Hyper-V 的效能及容量需求

本文提供 Microsoft Office SharePoint Server 2007 部署於 Hyper-V 虛擬環境的效能和容量需求資訊。

本文內容：

• 簡介

• 設定及最佳化 Hyper-V 的建議

• Hyper-V 測試環境和測試策略

• 測試案例、結果和分析

• 在 Hyper-V 上部署 SharePoint 的建議

• 其他資源

致謝

• Enterprise Engineering Center (EEC)：Mike VanderMeer (EEC)、Kevin Engman

• Tony Voellm、Tim Litton

簡介

本文所述之測試，旨在比較 Hyper-V 主機上部署成客體系統的 Office SharePoint Server 2007 伺服器，與部署於實體電腦的 SharePoint 伺服器之間的效能差異，並對在 Hyper-V 上部署 Office SharePoint 的建議。雖然本文所述測試只與 SharePoint 相關，但是其中的評估方法和效能測試案例，對於分析一般虛擬化伺服器應用程式的效能非常實用。這些測試結果和導引將會是 IT 專業人員和開發人員所需要的。

本指南所述之所有效能測試，均在 Microsoft Enterprise Engineering Center 進行。位於美國華盛頓州雷蒙市 Microsoft 總部園區的 Enterprise Engineering Center (EEC)，是座具有先進技術的資料中心實驗室。這座實驗室可複製出近乎所有的實際執行環境，目前由 Microsoft 產品小組與客戶使用。如需更多關於 EEC 的資訊，請瀏覽：https://www.microsoft.com/eec (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132796&clcid=0x404)。

在 Hyper-V 環境中部署及測試 SharePoint 之前，建議您閱讀下列《BizTalk Server 2006 R2 Hyper-V 指南》中的文章：

• Hyper-V 功能概觀 (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132797&clcid=0x404)

• Hyper-V 架構 (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132799&clcid=0x404)

《BizTalk Server 2006 R2 Hyper-V 指南》中也提供詞彙，請瀏覽詞彙 (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132801&clcid=0x404)。

設定及最佳化 Hyper-V 的建議

根據 Enterprise Engineering Center (EEC) 所進行的測試顯示，下列最佳化對於在 Hyper-V 環境中部署 SharePoint 非常重要：

• 對 Hyper-V 客體系統設定正確記憶體容量。 在測試過程中發現，修改配置給個別 Hyper-V 映像的 RAM 大小之後，所帶來的效能影響遠勝於其他變更。因為記憶體設定是與硬體相關的，所以您必須測試並最佳化 Hyper-V 所用硬體的記憶體設定。

  這項測試的初步目標，是讓 Hyper-V 映像儘量接近要比較的實體硬體映像。在這個目標之下，Hyper-V 映像一開始配置 32 GB RAM，也就是所測試實體伺服器的 RAM 大小。但是，初步結果顯示，這樣的設定只能讓 Hyper-V 映像承擔大約實體硬體負擔的 70%。為深入了解原因，測試人員在 Windows Server 2008 的 Hyper-V 主機電腦上，從事件檢視器進入 [自訂檢視]、[伺服器角色]****、[Hyper-V 事件]，發現 Hyper-V 映像的 RAM 分散用於多個非統一記憶體存取 NUMA 節點。這項資訊證實了記憶體若配置給多個節點就會導致效能降低。嘗試過不同設定之後，最後決定所用硬體的 RAM 上限為 8 GB，這樣配置給 Hyper-V 映像的 RAM 才不致於超過 NUMA 節點界限。

  NUMA 節點

  在大部分情況下，決定 NUMA 節點界限的方式，是將實體 RAM 大小除以邏輯處理器 (核心) 數目。建議您先閱讀下列文章：

  • Hyper-V 效能計數器 – 系列之五- Hyper-V VM Vid Numa 節點 (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132805&clcid=0x404)

  • 要發揮最大效能？讓虛擬機器 (VM) 更接近 NUMA 節點 (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132829&clcid=0x404)

• 以 Windows Server 2008 作為客體作業系統。 進行測試時，Hyper-V 圖像上所用的客體作業系統為 Windows Server 2008。Windows Server 2008 不僅是架設 Hyper-V 的必要條件，而且它具備了一系列強化套件，可以使 Hyper-V 客體作業系統獲致最佳效能。這些強化套件用以增強作業系統的功能，以降低特定作業系統功能 (如記憶體管理) 的成本。如需強化套件的詳細資訊，請參閱 Tony Voellm 的部落格文章：Hyper-V：整合元件與強化套件 (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132837&clcid=0x404)。

• 安裝及測試整合元件。 用以測試的所有 Hyper-V 圖像上，都安裝了 Hyper-V 整合元件。整合元件 (IC) 為數組驅動程式與服務，它們可讓客體系統使用合成裝置，使您的 VM 達成更一致的狀態，產生更佳的效能。Hyper-V 所提供的 IC 範例包括：VMBus (合成裝置的傳輸元件)、時間同步 (可讓 VM 時脈與根磁碟分割 (也就是主機) 保持同步)、視訊驅動程式、網路驅動程式及存放驅動程式。如需可用以驗證這些 IC 是否已安裝且運作正常的秘訣，請參閱 Hyper-V：如何確保進行效能比較時能獲得最佳效能 (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132838&clcid=0x404)。

• 在主機與客體系統上為 Windows Server 2008 安裝 Hyper-V 更新 (KB950050)。 這項針對 Hyper-V 角色的更新，可改善安全性、穩定性、效能、使用者經驗、設定的往後相容性及程式設計模型。將此下載檔案安裝在 Hyper-V 主機與 Hyper-V 客體系統 (如果客體作業系統為 Windows Server 2008)。在客體系統上安裝此更新，可確保您將能充分運用所有可用的強化套件。如需詳細資訊，請參閱 適用於 Windows Server 2008 的 Hyper-V 技術正式版本更新說明 (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132841&clcid=0x404) (機器翻譯)。

• 讓 Hyper-V 客體系統的網路通訊協定使用 IPv4。 根據測試過程的觀察，在只使用 IPv4 的情況下，會有較好的效能表現。在 Hyper-V 主機和客體 VM 上的所有網路卡都停用了 IPv6。

• 切勿使用不需要的主機角色。 從主機伺服器上移除所有不需要的角色。例如，如果您的主機並未對網頁提供服務，就不應安裝網頁伺服器 (IIS) 角色。

• 最佳化主機 CPU 的使用效能。 如果在同一部主機上使用多個 Hyper-V 圖像，執行測試可確保有效地使用實體處理器。在考量硬體與工作量之下，虛擬處理器對實體處理器的比例會對主機 CPU 產生相當程度的影響。在 SharePoint 測試中，虛擬處理器對實體處理器的比例為 1:2。建議您使用 Microsoft Assessment and Planning (MAP) Toolkit (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132840&clcid=0x404) 取得您電腦效能標準的評估。如需 CPU 拓撲的詳細資訊，請閱讀 Ben Armstrong 的部落格文章：Hyper-V 虛擬機器內的處理器拓撲 (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132839&clcid=0x404)。

• 選對磁碟。 在 SharePoint 實作環境中，Hyper-V 上只有前端網頁伺服器或查詢伺服器角色，因此，如果該圖像代管索引角色或 SQL Server 資料庫，磁碟效能就不如原本那般重要。如果該圖像代管索引角色，則讓該圖像使用固定大小的虛擬硬碟 (VHD)，將能提供可接受的效能。與動態大小的磁碟相比，固定大小的虛擬磁碟效能通常較佳。如需詳細資訊，請參閱 Hyper-V 與 VHD 效能 - 動態與固定大小的比較 (英文) (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132842&clcid=0x404)。

  您還可以再加入一或多個磁碟，然後透過虛擬 SCSI 控制器來連結這些磁碟。這只有一個限制，就是您不能使用 SCSI 控制器來連結到包含客體作業系統的磁碟，客體作業系統必須安裝在使用 IDE 控制器的磁碟上。如果磁碟速度是您重視的要點，請對主機電腦新增實體磁碟。至於 Hyper-V 客體系統，您可以在新增虛擬硬碟後，將該硬碟對應到主機上未使用的實體磁碟。這種稱為穿透式磁碟的設定，將可提供最佳整體磁碟輸送量。

  注意

  由於穿透式磁碟仍必須連結到 IDE 或 SCSI 控制器，因此，還是有上述相同限制，就是客體作業系統需安裝在連結到 IDE 控制器的磁碟上。

• 切勿在連線至 SharePoint 產品及技術伺服器陣列的虛擬伺服器上使用 Hyper-V 快照功能。 SharePoint 所用的計時器伺服器可能會在快照過程中變成未同步化，致使快照完成後，產生錯誤或不一致。

Hyper-V 測試環境和測試策略

在 Enterprise Engineering Center 所進行的測試，主要是要詳細評估在 Hyper-V 映像上執行 SharePoint 時，以及在與之相當的實體硬體設定上執行 SharePoint 時，兩者之間的效能影響差異。

在 Hyper-V 客體系統上安裝了下列伺服器角色：

• 前端網頁伺服器

• 查詢伺服器

在實體伺服器上安裝了下列伺服器角色：

• 前端網頁伺服器

• 查詢伺服器

• SharePoint 設定資料庫和內容資料庫。為進行部分測試設定之故，新增了索引伺服器角色。不過，並未排定執行任何編目或設定檔匯入作業，因為這次測試範圍並不涵蓋評量編目程式角色的影響。

測試硬體設定

下表列出測試所用的硬體。SharePoint 伺服器陣列中所用的每部伺服器，其 RAID-1 設定中均有 2 個 146 GB (10,000 RPM) SAS 磁碟。

測試所用硬碟

測試軟體設定

測試系統上採用下列軟體：

• 實體伺服器和 Hyper-V 客體系統上都安裝 64 位元版本的 Windows Server 2008 Enterprise 作業系統。

• 實體伺服器上安裝 64 位元版本的 Microsoft SQL Server 2005 SP2。

• 實體伺服器和 Hyper-V 映像上都安裝 64 位元版本的 Microsoft Office SharePoint Server 2007 Service Pack 1 (SP 1) 並搭配基礎結構更新。

測試計劃

此次執行的測試計劃主要涵蓋 39 個不同測試，統稱為 MicroBenchMark (MBM) 測試。這些測試已運用於 Office SharePoint Server 2007 整個生命週期，包括此產品的 Beta 階段在內。這些測試涵蓋此產品許多不同使用情況，例如：檢視首頁、網站、文件庫及清單；下載及上傳項目；編輯清單項目等。每個測試有 30 秒暖機時間，然後執行 2 分鐘 (這些測試之前是以 Microsoft Application Center Test (ACT) 撰寫，之後改用 Visual Studio 2008 Team Test 重新撰寫)。

這些測試的執行環境為一個單一 Active Directory 樹系和網域環境，其中擁有 50,000 個使用者帳戶。SharePoint 資料包含：一組標準網站集合、網站、清單和文件庫，以及要與 MBM 測試一起使用的「我的網站」和設定檔。這些資料是以標準 SharePoint 備份 (大小約 15 GB) 來維護，這些備份的用途是要在每次測試新案例時，讓測試系統還原成原始狀態。這些測試是針對下節所述的五個案例。

測試案例、結果和分析

MBM 測試是針對下列伺服器陣列部署案例，來判斷 SharePoint 伺服器陣列在虛擬環境和實體伺服器上的效能差異。

• 安裝在單一實體伺服器上的小型伺服器陣列。

• 安裝在單一 Hyper-V 映像上的小型伺服器陣列。

• 安裝在實體伺服器上的中型伺服器陣列 (包括兩部前端網頁伺服器，且均為查詢角色)。

• 安裝在 Hyper-V 映像上的中型伺服器陣列 (包括兩部前端網頁伺服器，且均為查詢角色)。每個 Hyper-V 映像分別安裝在不同實體主機上。

• 安裝在 Hyper-V 映像上的中型伺服器陣列 (包括兩部前端網頁伺服器，且均為查詢角色)。所有 Hyper-V 映像都安裝在同一部主機上。

第一組測試先針對實體伺服器，這是為了建立一組基準資料點。

基準結果和調整

初始測試主要針對的效能計數器包括：每秒要求數目 (RPS)、頁面回應時間或收到最後一個位元組的時間 (TTLB)。此外，還執行了許多範圍測試，這是為了了解每個測試的最佳使用者負載，目的是希望能讓伺服器 CPU 使用率儘可能接近 100%，同時又不會產生過多進入佇列的 ASP.NET 要求或過長的頁面回應時間。最後使用的使用者負載呈現出最高效能，這因為測試的使用者負載提高之後，測試結果顯示 RPS 總數幾乎沒有增多，即使有增加也只增加了很少，反而是平均 TTLB 開始提高。

經過初步探試 Hyper-V 映像的各項效能標準之後，很明顯地，不宜採用 32 GB RAM 的 Hyper-V 映像進行比較。原因出在主機具有多個非統一記憶體存取 (NUMA) 節點時的記憶體配置方式。因為對 Hyper-V 映像配置 32 GB RAM，記憶體會以跨整部主機數個 NUMA 節點方式分頁，致使記憶體使用程度變高，效能因而降低。因此對於這次測試所用硬體，決定將 Hyper-V 映像的最佳記憶體設定設為 8 GB。由於記憶體設定遠低於此次測試原本目標，也就是單一實體伺服器，所以又再加入第五種案例，以兩個 Hyper-V 映像執行在單一主機上作一比較。這個環境所測得的資料，會與單一實體伺服器以及一組實體伺服器組成的中型伺服器陣列作比較。這第五個案例主要是為了測試在使用之資源與單一實體伺服器所耗用之資源幾乎相等的情況下，多個 Hyper-V 映像的使用情況。

比較分析：在單一伺服器上的小型伺服器陣列

為進行這些測試，分別在實體伺服器和 Hyper-V 映像上安裝小型伺服器。

伺服器陣列設定

這組測試的設定如下表和圖解所示：

實體伺服器的角色和伺服器

下圖說明上表所述角色和伺服器的拓撲。

Hyper-V 映像的角色和伺服器

下圖說明上表所述角色和伺服器的拓撲。

測試結果

這個案例的第一個比較要點為實體伺服器和 Hyper-V 映像上小型伺服器陣列的每秒要求數目 (RPS) 輸送量。下圖說明這兩種設定的 RPS 輸送量。

第二個比較要點是每種設定的頁面回應時間，或收到最後一個位元組的時間 (TTLB)。如下圖所示。

這組測試的結果顯示，Hyper-V 映像和實體機器上的輸送量和頁面回應時間結果差異並不大。在每個測試的總平均輸送量上，Hyper-V 伺服器陣列為實體伺服器陣列的 93%；在平均頁面回應時間上，Hyper-V 映像只多了 0.03 秒。這兩項測試顯示，SharePoint 和 SQL Server 伺服器上的 CPU 使用率和可用記憶體是差不多。在特別檢查了 Hyper-V 設定之後，顯示兩個伺服器陣列的整體效能並無太大差異。

比較分析：具有分屬不同主機之映像的中型伺服器陣列

為進行這些測試，分別在兩部實體伺服器和兩個 Hyper-V 映像上安裝中型伺服器，其中包括兩部前端網頁伺服器，每部都是查詢角色。這些映像都安裝在不同實體主機上。

伺服器陣列設定

這組測試的設定如下表和圖解所示：

實體伺服器的角色和伺服器

下圖說明上表所述角色和伺服器的拓撲

Hyper-V 映像的角色和伺服器

下圖說明上表所述角色和伺服器的拓撲。

測試結果

這個案例的第一個比較要點為每秒要求數目 (RPS) 輸送量。如下圖所示。

第二個比較要點是每種設定的頁面回應時間，或收到最後一個位元組的時間 (TTLB)。如下圖所示。

這組測試的結果顯示，模式與小型伺服器陣列上所進行的測試結果類似。實體伺服器和 Hyper-V 映像上的中型伺服器陣列，兩者在輸送量方面的差異為 11.6%，小型伺服器陣列環境則為 7.2%。這個差異是因為在中型伺服器陣列測試環境中有兩個映像；但是，這個差異與小型單一伺服器陣列並未成線性關係，根據 TTLB 結果看來，中型伺服器陣列處理要求的速度，要快於單一伺服器陣列的處理速度。

比較分析：具有位於同一主機之映像的中型伺服器陣列

為進行這些測試，中型伺服器陣列是以兩個 Hyper-V 映像安裝在單一實體伺服器上，其中包括兩部前端網頁伺服器，每部都是查詢角色。

如前文所述，Hyper-V 映像只配置 8 GB RAM，這總共只是單一實體伺服器上小型伺服器陣列所用 RAM 的一半。不過這兩個映像的主機有八顆核心，小型伺服器陣列只有四顆核心。事實上，這個測試環境所代表的容量等級，非常接近單一實體伺服器和兩部實體伺服器的中等效能容量範圍。

伺服器陣列設定

這組測試的設定如下表和圖解所示：

實體伺服器的角色和伺服器

下圖說明上表所述角色和伺服器的拓撲。

測試結果

這個案例的第一個比較要點為每秒要求數目 (RPS) 輸送量。如下圖所示。下圖顯示下列環境的結果：

• 具有兩個位於同一主機之映像的中型伺服器陣列。

• 具有兩個分屬不同主機之映像的中型伺服器陣列。

• 安裝在實體伺服器上的中型伺服器陣列。

• 安裝在實體伺服器上的小型伺服器陣列。

下圖說明 RPS 圖表所用相同伺服器陣列上的 TTLB 結果。

根據這些分別在不同伺服器陣列設定上所進行的測試結果，顯示了兩個重點，這兩點可能會影響部署於 Hyper-V 環境的伺服器陣列設計：

第一點，兩個 Hyper-V 映像執行於同一部主機上的效能，要比一個映像各執行於單一主機上的效能稍低。顯然兩個或以上映像是較佳的實作方式。這兩種環境中的輸送量幸好差異不大；單一主機的輸送量比兩個映像在同一部主機的輸送量高出 5 %。再以中型實體伺服器陣列與兩個 Hyper-V 映像執行在同一部主機的伺服器相較，雖然後者的輸送量低了16%，不過，畢竟它少用了一部實體機器，因此實際上，結果還是表示後者的效能比較佳。

第二點，以兩個 Hyper-V 映像執行於同一實體主體，與安裝在單一實體伺服器上的小型伺服器陣列相較，Hyper-V 伺服器陣列的輸送量高出 70%。

在 Hyper-V 上部署 SharePoint 的建議

從這些不同設定方式和所測得的結果看來，對所有在 Hyper-V 環境中設定和部署 SharePoint 的不同方式進行評估是非常重要。

• 有些設定方式非常重要，例如，記憶體，因為它會隨用以主控 Hyper-V 映像的硬體而異。

• 此外，將 SharePoint 部署在 Hyper-V 映像上的可行拓撲也有許多種。但是，並不是所有 SharePoint 角色都適合執行於 Hyper-V。相同地，這與許多因素有關，例如，Hyper-V 主機，以及您 SharePoint 伺服器陣列的容量和效能需求。

在最常見的案例中，在查詢角色的前端網頁伺服器上使用 Hyper-V 執行 SharePoint 伺服器，是非常可行的作法。這種作法與在實體硬體上安裝相同角色的作法相較，在輸送量上僅有極微幅減少。其實您的主機硬體有可能讓這輸送量差異進一步縮小，只要您配置給 Hyper-V 映像的資源 (如：CPU、RAM 及/或磁碟) 能多於類似實體伺服器上執行 SharePoint 的資源。請多方測試，以確保主機並未針對所主控的使用中 Hyper-V 映像數目認可過多資源。

其他資源

下表針對 Hyper-V、SharePoint 產品及技術與 Microsoft SQL Server 2008 提供重要資源資訊。

規劃和部署：Hyper-V

效能：Windows、Hyper-V、SharePoint 及 SQL Server 2008

下載本書

本主題隨附於下列可下載的叢書中，以便於閱讀與列印：

• Office SharePoint Server 2007 規劃與架構 (第 2 部分)

請參閱 Office SharePoint Server 2007 的可下載內容 上提供的完整叢書清單。

另請參閱

概念

在 Hyper-V 虛擬環境中使用 SharePoint 產品及技術