VMware 虛擬化 x86

VMware虛擬化技術實作問答(上)

2012-01-18
硬體性能逐年甚至逐月地大幅提升,與電腦剛問世時相比,真是不可同日而語。為充分利用一般使用時大部分閒置的系統資源,虛擬化技術應運而生,在該項技術領域中,最廣為採用的就是VMware。本文將就VMware虛擬化技術實際應用所可能面臨的各項問題提出詳細的解決對策。

Q2:啟用HT功能後,核心數量多一倍,所以運作效能更好?

開啟主機上的HT(Hyper Threading)技術後核心數量會多一倍,因此運作效能一定表現更好?

虛擬主機(Virtual Machine,VM)的CPU稱之為vCPU,當虛擬主機需要CPU運算資源的時候,VMkernel會將此虛擬主機需要的運算資源對應(Mapping)到實體伺服器的CPU核心運算HEC(Hardware Execution Context)能力,以使得虛擬主機得以進行運算。簡單來說,HEC就是實體伺服器的CPU核心數(Cores)。

所以,如圖5所示當虛擬主機配有1 vCPU,在需要運算資源時,只要VMkernel對應到實體主機上其中一個HEC就可以執行運算;若虛擬主機配有2 vCPU,在需要運算資源時,則必須對應到2個HEC才能運算;若4 vCPU則要對應4個HEC才能運算。

▲圖5 虛擬主機vCPU與實體伺服器HEC對應。圖片來源:VMware Communities - Recursos para cluster HA

因此,虛擬主機上配置的vCPU數量愈多,雖然可以達成平行運作的優點,但相對地,實體主機上的核心數也要能夠同時對應才行。

當實體伺服器開啟HT功能之後,一個實體CPU核心將具有兩個邏輯處理單元。如圖6所示,可以看到當2 CPU Socket、2 CPU Cores的實體伺服器開啟HT功能之後,核心運算能力HEC即從4個提升為8個。

▲圖6 實體伺服器開啟HT功能後vCPU與HEC的對應。圖片來源:VMware Communities - Recursos para cluster HA

但眾所周知的是,開啟HT功能後的邏輯處理單元必須在作業系統及應用程式支援的前提下才能提高運算效能(提升約1.2?1.5倍),倘若在不支援的情況下,運算效能反而比本來還低。

雖然,VMkernel在對應vCPU至HEC運算能力時會盡量不對應到同一個實體核心(Core)上,但是當系統忙碌時且虛擬主機須一次對應多個vCPU時,就可能發生對應到同一個Cores上邏輯的HEC,而造成vCPU雖然已對應到HEC但還是沒有實際運算能力,因此建議關閉實體伺服器的HT功能。

Q3:採用e1000網卡,還是vmxnet 3網卡?

虛擬主機應該要採用Intel e1000網卡,還是VMware第三代vmxnet3網卡?在網路封包吞吐量上哪一種比較好?

E1000網卡為模擬Intel e1000的網卡驅動程式,通常虛擬主機在未安裝VMware Tools情況時才會採用此網卡,因此建議為虛擬主機安裝VMware Tools,並採用VMware第三代vmxnet3網卡。

以下表格列出了E1000網卡及vmxnet3在進階網路功能上的支援程度。

E1000網卡和vmxnet3網卡網路功能比較

事實上,安裝好虛擬主機後,應該要先安裝VMware Tools,因為可以使用vmxnet3及進階網路功能。許多人對於VMware Tools的某些功能有所誤解,常常認為安裝VMware Tools不過就是讓虛擬主機的滑鼠不會被咬住,或者只是使虛擬主機與虛擬化平台進行時間校對而已,這樣想的話,就太小看VMware Tools的功用了。

當虛擬主機安裝VMware Tools之後會提供許多進階功能,使得虛擬化平台在調校硬體資源給虛擬主機時能夠更緊密的結合,以下列舉部分VMware Tools所提供的進階功能:

·虛擬裝置驅動(Device Drivers):提供給虛擬主機周邊裝置最佳化後的驅動程式,如SVGA Display Driver。
·虛擬主機心跳偵測(Virtual Machine Heartbeat):若有導入VMware HA進階功能,vCenter Server就是藉由VMware Tools來偵測虛擬主機的心跳(Heartbeat)是否正確運作,以便判斷是否該將虛擬主機移轉至別台ESX/ESXi Host。
·提升滑鼠效能(Improved Mouse):在VM Console操作虛擬主機時,滑鼠移動時很順暢,不會反應遲鈍,並且毋須從VM Console中使用組合鍵手動釋放滑鼠指標。
·記憶體管理(Memory Management):ESX/ESXi Host對於運作於其上的虛擬主機進行記憶體管理機制,例如Memory Ballooning機制的觸發也須透過VMware Tools來進行,以便實體機Host記憶體不足時,虛擬主機能夠依靠Memory Ballooning機制自行建立Page File或SWAP,撐過硬體資源不足的過渡期。
·檔案系統暫停(Quiescing a Guest File System):ESX/ESXi Host藉由此機制來為虛擬主機建立快照(Snapshot)。
·時間同步校對(Time Synchronization):可以直接讓虛擬主機與ESX/ESXi Host進行系統時間同步校對,若虛擬主機為Windows網域成員並會與Windows AD伺服器進行同步校對的話,則建議選擇其一。
·正常關機(Gracefully Shutdown):當按下VM Console的關機按鈕(紅色四方形圖示)時,則虛擬主機會執行正常程序進行關機。


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