Hyper-V 性能测试 (SharePoint Foundation 2010)

 

适用于： SharePoint Foundation 2010

上一次修改主题： 2016-11-30

本文介绍在使用 Windows Server 2008 Hyper-V 技术的虚拟化计算环境中对 Microsoft SharePoint Foundation 2010 进行性能测试的结果。

本文内容：

• 测试目标和说明

• 硬件平台

• 软件平台

• 测试服务器场拓扑

• 测试方法

• 测试结果

• 结论和建议

测试目标和说明

除了实现确定 Microsoft SharePoint Foundation 在 Hyper-V 环境中虚拟化时的执行方式这一主要目标之外，我们还需要确定以下问题：

• 性能瓶颈。

• 在支持新技术（如超线程 (HT) 和二级地址转换 (SLAT)）的主机服务器上虚拟化运行 SharePoint Foundation 的服务器时获得的性能。

• 在虚拟化 SharePoint Foundation 2010 时必须考虑的问题或限制。

本文中介绍的以下四组测试旨在实现测试目标：

• 虚拟机与物理计算机的性能比较

  这些测试演示了在将同一负载应用于物理计算机和虚拟机配置时获得的性能结果。

• 虚拟机内存扩充

  这些测试演示增加虚拟机 (VM) 上的内存分配将对性能产生怎样的影响。

• 单一主机扩展

  这些测试演示增加单一主机上部署的 VM 数将对性能产生怎样的影响。

• 虚拟机扩展

  这些测试演示增加一台或多台主机上部署的虚拟机数将对性能产生怎样的影响。

硬件平台

大多数测试组使用以下两组 Hewlett Packard (HP) 硬件来承载我们的虚拟机：

• HP BL680c-G5（刀片服务器）

• HP ProLiant SE326M1（Mach 1 服务器）

运行刀片服务器测试可使考虑重新使用现有服务器技术来承载 VM 而不是购买新服务器的客户受益。

Mach 1 服务器用于演示支持超线程（Intel 超线程 (HT)）的 Intel 芯片集的性能特征。Mach 1 芯片集还支持 Intel VT 扩展页表 (NPT) 技术，Windows Server 2008 R2 Hyper-V 可使用该技术来实现二级地址转换 (SLAT)。有关详细信息，请参阅 Windows Server 2008 R2 中的 Hyper-V 中的新增功能 (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=155234&clcid=0x804)。

HP 刀片服务器

下表提供用于在 HP 刀片服务器上测试 SharePoint Foundation 的硬件的摘要。

数量	制造商和型号	角色	CPU	内存	网络适配器	存储
4	HP BL680c-G5	SQL Server 数据库服务器、Hyper-V 主机、物理服务器	Intel X7450（24 内核）、2.24 GHz CPU	128 GB	双 GbE	SAN
8	Dell PE R710	工作负荷控制器、工作负荷客户端、虚拟域控制器	Intel X5550（8 内核）、2.66 GHz CPU	72 GB	双 GbE	SAS（多个 RAID 级别）
1	F5 BigIP 6800	负载平衡

HP Mach 1 服务器

下表提供用于在 HP Mach 1 服务器上测试 SharePoint Foundation 的硬件的摘要。

数量	制造商和型号	角色	CPU	内存	网络适配器	存储
5	HP ProLiant SE326M1	SQL Server 数据库服务器、Hyper-V 主机、虚拟域控制器、物理服务器	Intel L5520（8 内核）、2.26 GHz CPU、支持 HT	48 GB	双 GbE	SAS (RAID 10)
5	HP ProLiant DL 380 G5	工作负荷控制器、工作负荷客户端	Intel 5150（4 内核）、2.66 GHz CPU	32 GB	双 GbE	SAS (RAID 10)
1	F5 BigIP	负载平衡

软件平台

以下 64 位版本的产品用于性能测试：

• 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

测试服务器场拓扑

可同时在两组 HP 服务器硬件上使用相同的三层服务器场拓扑。已选中此拓扑，因为它支持以下一般 Microsoft SharePoint Foundation 角色：前端 Web 服务器、应用程序服务器和数据库服务器。

测试方法

派生自在 Microsoft 内部 SharePoint Foundation 服务器上标识的使用模式的测试组合包含以下任务：

• 创建、使用、更新和删除

• 页视图（例如，列表视图和文档库）

• 通过使用 Microsoft Office Web Apps 实现 Word、Excel 和 PowerPoint 的基于浏览器的视图

• 将服务器和富客户端（例如，Microsoft Word 2010、Microsoft Excel 2010 和 Microsoft PowerPoint 2010）之间的通信模拟为应用程序。

通过使用 84 个单独的操作来测试前面的任务（范围介于测试组合的 .02% 和测试组合的 80% 之间）。针对不同的测试组和每用户连接模型中的模拟用户数（范围介于 1 和 100 之间）逐步增加负载（范围介于 1 和 10 之间）。

在 10 分钟预热时间过后，测试将运行 10 分钟，并且每隔 10 秒钟收集一次数据。

以下两个关键性能指标用于所有四个测试组：每秒传递的最大请求数 (Max. passed RPS) 和每个请求所用的时间（以毫秒表示）。

测试结果

我们的测试结果特定于前面描述的硬件和工作负荷，并且这些结果在所有情况下都无法指示产品性能。测试结果显示了您在决定使用特定的使用模式来虚拟化 SharePoint Foundation 2010 配置时可能进行的取舍。在基础结构的上下文中和您的 SharePoint Foundation 实现中解释我们的测试结果非常重要。

虚拟机与物理计算机的性能比较

这些测试演示在将相同负载应用于一台物理计算机和一系列虚拟机时获得的性能结果。

本组测试的目标如下：

• 确定在虚拟化物理服务器时的性能下降或提升

• 确定实现与物理计算机相同的性能级别所需的虚拟配置

• 确定在虚拟机上测试应用于物理计算机的工作负荷时的资源使用量或性能降低程度。

HP 刀片服务器

物理服务器将用作具有 24 个内核且内存为 24,576 MB 的前端 Web 服务器。对于虚拟环境，在两台主机上将六个 VM 用作 Web 服务器。每个 VM 具有四个虚拟处理器且内存为 15,000 MB。

请注意上图中的以下结果：

• 物理计算机上的每秒传递的最大请求数增加了约 20%。

• 物理计算机上的平均响应时间（以毫秒为单位）减少了约 15%。

• 虚拟机的 Web 服务器 CPU 使用率（以百分比为单位）比物理服务器低了约 9%。

HP Mach 1 服务器

物理服务器将用作具有 8 个内核且内存为 49,152 MB 的前端 Web 服务器。对于虚拟环境，在两台主机上将四个 VM 用作 Web 服务器。每个 VM 具有以下列表所示的配置。

• 四个虚拟处理器

• 8,192 MB 内存

• 两个使用固定大小 VHD 文件的卷

下图显示启用了超线程（HT 打开）的 VM、禁用了超线程（HT 关闭）的 VM 和物理计算机的性能结果。

请注意上图中的以下结果：

• 在启用超线程时（HT 打开）：

  • 物理计算机上的每秒传递的最大请求数增加了约 18%

  • 物理计算机上的平均响应时间（以毫秒为单位）减少了约 15%。

  • Web 服务器 CPU 使用率（以百分比为单位）比禁用了超线程的 VM 减少了约 46%，同时比物理计算机减少了约 36%。

• 在禁用超线程时（HT 关闭）：

  • 物理计算机上的每秒传递的最大请求数增加了约 29%。

  • 物理计算机上的平均响应时间（以毫秒为单位）减少了约 20%。

虚拟机内存扩充

在本组测试中，前端 Web 服务器将配置为使用不同的内存量以确定在 VM 上扩充内存将如何影响性能。测试将在两台主机服务器（HP 刀片服务器）上使用四台前端 Web 服务器。每个 VM 将配置为使用四个虚拟处理器和两个使用传递磁盘的卷。

下图显示了起始配置为 2,048 MB RAM 且已扩展到 15,000 MB RAM 的 VM 的平均响应时间和每秒请求数 (RPS)。

上图说明了主机、SQL Server 和 VSTS 代理在 CPU 使用率上存在微小的差异。

从扩充的角度看，在从 2 GB 内存扩充到 4 GB 内存时可实现最小性能提升。若虚拟机上分配的内存超过 4 GB，则测试工作负荷不会获得明显的性能提升。

单一主机扩展

这些测试演示增加单一主机上的 VM 数将对性能产生怎样的影响，以及过度订阅主机内核对性能产生的影响。

HP 刀片服务器

该测试最多使用八个 VM，并且每个 VM 具有以下列表所示的配置。

• 四个虚拟处理器

• 15,000 MB 内存

• 两个使用传递磁盘的卷

下图演示通过使用六台前端 Web 服务器（逻辑处理器与虚拟处理器之间存在一对一的映射）实现的最佳吞吐量。若添加更多 VM，则会降低性能。观察到的唯一瓶颈是，过度订阅 CPU 时会出现 CPU 争用情况。

然后，HP 刀片服务器上使用的测试组合将在 Mach 1 服务器上运行两次。第一次是在启用了超线程的情况下运行的，第二次是在禁用了超线程的情况下运行的。

HP Mach 1 服务器

该测试最多使用四个 VM，并且每个 VM 具有以下列表所示的配置。

• 四个虚拟处理器

• 8,192 MB 内存

• 两个使用固定大小 VHD 文件的卷

下图演示主机上启用了超线程时获得的性能结果。

下图演示禁用了超线程时获得的性能结果。

以上两个图指示无需过度订阅主机 CPU，因为没有明显的性能提升或降低。

这些测试的另一个关键结果是增大了计算空余空间，它由“Web 服务器主机逻辑 CPU 使用率”指示。通过将两个图中的此值进行比较，您会发现计算容量的增加比例介于 10% 和 25% 之间，具体取决于 CPU 过度订阅的级别。

虚拟机扩展

本组测试演示增加主机中的虚拟机数并标识瓶颈对性能产生的影响。另外，组合虚拟计算机角色以确定对性能产生的影响。

该测试将使用一系列主机服务器（2 到 3 个）和主机中部署的一系列虚拟机（6 到 12 个）。每个 VM 具有以下列表所示的配置。

• 两个虚拟处理器

• 15,000 MB 内存

• 两个使用传递磁盘的卷

下图演示扩展虚拟计算机时的性能。

请注意上图中的以下结果：

• 借助虚拟机的专用角色，在将主机数增加为 3 并将 VM 数增加为 12 时，可实现很明显的性能提升。以每秒传递的最大请求数为基准，性能将提升约 2.5 倍。但是，每个请求的平均响应时间方面的性能会下降，即响应时间会增加约 26%。

• 借助虚拟机的组合角色和使用相同数目的主机和 VM，可将每秒传递的最大请求数加约 31%。另外，平均响应时间（以毫秒为单位）也得到改进，即减少了约 25%。通常，应用程序服务器上的占空比较低，它使 Hyper-V 能够对主机上运行的其他 VM 使用其他资源。

其他性能观察表明，在使用组合虚拟机角色运行该测试时，SQL Server CPU 使用率会有明显的提升，将增加约 35%。

HP Mach 1 服务器

该测试使用一系列主机服务器（2 到 4 个）和主机中部署的一系列虚拟机（3 到 9 个）。每个 VM 具有以下列表所示的配置。

• 四个虚拟处理器

• 8,192 MB 内存

• 两个使用固定大小 VHD 文件的卷

下图演示主机上启用了超线程时的性能。

请注意上图中的以下结果：

• 借助专用虚拟机角色，在将主机数增加为 3 并将 VM 数增加为 6 时，可实现很明显的性能提升。以每秒传递的最大请求数为基准，性能将提升约 42%，且每个请求的平均响应时间减少了约 21%。

• 在将主机数增加为 4 并将虚拟机数增加为 9 时，与三台主机和六个虚拟机的配置相比，每秒传递的最大请求数增加了约 57%。与 HP 刀片服务器相比，平均响应时间（以毫秒为单位）仅增加了约 4%。

• SQL Server CPU 使用率（以百分比为单位）遵循 HP 刀片服务器上的同一模式，并以线性方式增加到 41%。

结论和建议

下表汇总了通过执行基于特定工作负荷、使用的硬件以及使用的虚拟机的测试所得出的结论。

测试组	主机硬件	结论
虚拟机与物理计算机的性能比较	HP 刀片服务器	物理计算机上的性能提升为 15% (RPS) 和 42%（每个请求的响应时间）。
	HP Mach 1 服务器	物理计算机上的性能提升约为 15% (RPS) 和 18%（每个请求的响应时间）。
虚拟机内存扩充	HP 刀片服务器	对于虚拟机而言，超过 4 GB 的额外内存分配并没有任何好处。
单一主机扩展	HP 刀片服务器	按 1:1 的比例使用逻辑处理器和虚拟处理器可产生最大吞吐量。过度订阅 CPU 会大大降低性能。
	HP Mach 1 服务器	此硬件可支持过度订阅 CPU，而不会明显降低性能。计算空余空间量由 CPU 过度订阅的级别确定。
虚拟机扩展	HP 刀片服务器	Microsoft SharePoint Foundation 2010 以线性方式扩展到至少 3 台主机和 12 台虚拟前端 Web 服务器。通过在每台主机上组合 Microsoft SharePoint Foundation 角色可最大化吞吐量。
	HP Mach 1 服务器	Microsoft SharePoint Foundation 2010 以线性方式扩展到至少 4 台主机和 9 台虚拟前端 Web 服务器。

在我们的测试环境中，在虚拟化 SharePoint Foundation 角色时，我们观察到性能有所降低。此情况是因每台虚拟机上的 Hyper-V 开销和操作系统开销导致的。

虚拟化开销量和降低的性能（相对于具有相同配置的物理计算机）取决于大小（例如，内存量和内核数）以及主机硬件芯片集的功能（例如，支持二级地址转换和超线程）。

建议您明确了解您希望通过虚拟化所有或部分 SharePoint 服务器场获得什么样的结果。在做出虚拟化决定后，若要完全了解所有性能选项和结果，则必须进行全面规划和测试。

您可将本文中的测试结果用作指南，但这些结果不是确定的，它们仅适用于特定物理环境中的特定工作负荷。