалась гостевая операционная система Windows Server 2008. Windows Server 2008 требуется не только для размещения Hyper-V; она также содержит серию оптимизаций, цель которых — сделать эту операционную систему оптимальной гостевой операционной системой Hyper-V. Оптимизациями называются усовершенствования характеристик операционной системы, благодаря которым снижается стоимость определенных функциональных возможностей операционной системы, например управление ресурсами памяти. Для получения подробных сведений об оптимизациях см. публикацию в блоге Тони Вёллма (Tony Voellm) Hyper-V: компоненты интеграции и оптимизации(на английском языке) (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132837&clcid=0x419).

• Установка и тестирование компонентов интеграции. Компоненты интеграции Hyper-V установлены на все образы Hyper-V, используемые для тестирования. Компоненты интеграции (IC) представляют собой комплект драйверов и служб, благодаря которым при разрешении использования в гостевом доступе виртуальных устройств достигается оптимальная производительность и бесперебойность работы виртуальных машин. Примерами компонентов интеграции, которые поставляются с Hyper-V, являются VMBus (транспорт для виртуальных устройств), синхронизация времени (используется для синхронизации часов виртуальных машин с часами корневого раздела, т. н. главного компьютера), видеодрайвер, сетевой драйвер и драйвер запоминающих устройств. Рекомендации по проверке правильности установки и работы компонентов интеграции см. в статье Hyper-V: как добиться оптимальной производительности при сопоставлении производительности(на английском языке) (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132838&clcid=0x419).

• Установка обновления Hyper-V для Windows Server 2008 (KB950050) на главном компьютере и компьютерах с гостевым доступом. Данное обновление для роли Hyper-V обеспечивает оптимизацию характеристик безопасности, стабильности, производительности, взаимодействия с пользователем, совместимости конфигураций и модели программирования. Установите данное обновление на главные компьютеры Hyper-V и компьютеры с гостевым доступом Hyper-V, если гостевой операционной системой является Windows Server 2008. Установка данного обновления на компьютере с гостевым доступом позволяет в полной мере использовать преимущества всех доступных оптимизаций. Подробные сведения см. в статье Описание обновления для версии выпуска технологии Hyper-V для Windows Server 2008(на английском языке) (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132841&clcid=0x419).

• Использование IPv4 в качестве сетевого протокола для компьютеров с гостевым доступом Hyper-V. Во время тестирования наилучшие результаты производительности достигались при монопольном использовании IPv4. IPv6 был отключен для всех сетевых карт как на главном компьютере Hyper-V, так и на его виртуальных машинах с гостевым доступом.

• Отказ от использования ненужных ролей главного компьютера. Удалите все ненужные роли с главного сервера. Например, если главный компьютер не обрабатывает веб-страницы, не следует устанавливать роль веб-сервера (IIS).

• Оптимизация использования ресурсов ЦП главного компьютера. При использовании нескольких образов Hyper-V на одном компьютере следует выполнить проверку эффективности использования физических процессоров. В зависимости от оборудования и нагрузок соотношение виртуальных процессоров с физическими может значительно повлиять на ресурсы ЦП главного компьютера. При тестировании SharePoint соотношение виртуальных процессоров с физическими было 1:2. Рекомендуется использовать набор средств Microsoft Assessment and Planning (MAP) (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132840&clcid=0x419) для оценки характеристик производительности компьютера. Подробные сведения о топологии ресурсов ЦП см. в публикации в блоге Бена Армстронга (Ben Armstrong) Топология процессора в виртуальных машинах Hyper-V(на английском языке) (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132839&clcid=0x419).

• Правильный выбор диска. В реализации SharePoint, где единственными ролями для Hyper-V являются интерфейсные веб-серверы или серверы запросов, производительность диска не имеет такого значения, как если бы образ содержал роль индексирования или базу данных SQL-сервера. Если образ содержит роль индексирования, приемлемая производительность может быть достигнута при использовании виртуального жесткого диска (VHD) с фиксированным объемом. Виртуальный диск с фиксированным объемом обеспечивает более высокую производительность, чем диск с динамическим объемом. Подробные сведения см. в статье Производительность Hyper-V и виртуального жесткого диска — сравнение характеристик динамического и фиксированного объема(на английском языке) (http://search.microsoft.com/?mkt=ru-rulinkid=132842&clcid=0x419).

  Также можно добавить один или несколько дисков и подключиться к ним с помощью виртуального SCSI-контроллера. Единственное реальное ограничение в данном случае — нельзя использовать SCSI-контроллер для подключения к диску, на котором размещена гостевая операционная система (она должна быть установлена на диске, использующем IDE-контроллер). Если скорость диска очень важна, можно добавить физические диски в главный компьютер. Что касается гостевой системы Hyper-V, можно добавить виртуальный жесткий диск и сопоставить его с неиспользуемым физическим диском главного компьютера. Такая конфигурация, называемая транзитным диском, обеспечивает оптимальную общую производительность диска.

  Примечание

  Транзитный диск в любом случае должен быть подключен либо к IDE-контроллеру, либо к SCSI-контроллеру, поэтому те же ограничения применимы в отношении установки гостевой операционной системы на диске, подключенном к IDE-контроллеру.

• Не следует использовать функцию моментального снимка Hyper-V на виртуальных серверах, которые подключены к серверной ферме продуктов и технологий SharePoint. Для серверов таймеров, которые используются SharePoint, в процессе снимка должна быть выполнена рассинхронизация; по завершении снимка могут возникнуть ошибки или расхождения.

Тестовая среда Hyper-V и стратегия тестирования

Тесты центра Enterprise Engineering Center разработаны для наиболее точной оценки влияния на производительность работы SharePoint на образах Hyper-V в сравнении с работой SharePoint на физических устройствах сопоставимой конфигурации.

На компьютерах с гостевым доступом Hyper-V установлены следующие роли серверов:

• интерфейсный веб-сервер,

• сервер запросов.

На физических серверах установлены следующие роли серверов:

• интерфейсный веб-сервер,

• сервер запросов,

• конфигурация SharePoint и база данных контента. Роль индексирования была добавлена к базе данных для некоторых тестовых конфигураций. Тем не менее, обход контента или импорт профиля не запланированы, поскольку оценка влияния на роль агента обхода не входит в задачи тестирования.

Конфигурации тестового оборудования

В следующей таблице приведены характеристики оборудования, используемого в целях тестирования. Каждый из серверов, используемых в ферме SharePoint, имеет по два SAS-диска емкостью 146 ГБ (10 000 об/мин) в конфигурации RAID-1.

Оборудование, используемое для тестов

Конфигурации тестового программного обеспечения

Для тестовых систем использовалось следующее программное обеспечение:

• на физических серверах и компьютерах с гостевым доступом Hyper-V была установлена 64-разрядная версия операционной системы Windows Server 2008Enterprise;

• на физических серверах использовалась 64-разрядная система Microsoft SQL Server 2005 с пакетом обновления 2 (SP2);

• на физических серверах и образах Hyper-V была установлена 64-разрядная версия Microsoft Office SharePoint Server 2007 с пакетом обновления 1 (SP1) с обновлением инфраструктуры.

План тестирования

Выполненный план тестирования основан на наборе из 39 отдельных тестов, объединенных в тест MicroBenchMark (MBM). Эти тесты проводились на протяжении всего времени работы над Office SharePoint Server 2007, начиная с бета-версии продукта. Тесты охватывают несколько различных сценариев использования продукта, среди которых просмотр домашних страниц, сайтов, библиотек документов и списков, получения и отправки элементов, а также редактирования элементов списков. Каждый тест начинается с 30-секундного разогревочного периода, после чего следует выполнение теста на протяжении двух минут. (Ранее эти тесты выполнялись при помощи Microsoft Application Center Test (ACT), но позже были переписаны, чтобы сделать возможным использование Visual Studio 2008 Team Test).

Тесты выполнялись в отдельном лесе Active Directory и в доменной среде, содержащей 50 000 учетных записей пользователей. Данные SharePoint содержали стандартный набор семейств сайтов, веб-сайтов, списков и библиотек документов, а также личные сайты и профили, использованные в тесте MBM. Обслуживание данных осуществлялось с помощью стандартной резервной копии SharePoint (размером около 15 ГБ), которая использовалась для восстановления тестовой системы до исходного состояния при каждом тестировании нового сценария. Использовалось пять сценариев тестирования, описанных в следующем разделе.

Тестовые сценарии, результаты и анализ

Тесты MBM выполнялись для следующих сценариев развертывания фермы, что позволило сравнить производительность фермы SharePoint в виртуальной среде с производительностью при развертывании фермы на физических серверах:

• небольшая ферма, установленная на одном физическом сервере;

• небольшая ферма в одном образе Hyper-V;

• ферма среднего размера (два интерфейсных веб-сервера, каждый из которых содержит роль запросов), установленная на физическом сервере;

• ферма среднего размера (два интерфейсных веб-сервера, каждый из которых содержит роль запросов), установленная в образах Hyper-V. Каждый образ Hyper-V установлен на отдельном физическом компьютере;

• ферма среднего размера (два интерфейсных веб-сервера, каждый из которых содержит роль запросов), установленная в образах Hyper-V. Все образы Hyper-V установлены на одном компьютере.

Первый набор тестов выполнялся на физических серверах для определения базового набора точек данных.

Базовые результаты и корректировки

В начальных тестах особое внимание уделялось основным счетчикам производительности по запросам в секунду, времени ответа страницы или времени до получения последнего байта. Для определения оптимальной пользовательской нагрузки тестового запуска было проведено несколько пробных тестов. Целью было максимальное приближение процента использования ЦП сервера к 100 процентам без создания избыточного количества запросов в очереди ASP.NET и без увеличения времени ответа страницы. В итоге было использовано оптимальное значение пользовательской нагрузки, так как при тестировании больших нагрузок общее число запросов в секунду не увеличивалось или увеличивалось незначительно, а среднее время до получения последнего байта оказывалось выше.

После подготовительной работы по измерению производительности образов Hyper-V нецелесообразность использования образа Hyper-V с 32 гигабайтами (ГБ) для сравнения стала очевидной. Причина заключалась в способе выделения памяти при наличии у главного компьютера нескольких узлов доступа к неоднородной памяти (NUMA). Выделение 32 ГБ оперативной памяти для образа Hyper-V требовало ее выгрузки в несколько узлов NUMA. Активное использование памяти снижало производительность. В ходе теста было определено, что для используемого оборудования оптимальный размер образа Hyper-V составляет 8 ГБ. Так как конфигурация памяти была существенно урезана по сравнению с отдельным физическим сервером, который служил исходным объектом тестирования, был проведен пятый тест для сравнения двух образов Hyper-V, запущенных на одном главном компьютере. Данные этой среды сравнивались с одним физическим сервером и средней фермой, состоящей из физических серверов. Пятый сценарий был создан для тестирования использования большего количества образов Hyper-V с тем же объемом потребляемых ресурсов, что и у одного физического сервера.

Сравнительный анализ: небольшая ферма на отдельном сервере

В этом тесте небольшая ферма была установлена на физический сервер и в образ Hyper-V.

Конфигурация фермы

Конфигурация для этого набора тестов представлена в следующих таблицах и рисунках.

Роли и серверы для физического сервера

На рисунке ниже представлена топология ролей и серверов, описанных в приведенной выше таблице.

Роли и серверы для образа Hyper-V

На рисунке ниже представлена топология ролей и серверов, описанных в приведенной выше таблице.

Результаты тестирования

Первой точкой сравнения для этого сценария является пропускная способность (в запросах в секунду) для небольшой фермы на физическом сервере и в образе Hyper-V. Приведенная ниже диаграмма демонстрирует пропускную способность для обеих конфигураций (в запросах в секунду).

Второй точкой сравнения является время ответа страницы или время до получения последнего байта для каждой конфигурации. Полученные результаты отображены на следующей диаграмме.

Результаты этих тестов показывают незначительность разницы между величинами пропускной способности и временем ответа страницы для образа Hyper-V и для физического компьютера. Для фермы Hyper-V общая средняя пропускная способность за тест составляла 93 процента от пропускной способности фермы физических серверов. Общее время ответа страницы для образа Hyper-V было всего на 0,03 секунды больше. В ходе обоих тестов значения использования ЦП и доступной памяти на серверах SharePoint и SQL Server были схожими. При должной настройке Hyper-V значительной разницы в производительности двух ферм не наблюдается.

Сравнительный анализ: ферма среднего размера с образами на отдельных главных компьютерах

Для этих тестов использовалась ферма среднего размера, состоящая из двух интерфейсных веб-серверов (каждый из которых содержит роль запроса), установленных на двух физических серверах и на двух образах Hyper-V. Эти образы устанавливались на отдельных физических компьютерах.

Конфигурация фермы

Конфигурация для этого набора тестов представлена в следующих таблицах и рисунках.

Роли и серверы для физического сервера

На рисунке ниже представлена топология ролей и серверов, описанных в приведенной выше таблице.

Роли и серверы для образа Hyper-V

На рисунке ниже представлена топология ролей и серверов, описанных в приведенной выше таблице.

Результаты тестирования

Первой точкой сравнения для этого сценария является пропускная способность (в запросах в секунду), которая представлена на следующей диаграмме.

Второй точкой сравнения является время ответа страницы или время до получения последнего байта для каждой конфигурации. Полученные результаты отображены на следующей диаграмме.

Результаты этих тестов схожи с результатами тестов для небольших ферм. Разница в значениях пропускной способности для фермы среднего размера на физических серверах и в образах Hyper-V составляет 11,6% (7,2% для среды с небольшими фермами). Эта разница вызвана наличием двух образов в среде ферм среднего размера. В то же время разница нелинейна по отношению к небольшой ферме с отдельным сервером, так как запросы фермы среднего размера обрабатываются быстрее, чем в ферме с отдельным сервером (по значениям времени до получения последнего байта).

Сравнительный анализ: ферма среднего размера с образами на одном главном компьютере

Для этих тестов ферма среднего размера, состоящая из двух интерфейсных веб-серверов с ролями запроса, была установлена в виде двух образов Hyper-V на одном физическом сервере.

Как описано выше, для образов Hyper-V было выделено всего 8 ГБ оперативной памяти, что составляло только половину используемой памяти для небольшой фермы на отдельном физическом сервере. При этом компьютер, на котором размещались два образа, имел восемь ядер, а не четыре, как на сервере небольшой фермы. Данная тестовая среда показывает производительность, которая примерно соответствует середине диапазона производительности для одного физического сервера и двух физических серверов.

Конфигурация фермы

Конфигурация для этого набора тестов представлена в следующих таблицах и рисунках.

Роли и серверы для образов на одном физическом сервере

На рисунке ниже представлена топология ролей и серверов, описанных в приведенной выше таблице.

Результаты тестирования

Первой точкой сравнения для этого сценария является пропускная способность (в запросах в секунду), которая представлена на диаграмме ниже для следующих ферм:

• ферма среднего размера с двумя образами на одном главном компьютере,

• ферма среднего размера с двумя образами на отдельных главных компьютерах,

• ферма среднего размера на физическом сервере,

• небольшая ферма на физическом сервере.

На следующей диаграмме представлены значения времени до получения последнего байта для ферм, представленных на диаграмме пропускной способности.

Результаты этих тестов различных конфигураций ферм демонстрируют два ключевых аспекта, которые влияют на архитектуру ферм, развертываемых в среде Hyper-V.

Во-первых, производительность при запуске двух образов Hyper-V на одном главном компьютере была незначительно ниже, чем при запуске одного образа. Таким образом, предпочтительнее реализовывать несколько образов. Различие в пропускной способности двух сред было невелико: пропускная способность для отдельных главных компьютеров была на 5% больше, чем для одного. По сравнению с физической фермой небольшого размера пропускная способность фермы с двумя образами Hyper-V на одном главном компьютере была на 16% меньше, но при этом использовался только один компьютер, поэтому эти показатели более предпочтительны.

Во-вторых, при сравнении двойных образов Hyper-V на одном физическом компьютере с небольшой фермой на одном физическом сервере выяснилось, что пропускная способность в ферме Hyper-V выше на 70%.

Рекомендации по развертыванию SharePoint на Hyper-V

Различные варианты конфигурации и полученные результаты подчеркивают необходимость рассмотрения всех возможностей настройки и развертывания SharePoint в среде Hyper-V.

• Основные параметры конфигурации (например, память) будут зависеть от оборудования, используемого для размещения образов Hyper-V.

• Существует несколько вариантов топологии, в которых возможно развертывание фермы SharePoint в образах Hyper-V. При этом не все роли SharePoint оптимальны для выполнения в среде Hyper-V. Следует подчеркнуть, что это определяется несколькими факторами, например характеристиками главного Hyper-V, пропускной способностью и требованиями к производительности для фермы SharePoint.

В общем случае использование Hyper-V для запуска серверов SharePoint на интерфейсном веб-сервере с ролью запроса целесообразно — это приведет к небольшому снижению пропускной способности относительно тех же ролей, установленных на физическом оборудовании. В зависимости от аппаратного обеспечения главного компьютера возможно дальнейшее сокращение разницы в пропускной способности путем выделения большего количества ресурсов для образа Hyper-V (например, ресурсов ЦП, оперативной памяти и/или диска) по сравнению с ресурсами при запуске сервера SharePoint на схожем физическом сервере. Следует провести всестороннее тестирование, чтобы убедиться в том, что главный компьютер не выделяет избыточный объем ресурсов для размещенных на нем образов Hyper-V.

Дополнительные ресурсы

Следующие таблицы содержат важную информацию о ресурсах для Hyper-V, продуктов и технологий SharePoint, а также для Microsoft SQL Server 2008.

Планирование и развертывание: Hyper-V

Производительность: Windows, Hyper-V, SharePoint и SQL Server 2008

Загрузить эту книгу

Для упрощения чтения и печати этот раздел включен в следующую загружаемую книгу:

• Планирование и архитектура для Office SharePoint Server 2007. Часть 2

См. полный список доступных книг на веб-сайте Загружаемые книги для Office SharePoint Server 2007.

См. также

Понятия

Использование продуктов и технологий SharePoint в среде виртуализации Hyper-V