本文將列舉出運作Windows Server 2012 R2的最佳伺服器硬體清單,並介紹必要的最佳化配置及調校操作,讓IT人員在實際規劃桌面虛擬化解決方案時,能夠迅速架構出功能更全面、運作效能最佳的VDI桌面虛擬化平台。
表1整理了目前主流GPU顯示卡且支援RemoteFX的相關技術。
表1 目前支援RemoteFX技術的主流GPU顯示卡
如何選擇實體伺服器硬體規格
要選購運行桌面虛擬化平台的實體伺服器之前,應該要考慮哪些硬體規格及細項,以避免屆時發生工作負載上的效能瓶頸?舉例來說,在預算有限的情況下,與其追求處理器的「時脈(Clock Rate)」速度,更應該著重在處理器的「核心(Cores)」數量才是正確的。
中央處理器(CPU)
請選擇具備更多「定址空間(Address Space)」的64位元處理器,以及大容量的L2/L3/L4「快取(Last Level Cache)」。
此外,為了因應虛擬化平台的工作負載,至少選購支援第一代硬體輔助虛擬化技術的中央處理器,例如Intel-VTx或AMD-V(否則伺服器無法啟用Hyper-V角色)。若支援第二代硬體輔助虛擬化技術如Intel EPT(Extended Page Tables)或AMD NPT(Nested Page Tables)當然更好,將能有效降低虛擬化工作負載。
記憶體(Memory)
伺服器的實體記憶體部分當然是愈多愈好!因為當實體伺服器記憶體空間不足時,便會迫使Windows Server採用硬碟空間產生「分頁檔案(Paging Files)」,以補足不夠的記憶體空間,這將直接影響並降低實體伺服器的運作效能。
同時,選擇支援NUMA(Non-uniform Memory Access)架構的實體伺服器(圖14),以避免CPU處理器與記憶體之間的資料存取行為,因為匯流排頻寬不足的問題而產生存取瓶頸。
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▲圖14 虛擬主機正確感知實體主機NUMA Node架構。(圖片來源:Windows Server Blog – NUMA with Virtual Processor Virtual Machine) |
硬碟(Hard Disks)
在虛擬化架構中另一個重要的環節就是「硬碟」,不同的硬碟種類、轉速、磁碟陣列類型、控制器快取等等,都會影響整體的IOPS(Input/Output Operations Per Second)效能表現。
表2所示為目前市面上常見硬碟的IOPS效能表現,可以透過這個表格來估算出儲存裝置總體的IOPS數值。
表2 常見的硬碟及其IOPS效能表現
此外,當採用不同的磁碟陣列(Redundant Array of Independent Disks,RAID)模式時,則必須考量不同程度的資料「寫入效能處罰(Write I/O Penalty)」,如表3所示。例如建立RAID 5、RAID 6磁碟陣列類型時,雖然整體磁碟空間損失較少,但是IOPS Write I/O Penalty損失較多。
表3 不同RAID應用時所出現的Write I/O Penalty差異
所以,若採購一台2U實體伺服器,配備16顆300GB SAS介面10,000RPM轉速的硬碟(單顆硬碟取130的IOPS數值),資料的讀取及寫入狀況採50%、50%的比例,並分別採用了RAID 5、RAID 10兩種磁碟陣列模式進行比較。
這樣的一台2U實體伺服器,經過下列概算公式後可以發現,採用RAID 5磁碟陣列雖然可以得到較大磁碟空間「4.5TB」,但是IOPS資料讀寫能力為「832」,如圖15所示。
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▲圖15 採用RAID 5磁碟陣列模式IOPS簡易估算值。 |
但是,同樣的2U實體伺服器在採用不同的磁碟陣列模式RAID 10時,經過同樣的概算公式後可以看出,雖然得到較小的磁碟空間「2.4TB」,但是IOPS資料讀寫能力則大幅提升為「1,387」,如圖16所示。
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▲圖16 採用RAID 10磁碟陣列模式IOPS簡易估算值。 |
除此之外,當磁碟陣列卡(RAID Card)或儲存設備加裝了「快取Cache(RAID Card Memory)」及「智慧型電池BBU(Battery Backup Unit)」之後,通常便能開啟資料「寫入快取(Write Cache with BBU)」機制,這樣的機制也能有效降低資料寫入效能處罰的影響。
周邊匯流排及介面卡(Peripheral Bus & Adapter)
在伺服器周邊介面卡方面,請採用通過Windows Hardware Certification驗證流程的介面卡,且速度較快的「快速周邊組件互連(Peripheral Component Interconnect Express,PCI Express)」規格介面卡,例如PCIe x8或x16。
此外,盡量挑選可降低Hyper-V主機CPU工作負載的網路介面卡,例如支援RSS(Receive Side Scaling)、VMQ(Virtual Machine Queue)等等卸載功能的介面卡。
在介面卡的埠方面,該選擇單埠(Single Port)或是多埠(Dual Port、Quad Port)呢?若是實體伺服器的PCIe Slot插槽足夠,建議採用單埠的介面卡較適合,主因是為了避免傳輸瓶頸卡在PCIe Slot匯流排。
因為目前速度最快的PCIe x16在全雙工的情況下傳輸也只有8Gb/s,若在PCIe Slot中插上2埠10G網路卡,可想而知,當工作負載升高時,勢必會造成傳輸瓶頸卡在PCIe Slot匯流排的現象。