Hyper-V 的性能和容量要求

本文提供了有关在 Hyper-V 虚拟环境中部署 Microsoft Office SharePoint Server 2007 的性能和容量要求的信息。

本文内容：

• 简介

• 配置和优化 Hyper-V 的建议

• Hyper-V 测试环境和测试策略

• 测试方案、结果和分析

• 在 Hyper-V 上部署 SharePoint 的建议

• 其他资源

致谢

• 企业工程中心 (EEC)：Mike VanderMeer (EEC)、Kevin Engman

• Tony Voellm、Tim Litton

简介

本文介绍了一些测试方案，进行这些测试是为了将作为来宾部署在 Hyper-V 主机上的 Office SharePoint Server 2007 服务器与部署在物理计算机上的 SharePoint 服务器进行性能对比，本文还提供了在 Hyper-V 上部署 Office SharePoint 的建议。虽然本文中介绍的测试是专门针对 SharePoint 的，但其性能评估方法和性能测试方案通常对于分析虚拟化服务器应用程序的性能也很有用。IT 专业人员和开发人员社区都可以借鉴这些测试结果和指导。

本指南中介绍的所有性能测试都是在 Microsoft 企业工程中心进行的。企业工程中心 (EEC) 是一所最新型的数据中心实验室，位于华盛顿州雷蒙德市的 Microsoft 主园区内。EEC 几乎可以复制任何生产环境，供 Microsoft 产品组和客户使用。您可以在 https://www.microsoft.com/windowsserver/evaluation/eec/default.mspx（该链接可能指向英文页面） (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132796&clcid=0x804)（该链接可能指向英文页面） 上找到有关 EEC 的详细信息。

在 Hyper-V 环境中部署和测试 SharePoint 之前，建议您先阅读 BizTalk Server 2006 R2 Hyper-V 指南中的以下文章：

• Hyper-V 功能概述（该链接可能指向英文页面） (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132797&clcid=0x804)（该链接可能指向英文页面）

• Hyper-V 体系结构（该链接可能指向英文页面） (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132799&clcid=0x804)（该链接可能指向英文页面）

BizTalk Server 2006 R2 Hyper-V 指南中还包含一个术语表，可从术语表（该链接可能指向英文页面） (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132801&clcid=0x804)（该链接可能指向英文页面） 中获取。

配置和优化 Hyper-V 的建议

在企业工程中心 (EEC) 进行的测试表明，以下优化过程对在 Hyper-V 环境中部署 SharePoint 非常重要：

• 为 Hyper-V 来宾系统配置适当的内存容量。 在测试过程中，修改分配给单个 Hyper-V 映像的 RAM 量对性能的影响比任何其他更改都大。因为内存配置是特定于硬件的，所以您需要测试和优化 Hyper-V 所用硬件的内存配置。

  测试的初始目标是使 Hyper-V 映像尽可能与它要与之比较的物理硬件映像相似。为实现该目标，最初为 Hyper-V 映像分配了 32 GB 的 RAM，这与所测试的物理服务器上的 RAM 容量相同。但是，初始测试结果显示，如果使用该配置，Hyper-V 映像只能承受相当于物理硬件上大约 70% 的负载。在研究 Hyper-V 主机上 Windows Server 2008 事件查看器中的“自定义视图”、“服务器角色”和“Hyper-V 事件”后发现，Hyper-V 映像的 RAM 被分散到了多个非一致性内存访问 NUMA 节点上。该信息证实，当跨节点分配内存时，性能会下降。在尝试不同的配置后确定，对于所用硬件而言，在不跨 NUMA 节点的情况下，8 GB 的 RAM 是可以分配给 Hyper-V 映像的最大值。

  NUMA 节点

  在大多数情况下，您可以用物理 RAM 容量除以逻辑处理器（内核）数来确定 NUMA 节点极限数量。建议您阅读以下文章：

  • Hyper-V 性能计数器 – 第五部分 – Hyper-V 虚拟机 Vid Numa 节点（该链接可能指向英文页面） (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132805&clcid=0x804)（该链接可能指向英文页面）

  • 想要尽可能提升性能？不妨尝试使虚拟机 (VM) 与 NUMA 节点相关联（该链接可能指向英文页面） (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132829&clcid=0x804)（该链接可能指向英文页面）

• 使用 Windows Server 2008 作为来宾操作系统。 用于测试的 Hyper-V 映像上使用的来宾操作系统是 Windows Server 2008。Windows Server 2008 不仅仅是承载 Hyper-V 所必需的；它还包含一系列启发性功能，旨在使其成为最佳的 Hyper-V 来宾操作系统。启发性功能可以增强操作系统的性能，从而帮助降低某些操作系统功能（例如内存管理）的成本。有关启发性功能的详细信息，请参阅 Tony Voellm 的博客文章 Hyper-V：集成组件和启发性功能（该链接可能指向英文页面） (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132837&clcid=0x804)（该链接可能指向英文页面）。

• 安装和测试集成组件。 Hyper-V 集成组件安装在用于测试的所有 Hyper-V 映像上。集成组件 (IC) 是驱动程序和服务的集合，这些驱动程序和服务允许来宾系统使用综合设备，从而有助于 VM 状态趋向一致、性能进一步提高。Hyper-V 附带的 IC 示例包括 VMBus（综合设备的传输）、时间同步（用于保持 VM 时钟与根磁盘分区（也称为主机）同步）、视频驱动程序、网络驱动程序和存储驱动程序。有关可用于验证 IC 是否已安装并正常运行的提示，请参阅 Hyper-V：如何确保在进行性能比较时获得最佳性能（该链接可能指向英文页面） (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132838&clcid=0x804)（该链接可能指向英文页面）。

• 在主机和来宾系统上安装用于 Windows Server 2008 的 Hyper-V 更新 (KB950050)。 此 Hyper-V 角色更新可改进安全性、稳定性、性能、用户体验、配置的向前兼容性和编程模型。如果来宾操作系统是 Windows Server 2008，可在 Hyper-V 主机和 Hyper-V 来宾系统上安装此下载。在来宾系统上安装此更新可确保您能够充分利用所有可用的启发性功能。有关详细信息，请参阅 Windows Server 2008 的 Hyper-V 技术发行版更新说明 (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132841&clcid=0x804)。

• 使用 IPv4 作为 Hyper-V 来宾系统的网络协议。 在测试过程中，当以独占方式使用 IPv4 时，性能较高。在 Hyper-V 主机及其来宾 VM 的每个网卡上均已禁用 IPv6。

• 不要使用不必要的主机角色。 从主机服务器中移除任何不必要的角色。例如，如果您的主机不提供网页，则不应安装 Web 服务器 (IIS) 角色。

• 优化主机 CPU 使用率。 如果您在同一主机上使用多个 Hyper-V 映像，则应进行测试以确保物理处理器得到高效利用。根据硬件和工作负载的不同，虚拟处理器与物理处理器的比率会对主机 CPU 产生重大影响。对于 SharePoint 测试，虚拟处理器与物理处理器的比率是 1:2。建议使用 Microsoft Assessment and Planning (MAP) Toolkit (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132840&clcid=0x804) 来获取对计算机性能指标的评估。有关 CPU 拓扑结构的详细信息，请阅读 Ben Armstrong 的博客文章 Hyper-V 虚拟机内部的处理器拓扑结构（该链接可能指向英文页面） (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132839&clcid=0x804)（该链接可能指向英文页面）。

• 选择适当的磁盘。 在 Hyper-V 上的唯一角色是前端 Web 服务器或查询服务器的 SharePoint 实施方案中，磁盘性能不如映像承载索引角色和 SQL Server 数据库时那么重要。如果映像承载索引角色，则对映像使用固定大小的虚拟硬盘 (VHD) 会实现可接受的性能。固定大小的虚拟磁盘通常比动态大小的磁盘所提供的性能更高。有关详细信息，请参阅 Hyper-V 和 VHD 性能 - 动态与固定（该链接可能指向英文页面） (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=132842&clcid=0x804)（该链接可能指向英文页面）。

  您还可以选择添加一台或多台驱动器，并通过虚拟 SCSI 控制器来连接驱动器。此处唯一的真正限制是您无法使用 SCSI 控制器连接到包含来宾操作系统的驱动器，来宾操作系统必须安装在使用 IDE 控制器的驱动器上。如果磁盘速度较为重要，请考虑向主计算机中添加物理驱动器。对于 Hyper-V 来宾系统，可以添加虚拟硬盘驱动器，并将其映射到主机上未使用的物理驱动器。这种称为传递磁盘的配置可能会为您提供最佳的总体磁盘吞吐量。

  备注

  传递磁盘仍必须连接到 IDE 或 SCSI 控制器，因此如果在连接到 IDE 控制器的驱动器上安装来宾操作系统，将存在同样的限制。

• 不要在连接到 SharePoint 产品和技术服务器场的虚拟服务器上使用 Hyper-V 快照功能。SharePoint 使用的计时器服务器在拍摄快照过程中可能变得不同步，并且在快照完成后会出现错误或不一致的情况。

Hyper-V 测试环境和测试策略

在企业工程中心进行的测试旨在尽可能精确地评估在 Hyper-V 映像上运行 SharePoint 与在相似物理硬件配置上运行 SharePoint 的性能影响。

Hyper-V 来宾系统上安装了下列服务器角色：

• 前端 Web 服务器

• 查询服务器

物理服务器上安装了下列服务器角色：

• 前端 Web 服务器

• 查询服务器

• SharePoint 配置和内容数据库。对于某些测试配置，已将索引服务器角色添加到数据库中。但是没有计划任何爬网或配置文件导入，因为衡量对爬网程序角色的影响不在测试范围内。

测试硬件配置

下表描述了用于测试的硬件。SharePoint 场中使用的每台服务器的 RAID-1 配置中都有两个 146-GB (10,000 RPM) 的 SAS 驱动器。

用于测试的硬件

测试软件配置

测试系统上使用了以下软件：

• 物理服务器和 Hyper-V 来宾系统上分别安装了 64 位版本的 Windows Server 2008 企业版操作系统。

• 物理服务器上安装了 64 位版本的 Microsoft SQL Server 2005 SP2。

• 物理服务器和 Hyper-V 映像上分别安装了包含基础结构更新的 64 位版本的 Microsoft Office SharePoint Server 2007 Service Pack 1 (SP1)。

测试计划

执行的测试计划基于包含 39 个单独测试的集合（统称为 MicroBenchMark (MBM) 测试）。从产品测试阶段开始，就已经在 Office SharePoint Server 2007 的整个生命周期中使用这些测试。这些测试涵盖产品中的各种使用情况，例如查看主页、网站、文档库和列表，下载和更新项目以及编辑列表项。每个测试有 30 秒的预习时间，然后运行两分钟。（这些测试以前是使用 Microsoft 应用程序中心测试 (ACT) 进行的，但已经被改写为使用 Visual Studio 2008 Team Test）。

这些测试在具有 50,000 个用户帐户的单个 Active Directory 林和域环境中运行。SharePoint 数据由一组标准的网站集、网站、列表、文档库以及用于 MBM 测试的“我的网站”和配置文件组成。这些数据是使用 SharePoint 标准备份（大小约为 15 GB）加以维护的，用于在每次测试新方案时将测试系统还原到其原始状态。我们对下节中描述的五种方案运行了这些测试。

测试方案、结果和分析

为了将虚拟环境中 SharePoint 场的性能与在物理服务器上部署该服务器场时的性能加以比较，我们对下面的服务器场部署方案运行了 MBM 测试。

• 在单个物理服务器上安装一个小型服务器场。

• 在单个 Hyper-V 映像上安装一个小型服务器场。

• 在物理服务器上安装一个中型服务器场（两台前端 Web 服务器，每台均具有查询角色）。

• 在 Hyper-V 映像上安装一个中型服务器场（两台前端 Web 服务器，每台均具有查询角色）。每个 Hyper-V 映像安装在单独的物理主机上。

• 在 Hyper-V 映像上安装一个中型服务器场（两台前端 Web 服务器，每台均具有查询角色）。所有 Hyper-V 映像均安装在同一主机上。

为了设定一组基准数据点，我们先对物理服务器运行了一组测试。

基准结果和调整

初始测试关注的主要性能计数器是每秒请求数 (RPS) 和页面响应时间或至最后一字节的时间 (TTLB)。为确定测试运行时的最佳用户负载而进行了大量范围测试，目的是提高服务器的 CPU 使用率，使其尽可能接近 100%，同时又不会产生过多排队的 ASP.NET 请求或过度增加页面响应时间。最终使用的用户负载量是最合适的，因为在测试更高的用户负载时，虽然测试中的总 RPS 几乎没有增加，但平均 TTLB 却开始增加。

在围绕 Hyper-V 映像的各项性能指标展开初步的调查工作后，已确定不能使用 RAM 为 32 GB 的 Hyper-V 映像进行比较，这是当主机具有多个非一致性内存访问 (NUMA) 节点时内存的分配方式所导致的。将 32 GB 的 RAM 分配给 Hyper-V 映像需要内存在主机上的多个 NUMA 节点之间进行分页。内存使用率较高会导致性能降低。对于该测试中使用的硬件，已确定 Hyper-V 映像的最佳内存配置是 8 GB。因为该内存配置远远低于作为该测试原始目标的单个物理服务器的配置，所以增加了第五个方案来比较在单个主机上运行的两个 Hyper-V 映像。该环境中的数据将与单个物理服务器上的数据以及中型物理服务器场中的数据进行比较。第五个方案旨在对使用更多 Hyper-V 映像的情况进行测试，这些映像与单个物理服务器消耗的资源量大致相同。

比较分析：小型服务器场位于单个服务器上

为进行这些测试，我们将一个小型服务器场分别安装在一台物理服务器上和一个 Hyper-V 映像上。

服务器场配置

以下各表和图例描述了这组测试的各项配置。

用于物理服务器的角色和服务器

下图显示了上表中描述的各个角色和服务器的拓扑结构。

用于 Hyper-V 映像的角色和服务器

下图显示了上表中描述的各个角色和服务器的拓扑结构。

测试结果

此方案的第一个比较点是物理服务器上的小型服务器场和 Hyper-V 映像上的小型服务器场的每秒请求数 (RPS) 吞吐量。下图显示了这两种配置的 RPS 吞吐量。

第二个比较点是每种配置的页面响应时间或至最后一字节的时间 (TTLB)，如下图所示。

这组测试的结果显示，就吞吐量及页面响应时间而言，Hyper-V 映像上的结果与物理服务器上的结果之间差异非常小。对于 Hyper-V 服务器场，每项测试的总平均吞吐量是物理服务器场吞吐量的 93%，而平均页面响应时间仅比物理服务器场慢了 0.03 秒。这两项测试显示，无论在 SharePoint 服务器上，还是在 SQL Server 服务器上，CPU 使用率和可用内存基本相似。通过适当地观察 Hyper-V 配置，发现这两个服务器场的总体性能没有明显差别。

比较分析：各个映像位于单独主机上的中型服务器场

为进行这些测试，我们将包含两台前端 Web 服务器（每台服务器均具有查询角色）的中型服务器场分别安装在两台物理服务器上和两个 Hyper-V 映像上。这些映像均安装在单独的物理主机上。

服务器场配置

以下各表和图例描述了这组测试的各项配置。

用于物理服务器的角色和服务器

下图显示了上表中描述的各个角色和服务器的拓扑结构。

用于 Hyper-V 映像的角色和服务器

下图显示了上表中描述的各个角色和服务器的拓扑结构。

测试结果

此方案的第一个比较点是每秒请求数 (RPS) 吞吐量，如下图所示。

第二个比较点是每种配置的页面响应时间或至最后一字节的时间 (TTLB)，如下图所示。

这组测试的结果显示了一个类似于小型服务器场测试的模式。与小型服务器场环境中 7.2% 的差值相比，物理服务器上的中型服务器场与 Hyper-V 映像上的中型服务器场之间的吞吐量差值为 11.6%。出现该差值是因为中型服务器场测试环境中有两个映像。但是，在小型单服务器场中，该差值不是线性的。如 TTLB 结果所示，在中型服务器场中，请求的处理速度要快于单服务器场中的处理速度。

比较分析：各个映像位于同一主机上的中型服务器场

为进行这些测试，我们将包含两台前端 Web 服务器（每台服务器均具有查询角色）的中型服务器场作为两个 Hyper-V 映像安装在单个物理服务器上。

如上文所述，分配给 Hyper-V 映像的 RAM 仅为 8 GB，这只是用于单个物理服务器上小型服务器场的 RAM 容量的一半。但是，两个映像的主机具有 8 个内核，而小型场服务器只有 4 个内核。实际上，该测试环境提供的容量级别接近于一台物理服务器到两台物理服务器的性能容量范围之间的中间值。

服务器场配置

以下各表和图例描述了这组测试的各项配置。

单个物理服务器上的映像的角色和服务器

下图显示了上表中描述的各个角色和服务器的拓扑结构。

测试结果

此方案的第一个比较点是每秒请求数 (RPS) 吞吐量，如下图所示，其中显示了以下方案的结果：

• 两个映像位于单个主机上的中型服务器场。

• 两个映像分别位于单独主机上的中型服务器场。

• 位于一台物理服务器上的中型服务器场。

• 位于一台物理服务器上的小型服务器场。

下图显示了 RPS 图中使用的相同服务器场的 TTLB 结果。

对不同服务器场配置运行的这组测试的结果突出了两个关键点，它们可能会影响 Hyper-V 环境中部署的服务器场的设计：

首先，当两个 Hyper-V 映像运行于同一主机而不是分别运行于单个主机上时，性能会略有下降。两个或多个映像明显是首选实施方案。幸运的是，这两种环境中的吞吐量差异不是很大；单个主机上的吞吐量比同一主机上的吞吐量高 5%。与中型物理服务器场相比，单个主机上包含两个 Hyper-V 映像的服务器场的吞吐量降低了 16%，但由于它少用了一台物理主机，因此其结果实际上比看起来更可取。

其次，当单个物理主机上的两个 Hyper-V 映像与单个物理服务器上的小型服务器场相比较时，Hyper-V 服务器场上的吞吐量高出了 70%。

在 Hyper-V 上部署 SharePoint 的建议

各种配置选项和结果指标强调了评估在 Hyper-V 环境中配置和部署 SharePoint 的所有不同选项的必要性。

• 有些重要的配置选项（如内存）因用于承载 Hyper-V 映像的硬件而异。

• 您可以使用许多不同的拓扑结构在 Hyper-V 映像上部署 SharePoint 场。但是，并非所有 SharePoint 角色都适合在 Hyper-V 上运行。这同样取决于多种因素，例如 Hyper-V 主机以及您的 SharePoint 场的容量和性能要求。

在最常见的情况下，使用 Hyper-V 在具有查询角色的前端 Web 服务器上运行 SharePoint 服务器是完全可行的，但与安装在物理硬件上的相同角色相比，吞吐量相对而言略有下降。根据主机硬件的不同，您或许可以通过为 Hyper-V 映像分配更多 CPU、RAM 和/或磁盘空间等资源（多于在类似物理服务器上运行 SharePoint 时分配的资源），来进一步缩小吞吐量差异。应进行广泛测试，以确保主机不会为它所承载的几个活动 Hyper-V 映像占用过量资源。

其他资源

下表提供了有关 Hyper-V、SharePoint 产品和技术以及 Microsoft SQL Server 2008 的资源的重要信息。

规划和部署：Hyper-V

性能：Windows、Hyper-V、SharePoint 和 SQL Server 2008

下载此书籍

本主题包含在以下可下载书籍内，以方便您阅读和打印：

• Office SharePoint Server 2007 的规划和体系结构 - 第 2 部分 （该链接可能指向英文页面）

有关可下载书籍的完整列表，请参阅 Office SharePoint Server 2007 的可下载内容。

另请参见

概念

在 Hyper-V 虚拟环境中使用 SharePoint 产品和技术