Hyper-V wydajność I/O magazynu

W tym artykule bada się różne opcje oraz aspekty związane z dostrajaniem wydajności wejścia/wyjścia (I/O) magazynu w maszynie wirtualnej. Ścieżka wejścia/wyjścia pamięci (we/wy) obejmuje cztery kolejne etapy:

1. Stos magazynowania wirtualnego
2. Warstwa wirtualizacji hosta
3. Stos magazynu hosta
4. Dysk fizyczny

W poniższych sekcjach opisano optymalizacje możliwe dla każdego etapu.

Kontrolery wirtualne

Hyper-V oferuje trzy typy kontrolerów wirtualnych:

• Zintegrowana elektronika napędowa (IDE)

• Mały interfejs systemu komputerowego (SCSI)

• Karty magistrali hosta wirtualnego protokołu Fibre Channel (HBA)

IDE

Zalecamy używanie tylko dysków IDE dla dysków systemu operacyjnego. Dyski systemu operacyjnego mają ograniczenia wydajności na podstawie maksymalnego rozmiaru we/wy dla swoich urządzeń.

Kontrolery IDE to emulowane kontrolery, które uwidaczniają dyski IDE w maszynie wirtualnej. Ten typ kontrolera jest jedyną opcją dla maszyn wirtualnych dla gości z starszymi wersjami Windows bez Hyper-V usług integracji maszyn wirtualnych. Sterownik filtru IDE, który zapewnia usługi integracji, może wykonywać operacje we/wy dysku lepiej niż emulowany kontroler IDE.

SCSI (kontroler SAS)

Wirtualne kontrolery SCSI udostępniają maszynie wirtualnej dyski SCSI. Każdy kontroler SCSI obsługuje maksymalnie 64 urządzenia. Ścieżka SCSI nie jest emulowana, co sprawia, że jest preferowanym kontrolerem dla dowolnego dysku innego niż dysk systemu operacyjnego. System Windows Server 2012 R2 i nowsze obsługują kontrolery SCSI, ale tylko w scenariuszach, w których zgłaszasz kontroler jako SAS (Serial Attached SCSI) do obsługi udostępnionego wirtualnego dysku twardego (VHDX).

Aby uzyskać najlepszą wydajność, zalecamy dołączenie wielu dysków do jednego wirtualnego kontrolera SCSI. Należy utworzyć więcej kontrolerów tylko wtedy, gdy nie masz innych opcji skalowania liczby dysków połączonych z maszyną wirtualną.

Wirtualne karty HBA protokołu Fibre Channel

Skonfiguruj wirtualne karty HBA protokołu Fibre Channel, aby umożliwić maszynom wirtualnym bezpośredni dostęp do numerów jednostek logicznych Fibre Channel i Fibre Channel over Ethernet (FCoE). Wirtualne dyski Fibre Channel pomijają system plików NTFS w partycji głównej, co zmniejsza użycie jednostki centralnej (CPU) podczas operacji we/wy na magazynie. Wirtualne dyski Fibre Channel doskonale nadają się do dużych dysków danych oraz do współużytkowania między wieloma maszynami wirtualnymi w scenariuszach klastrowania gości.

Aby korzystać z wirtualnych dysków Fibre Channel, należy zainstalować co najmniej jedną kartę HBA Fibre Channel na maszynie głównej. Każda karta HBA hosta musi używać sterowników HBA, które obsługują funkcje wirtualnego protokołu Fibre Channel systemu Windows Server 2016 lub wirtualizacji identyfikatorów N_Port (NPIV). Sieć szkieletowa sieci magazynowania (SAN) powinna również obsługiwać protokół NPIV i należy skonfigurować porty karty HBA dla protokołu Fibre Channel w topologii Fibre Channel obsługującej protokół NPIV.

Aby zmaksymalizować przepływność na hostach z więcej niż jedną kartą HBA, zalecamy skonfigurowanie wielu wirtualnych kart HBA wewnątrz maszyny wirtualnej Hyper-V. Dla każdej maszyny wirtualnej można skonfigurować maksymalnie cztery karty HBA. Hyper-V automatycznie równoważy wirtualne karty HBA do hostowania kart HBA, które uzyskują dostęp do tej samej wirtualnej sieci SAN.

Dyski wirtualne

Dyski wirtualne są udostępniane maszynom wirtualnym przez kontrolery wirtualne i mogą być wirtualnymi dyskami twardymi lub dyskami przekazywanymi na hoście.

Dyski wirtualne są dostępne w formatach VHD lub VHDX. Każdy format obsługuje trzy typy plików wirtualnego dysku twardego.

W przypadku uaktualnienia wdrożenia do systemu Windows Server 2016 lub nowszego zalecamy przekonwertowanie wszystkich plików VHD na format VHDX. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz format VHDX.

Format wirtualnego dysku twardego

Późniejsze wersje Hyper-V zawierają ulepszenia jego formatu VHD, które umożliwiają lepsze wyrównanie. Hyper-V w systemie Windows Server 2012 i nowszych obsługuje zarówno formatY VHDX, jak i VHD, w przeciwieństwie do wcześniejszych wersji, które obsługują tylko format VHD. W rezultacie nowsze wersje Hyper-V lepiej działają na dużych dyskach sektora.

Każdy dysk VHD, który utworzysz w systemie Windows Server 2012 lub nowszym, ma optymalne wyrównanie 4 KB. Ten wyrównany format jest w pełni zgodny z wcześniejszymi wersjami systemu Windows Server. Jednak właściwość wyrównania nie obsługuje nowych alokacji z analizatorów, które nie są obsługujące wyrównania 4 KB, takie jak analizator z wcześniejszej wersji systemu Windows Server lub analizatora innego niż Microsoft.

Konwertowanie dysku na format VHD

Podczas migracji dysku VHD z wcześniejszej wersji Hyper-V lub Windows Server do nowszej, system nie konwertuje dysku na format VHD.

Istniejący dysk wirtualny można przekonwertować na wirtualny dysk twardy, otwierając okno programu PowerShell i uruchamiając następujące polecenie:

Convert-VHD –Path <SourceDiskFilePath> –DestinationPath <ConvertedDiskFilePath>

Jeśli na przykład planowane jest przekonwertowanie dysku źródłowego o nazwie test.vhd w dysku E na zmienioną nazwę przekonwertowanego dysku o nazwie test-converted.vhd w tym samym folderze, uruchom następujące polecenie:

Convert-VHD –Path E:\vms\testvhd\test.vhd –DestinationPath E:\vms\testvhd\test-converted.vhd

Sprawdzanie wyrównania dysku

Po przekonwertowaniu dysku możesz sprawdzić jego zmienną wyrównania, aby upewnić się, że używa optymalnego wyrównania 4 KB, uruchamiając Get-VHD polecenie w programie PowerShell. Upewnij się, że uruchomisz polecenie dla dysku źródłowego i dla dysku po konwersji, a następnie porównaj wartości, aby upewnić się, że dysk po konwersji jest dostosowany do wyrównania 4 KB.

Aby sprawdzić wyrównanie dysków:

1. Otwórz okno programu PowerShell.

2. Uruchom polecenie , Get-VHD aby wyświetlić ustawienie wyrównania dla dysku źródłowego.

   Get-VHD –Path <SourceVHDFilePath>
   

3. W danych wyjściowych zwróć uwagę na wartość właściwości Alignment. W tym przykładzie wartość to 0, co oznacza, że dysk nie jest świadomy wyrównania 4 KB.

   Path                    : <SourceVHDFilePath>
   VhdFormat               : VHD
   VhdType                 : Dynamic
   FileSize                : 69245440
   Size                    : 10737418240
   MinimumSize             : 10735321088
   LogicalSectorSize       : 512
   PhysicalSectorSize      : 512
   BlockSize               : 2097152
   ParentPath              :
   FragmentationPercentage : 10
   Alignment               : 0
   Attached                : False
   DiskNumber              :
   IsDeleted               : False
   Number                  :
   

4. Get-VHD Uruchom ponownie polecenie, ale tym razem użyj ścieżki pliku dla przekonwertowanego dysku.

   Get-VHD –Path <ConvertedDiskFilePath>
   

5. W danych wyjściowych sprawdź wartość właściwości Alignment. Wartość powinna być 1, co oznacza, że dysk został pomyślnie przekonwertowany na nowszy format VHD i jest zgodny z wyrównaniem 4 KB.

   Path                    : <ConvertedDiskFilePath>
   VhdFormat               : VHD
   VhdType                 : Dynamic
   FileSize                : 69369856
   Size                    : 10737418240
   MinimumSize             : 10735321088
   LogicalSectorSize       : 512
   PhysicalSectorSize      : 512
   BlockSize               : 2097152
   ParentPath              :
   FragmentationPercentage : 0
   Alignment               : 1
   Attached                : False
   DiskNumber              :
   IsDeleted               : False
   Number                  :
   

Format VHDX

VHDX to zaktualizowany format dysku twardego wprowadzony w systemie Windows Server 2012. Ten format umożliwia tworzenie odpornych dysków wirtualnych o wysokiej wydajności z maksymalnie 64 terabajtami pojemności.

Jeśli przeprowadzasz uaktualnienie do systemu Windows Server 2016 lub nowszego, zalecamy przekonwertowanie wszystkich plików VHD na format VHDX. Zachowaj tylko pliki w formacie VHD, jeśli musisz przenieść maszynę wirtualną do wcześniejszej wersji Hyper-V, która nie obsługuje formatu VHDX.

Oto kilka zalet formatu VHDX:

• Obsługa pojemności magazynu wirtualnego dysku twardego wynosząca maksymalnie 64 terabajty

• Ochrona przed uszkodzeniem danych podczas awarii zasilania przez rejestrowanie aktualizacji struktur metadanych VHDX

• Przechowuje niestandardowe metadane dla pliku w oparciu o to, co użytkownik konfiguruje, chce zarejestrować, na przykład wersję systemu operacyjnego lub zastosowane poprawki

Format VHDX oferuje również kilka funkcji wydajności:

• Ulepszone wyrównanie formatu wirtualnego dysku twardego, co poprawia wydajność na dyskach o dużych sektorach.

• Większe rozmiary bloków dla dysków dynamicznych i różnicowych, które umożliwiają dostosowanie dysków pod kątem wymagań dotyczących obciążenia

• Wirtualny dysk sektorów logicznych 4 KB do zwiększenia wydajności przy aplikacjach i obciążeniach zaprojektowanych dla sektorów 4 KB

• Wydajność reprezentowania danych w celu utworzenia mniejszych rozmiarów plików i umożliwienia bazowemu fizycznemu urządzeniu magazynującemu odzyskanie nieużywanego miejsca

  Note

  Przycinanie wymaga dysków przelotowych lub dysków SCSI oraz sprzętu obsługującego funkcję TRIM.

Pliki wirtualne

Istnieją trzy typy plików VHD:

• Stałe pliki służą do poprawy odporności i wydajności i należy ich używać, gdy magazyn w wartości hostingu nie jest aktywnie monitorowany. Upewnij się, że podczas rozszerzania pliku VHD w czasie wykonywania jest wystarczająca ilość miejsca na dysku. Można ich używać w dowolnym formacie dysku.

• Pliki dynamiczne są przeznaczone do gwarancji odporności i przydzielania miejsca na dysku zgodnie z potrzebami wdrożenia. Można je używać tylko na VHDX.

• Pliki różnicowe zachowują krótkie łańcuchy migawek maszyn wirtualnych, aby zachować dobrą wydajność operacji we/wy dysku. Można ich używać w dowolnym formacie dysku.

Stały typ pliku

Podczas tworzenia stałego pliku VHD system przydziela mu miejsce. Stałe pliki są mniej narażone na fragmentowanie, co poprawia przepływność operacji wejścia/wyjścia, gdy pojedyncza operacja dzieli się na wiele. Ma również najniższe obciążenie procesora spośród trzech opcji plików, ponieważ operacje odczytu i zapisu nie muszą odwoływać się do mapowania bloków.

Zalecamy użycie stałego typu pliku, gdy potrzebujesz optymalnej odporności i wydajności.

Typ pliku dynamicznego

Podczas tworzenia dynamicznego pliku VHD system przydziela miejsce na żądanie. Bloki w pliku rozpoczynają się jako przydzielone, a nieprzydzielone bloki nie zajmują miejsca w pliku. Gdy blok otrzyma pierwszy zapis, stos wirtualizacji musi następnie przydzielić miejsce dla bloku w pliku VHD, a następnie zaktualizować metadane. Ta alokacja zwiększa liczbę operacji we/wy dysku wymaganych do zapisu, zwiększając użycie procesora CPU. Operacje odczytu i zapisu w istniejących blokach wiążą się z obciążeniem zasobów systemowych, ponieważ wymagają dostępu do dysku oraz obciążenia procesora podczas wyszukiwania mapowania bloków w metadanych.

Jeśli używasz pliku VHDX, zalecamy użycie typu pliku dynamicznego, gdy nie monitorujesz aktywnie magazynu na woluminie hostingu. Upewnij się, że masz wystarczającą ilość miejsca na dysku podczas rozszerzania pliku VHD w czasie wykonywania.

Typ pliku różnicowego

Pliki różnicowe to migawki maszyny wirtualnej, które przechowują zapisy na dyskach. Jeśli zapisujesz w bloku bez istniejących zapisów, system przydziela miejsce w pliku VHD tak samo jak dynamicznie powiększający się dysk VHD. Usługi systemowe odczytują operacje z pliku VHD, jeśli blok zawiera już zapisy. W przeciwnym razie obsługuje bloki z nadrzędnego pliku VHD. W obu przypadkach system odczytuje metadane w celu określenia mapowania bloku. Odczyty i zapisy do tego dysku VHD mogą zużywać więcej procesora i powodować więcej operacji wejścia/wyjścia niż stały plik VHD.

Jeśli istnieje tylko kilka migawek, operacje wejścia/wyjścia magazynu mogą potencjalnie używać więcej zasobów procesora niż zwykle, ale nie ma to zauważalnego wpływu na wydajność, z wyjątkiem obciążeń serwera intensywnie korzystających z operacji wejścia/wyjścia. Tworzenie i używanie dużego łańcucha migawek maszyn wirtualnych powoduje problemy z wydajnością. W plikach różnicowych system musi sprawdzić żądane bloki w wielu różnych różnych dyskach VHD różnicowych tylko do odczytu z dysku VHD. Jeśli używasz plików różnicowych, zalecamy, aby łańcuchy migawek były krótkie, aby zachować dobrą wydajność operacji dyskowych.

Zagadnienia dotyczące rozmiaru

Podczas planowania optymalizacji dysku należy rozważyć zarówno rozmiar bloku, jak i rozmiar sektora. W tej sekcji opisano zalecenia dotyczące określania rozmiaru bloków i sektorów.

Rozmiar bloku

Ponieważ rozmiar bloku może znacząco wpłynąć na wydajność, zalecamy dopasowanie rozmiaru bloku do wzorców alokacji obciążeń przy użyciu dysku. Jeśli aplikacja przydziela bloki we fragmentach o rozmiarze 16 MB, najlepiej użyć bloku dysku VHD o rozmiarze 16 MB. Rozmiary bloków większe niż 2 MB są możliwe na VHD tylko przy użyciu formatu VHDX. Jeśli rozmiar bloku jest większy niż schemat alokacji dla losowego obciążenia operacji we/wy, zwiększa to ilość miejsca używanego przez dysk VHD na hoście.

Rozmiar sektora

Organizacje oprogramowania często zależą od sektorów dysków 512 bajtów, ale standard branżowy przenosi się do sektorów dysków o rozmiarze 4 KB. Aby zmniejszyć problemy ze zgodnością, które mogą wynikać ze zmian rozmiaru sektora, dostawcy dysków twardych wprowadzają rozmiar przejściowy nazywany dyskami emulacji 512 (512e).

Dyski emulacji oferują niektóre zalety zapewniane przez dyski natywne sektora dysków 4 KB, takie jak zwiększona wydajność formatu i ulepszony schemat kodów poprawek błędów (ECC). Napędy emulacji powodują mniej problemów ze zgodnością podczas ukazywania rozmiaru sektora 4 KB w interfejsie dysku.

Aby w pełni korzystać z sektorów 4 KB, zalecamy użycie formatu VHDX zamiast sektorów dysków 512 bajtów. Aby zmniejszyć problemy ze zgodnością między rozmiarami dysków, zaimplementuj napędy 512e do przejściowego ustalania rozmiaru.

Obsługiwanie rozmiaru przejściowego dla dysków 512e

Dysk 512e może wykonywać operację zapisu tylko pod względem sektora fizycznego. Ten typ dysku nie może bezpośrednio zapisać sektora o rozmiarze 512 bajtów przydzielonego przez system. Dysk ma proces wewnętrzny, który umożliwia operacje zapisu polegające na operacjach typu Read-Modify-Write (RMW) w następującej kolejności:

• Najpierw dysk odczytuje sektor fizyczny o rozmiarze 4 KB do wewnętrznej pamięci podręcznej. Pamięć podręczna zawiera sektor logiczny 512 bajtów, o którym mowa w operacji zapisu.

• Następnie dysk modyfikuje dane w buforze 4 KB w celu uwzględnienia zaktualizowanego sektora 512 bajtów.

• Na koniec dysk zapisuje zaktualizowany bufor 4 KB z powrotem do jego sektora fizycznego na dysku.

Ogólny wpływ procesu RMW na wydajność zależy od obciążenia. Proces RMW może spowodować obniżenie wydajności wirtualnych dysków twardych z następujących powodów:

• Dynamiczne i różnicowe dyski VHD mają 512-bajtową mapę bitową sektora przed ładunkiem danych. Stopka, nagłówek i lokalizatory nadrzędne są dostosowane do sektora o wielkości 512 bajtów. Sterownik wirtualnego dysku twardego często wykonuje 512-bajtowe operacje zapisu w celu zaktualizowania tych struktur, co powoduje uruchomienie procesu RMW dysku.

• Aplikacje często wykonują operacje odczytu i zapisu w wielokrotnościach 4 KB, ponieważ 4 KB jest domyślnym rozmiarem klastra NTFS. Dynamiczne i różnicowe wirtualne dyski twarde mają 512-bajtową mapę bitową sektora przed blokiem ładunku danych. Ta mapa bitowa powoduje, że bloki 4 KB nie są wyrównane do fizycznej granicy 4 KB. Na poniższym diagramie przedstawiono wyróżniony blok VHD 4-KB, który nie jest zgodny z fizyczną granicą 4 KB.

  

Każda operacja zapisu 4 KB przez bieżący analizator w celu zaktualizowania danych ładunku powoduje dwa odczyty dla dwóch bloków na dysku. Następnie system aktualizuje bloki i zapisuje je z powrotem do dwóch bloków dysku. Hyper-V w systemie Windows Server 2016 zmniejsza wpływ na wydajność działania dysków 512e w stosie dysku VHD. Hyper-V przygotowuje struktury do wyrównania do granic 4 KB w formacie VHD. Ograniczenie ryzyka pozwala uniknąć wpływu RMW na dostęp do danych w pliku wirtualnego dysku twardego i aktualizacji do struktur metadanych wirtualnego dysku twardego.

Jak wspomniano wcześniej, dyski VHD skopiowane z wcześniejszych wersji systemu Windows Server nie są automatycznie wyrównane do 4 KB. Możesz ręcznie przekonwertować dysk w celu optymalnego wyrównania przy użyciu opcji Kopiuj z dysku źródłowego za pomocą polecenia Convert-VHD.

Domyślnie wirtualne dyski twarde są widoczne z rozmiarem sektora fizycznego 512 bajtów. Zapewnia to, że aplikacje uzależnione od rozmiaru sektora fizycznego nie są wpływane podczas migracji aplikacji i dysków VHD z wcześniejszej wersji systemu Windows Server.

Domyślnie system tworzy dyski VHDX o rozmiarze sektora fizycznego o rozmiarze 4 KB w celu zoptymalizowania profilu wydajności na zwykłych dyskach i większych dyskach sektora.

Aby zmniejszyć problemy ze zgodnością między rozmiarami dysków, zalecamy zaimplementowanie dysków 512e na potrzeby przejściowego określania rozmiaru. Aby w pełni korzystać z sektorów 4 KB, użyj formatu VHDX.

Natywne dyski 4 KB

Hyper-V w systemie Windows Server 2012 R2 i nowszych obsługuje dyski natywne 4 KB. Dane dysku VHD można również przechowywać na dysku natywnym o rozmiarze 4 KB, implementując algorytm RMW oprogramowania w warstwie stosu magazynu wirtualnego. Algorytm konwertuje żądania dostępu i aktualizacji o rozmiarze 512 bajtów na odpowiednie dostępy i aktualizacje 4 KB.

Ponieważ pliki VHD mogą uwidaczniać tylko 512-bajtowe dyski o rozmiarze sektora logicznego, prawdopodobnie istnieją aplikacje, które wysyłają żądania I/O o rozmiarze 512 bajtów. W takich przypadkach algorytm RMW w warstwie stosu pamięci spełnia żądania i powoduje obniżenie wydajności. Ten sam wynik występuje w przypadku dysków VHDX o rozmiarze sektora logicznego o rozmiarze 512 bajtów.

Pliki VHDX można skonfigurować do uwidocznienia jako dysk o rozmiarze sektora logicznego 4 KB. Ta implementacja jest optymalną konfiguracją wydajności dysków hostowanych na natywnym urządzeniu fizycznym 4 KB. Upewnij się jednak, że rozmiar sektora logicznego o rozmiarze 4 KB obsługuje zarówno gościa, jak i aplikację korzystającą z dysku wirtualnego. Format VHDX działa poprawnie na urządzeniu o rozmiarze sektora logicznego 4 KB.

Zalecamy unikanie używania dysków natywnych o rozmiarze 4 KB z plikami VHD i VHDX, ponieważ może to spowodować obniżenie wydajności. Jeśli scenariusz wymaga dysków natywnych 4 KB, należy użyć formatu VHDX na urządzeniu o rozmiarze sektora logicznego 4 KB.

Dyski przekazywane

Zalecamy unikanie używania dysków przekazywanych ze względu na ograniczenia wprowadzone w scenariuszach migracji maszyn wirtualnych.

Mapowanie wirtualnego dysku twardego na maszynie wirtualnej bezpośrednio na dysk fizyczny lub numer jednostki logicznej (LUN) zamiast pliku VHD jest nazywane dyskiem przekazywania dysku przekazywanego, dzięki czemu można pominąć system plików NTFS w partycji głównej, co zmniejsza użycie procesora CPU we/wy magazynu. Jednak użycie dysków przekazywanych wiąże się również z ryzykiem, że dyski fizyczne lub LUN stają się trudniejsze do migrowania między maszynami niż pliki VHD.

Zaawansowane funkcje przechowywania danych

W tej sekcji omówiono kilka dodatkowych optymalizacji wydajności, które należy wziąć pod uwagę w przypadku zaawansowanych funkcji przechowywania danych.

Jakość usługi (QoS) magazynu

W systemie Windows Server 2012 R2 i nowszych, Hyper-V zawiera możliwość ustawienia niektórych parametrów jakości usług (QoS) dla przechowywania na maszynach wirtualnych. Zalecamy zaimplementowanie funkcji QoS magazynu, aby uzyskać dostęp do dodatkowych parametrów magazynu, ustawić maksymalne i minimalne progi liczby operacji we/wy na sekundę dla wirtualnych dysków twardych oraz monitorować wydajność dysku. Te parametry można zaimplementować, aby uzyskać następujące korzyści:

• Konfigurowanie izolacji wydajności przechowywania w środowisku wielotenantowym

• Określanie maksymalnej i minimalnej liczby operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) dla wirtualnych dysków twardych

  • Administratorzy mogą ograniczyć operacje we/wy magazynu, aby uniemożliwić jednej dzierżawie korzystanie z nadmiernych zasobów magazynu, które mogą mieć wpływ na inne dzierżawy. Ustaw minimalną wartość IOPS i otrzymuj powiadomienia, gdy system nie osiąga progu optymalnej wydajności. Określamy maksymalne lub minimalne wartości liczby operacji we/wy na sekundę w odniesieniu do znormalizowanych operacji we/wy na sekundę, gdzie co 8 KB danych jest we/wy.

• Otrzymywanie powiadomień, gdy wydajność operacji we/wy magazynu spadnie poniżej zdefiniowanych progów w celu wydajnego uruchamiania obciążeń maszyn wirtualnych

• Uzyskaj dostęp do parametrów magazynu dla infrastruktury metrycznej maszyn wirtualnych i umożliwiaj administratorom monitorowanie parametrów związanych z wydajnością oraz rozliczeniami kosztów.

Należy jednak pamiętać również, że QoS magazynu ma następujące ograniczenia:

• Dostępne tylko dla dysków wirtualnych

• Dysk różnicowy nie może mieć nadrzędnego dysku wirtualnego na innym woluminie

• QoS dla lokacji repliki jest konfigurowana oddzielnie od lokacji głównej

• Funkcja QoS magazynu nie obsługuje współdzielonego dysku VHDX

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Jakość usługi magazynowania dla Hyper-V.

Ustawienia rejestru we/wy NUMA dla dużych maszyn wirtualnych

System Windows Server 2012 lub nowszy obsługuje topologię niejednolitego dostępu do pamięci (NUMA) w maszynach wirtualnych Hyper-V. Obsługa architektury NUMA zwiększa wydajność obciążeń uruchomionych na maszynach wirtualnych skonfigurowanych z dużą ilością pamięci lub dużych maszyn wirtualnych. Aby włączyć tę obsługę, duże konfiguracje maszyn wirtualnych wymagają skalowalności pod względem przepływności operacji we/wy. Przykładem dużej maszyny wirtualnej jest program Microsoft SQL Server z 64 procesorami wirtualnymi.

Następujące ulepszenia systemu Windows Server spełniają wymagania dotyczące skalowalności operacji we/wy dla dużych maszyn wirtualnych:

• Tworzenie większej liczby kanałów komunikacyjnych między urządzeniami gościnnymi a systemem magazynowania hosta.

• Bardziej wydajny mechanizm obsługi operacji we/wy obejmujący rozkład przerwań między procesorami wirtualnymi w celu uniknięcia kosztownych zakłóceń międzyprocesorowych.

Klucze rejestru

Zalecamy użycie ustawień klucza rejestru NUMA systemu Windows Server, aby zwiększyć wydajność obciążeń uruchomionych na dużych maszynach wirtualnych.

Dodaliśmy i zaktualizowaliśmy niektóre wpisy rejestru, aby obsługiwać ulepszenia w poprzedniej sekcji i umożliwić dostosowanie liczby kanałów. Wpisy można znaleźć na stronie HKLM\System\CurrentControlSet\Enum\VMBUS\<device id>\<instance id>\StorChannel.

Część <device id>\<instance id>\ ścieżki odpowiada odpowiednim wartościom w konfiguracji. Te wpisy rejestru przypisują wirtualne procesory obsługujące zakończenia operacji we/wy do wirtualnych CPU, które aplikacja wyznaczyła jako procesory do obsługi we/wy. System konfiguruje ustawienia rejestru dla każdego adaptera na kluczu sprzętowym urządzenia.

Poniżej przedstawiono dwa kluczowe ustawienia, które należy wziąć pod uwagę:

• ChannelCount (DWORD) to całkowita liczba kanałów komunikacyjnych, z których można korzystać podczas wdrażania. Wartość maksymalna to 16. Liczba kanałów jest domyślnie równa wartości równej liczbie procesorów wirtualnych podzielonych przez 16.

• ChannelMask (QWORD) to koligacja procesora dla kanałów. Jeśli nie określisz tego kluczowego ustawienia lub ustawisz wartość na 0, maska kanałów zostanie ustawiona domyślnie na istniejący algorytm dystrybucji kanałów dla standardowego pamięci masowej lub kanałów sieciowych. Standardowa akcja zapewnia, że kanały przechowywania nie powodują konfliktu z kanałami sieciowymi.

Integracja odciążonego transferu danych

Zalecamy użycie operacji odciążonego transferu danych (ODX), aby upewnić się, że obciążenie maszyny wirtualnej może korzystać z magazynu obsługującego ODX tak jak w środowisku fizycznym.

Kluczowe zadania konserwacji dysków VHD, takie jak scalanie, przenoszenie i kompaktowanie, obejmują kopiowanie dużych ilości danych. Bieżąca metoda kopiowania danych wymaga, aby system odczytywał i zapisywał dane w różnych lokalizacjach, co jest czasochłonne i korzysta z zasobów procesora CPU i pamięci, które mogły przejść do obsługi maszyn wirtualnych.

Dostawcy sieci magazynowania (SAN) mogą udostępnić funkcję sprzętową o nazwie ODX. Ta funkcja zapewnia niemal natychmiastowe operacje kopiowania dla dużych ilości danych. Funkcja ODX umożliwia systemowi, a nie dyskom określenie sposobu przenoszenia określonych zestawów danych z jednej lokalizacji do innej.

Hyper-V w systemie Windows Server 2012 i nowszych obsługuje operacje ODX w celu przekazywania skopiowanych danych z systemu operacyjnego gościa do sprzętu hosta. Obciążenie może używać magazynu z obsługą funkcji ODX tak samo jak w środowisku niezwirtualizowanym. Stos pamięci Hyper-V może również wykonywać operacje ODX podczas konserwacji dysków VHD, takich jak scalanie dysków i przechowywanie metaoperacji migracji podczas migracji ogromnych ilości danych.

Anulowanie mapowania integracji powiadomień

Zalecamy korzystanie z powiadomień o zwolnieniu miejsca w celu zwiększenia efektywności plików VHDX i umożliwienia bazowemu fizycznemu urządzeniu magazynującemu odzyskanie nieużywanego miejsca.

Pliki VHD istnieją na woluminie magazynu, gdzie współużytkują dostępne miejsce innym plikom. Ponieważ ich rozmiar pliku jest zwykle duży, pliki VHD mogą zająć dużo miejsca. Większe zapotrzebowanie na miejsce do magazynowania wpływa na budżety sprzętowe IT, co oznacza, że w miarę możliwości należy zoptymalizować użycie miejsca fizycznego.

W wersjach Windows Server wcześniejszych niż Windows Server 2012, stos pamięci masowej Windows w systemie operacyjnym gościa oraz host Hyper-V miał ograniczenia, które uniemożliwiały optymalizację przestrzeni dyskowej. Gdy aplikacje usunęły zawartość z dysku VHD, miejsce do magazynowania pozostało porzucone. System nie powiadamia urządzenia VHD ani fizycznego urządzenia magazynującego o usuniętych informacjach, co uniemożliwia optymalizację miejsca przez stos magazynu Hyper-V dla plików dysków wirtualnych opartych na VHD. W rezultacie bazowe urządzenie magazynujące nie mogło odzyskać przestrzeni, którą wcześniej zajmowały dane przed ich usunięciem.

Od systemu Windows Server 2012 program Hyper-V obsługuje powiadomienia cofania mapowania. Ta funkcja pozwala plikom VHDX zgłaszać usunięte dane do stosu pamięci masowej, co maksymalizuje wydajność przez zmniejszenie rozmiarów plików i umożliwia stosowi odzyskanie nieużywanego miejsca na inne zastosowania.

Tylko specyficzne dla Hyper-V interfejsy SCSI, zoptymalizowany IDE i wirtualne kontrolery Fibre Channel umożliwiają przekazanie poleceń unmap z systemu operacyjnego gościa do stosu magazynu wirtualnego hosta. Na dyskach VHD tylko dyski wirtualne sformatowane jako VHDX obsługują polecenia unmap z systemu operacyjnego gościa.

Treści powiązane

• terminologia dotyczącaHyper-V

• architekturaHyper-V

• konfiguracja serweraHyper-V

• Hyper-V wydajność procesora

• Hyper-V wydajność pamięciowa

• wydajność sieciHyper-V I/O

• Wykrywanie wąskich gardeł w środowisku zwirtualizowanym

• Maszyny wirtualne z systemem Linux