SETEMBRO, 2010 | SÃO PAULO
CÓDIGO DA SESSÃO: VIR312
Dicas e Truques de
Performance: Como obter o
maximo do Windows Server
2008 R2 Hyper-V
Fabio Hara
IT Pro Evangelist
Microsoft Brasil
Rodrigo Immaginário
MVP Security
Conselho de Arquitetos de
Infraestrutura - CAI
Objetivos desta Sessão
Percepções do Mercado
Informações públicas disponíveis
Dicas de performance do Hyper-V
Pontos Principais
Aprenda como identificar contenções de recurso
Hyper-V está pronto para empresas e é melhor com
Windows Server 2008 R2
3
Observações vindas do mercado
Nossos Clientes e Parceiros
Hyper-V não funciona
com muitas VM’s por
servidor (Não consigo ter
densidade)
Hyper-V não suporta
pressão
Não consigo rodar
aplicações críticas como
SQL, SharePoint e
Exchange no Hyper-V
4
Experimente o Hyper-V
R2, você vai ter uma
grande diferença. Não
compare com o R1 do
Hyper-V
Windows Server 2008 R2
tem uma performance
incrível
O Hyper-V R2 é uma
plataforma robusta para
aplicações críticas
Microsoft e de outros
fabricantes também
Quebrando a Performance – Hyper-V
Performance iSCSI com placa de rede Intel® 82599 10G NIC com VMDq,
Plataforma Intel® Xeon 5580, Windows Server 2008 R2 e Hyper-V R2
Read/Write IOPs and Throughput Test
• 715k IOPs -- 10GbE line rate
• Intel VMDq e Microsoft VMQ
aceleram o iSCSI para a VM
• Hyper-V atinge throughput nativo
em 8k e muito mais
• Pronto para o futuro: Escala com
novas plataformas, SO’s e placas
Ethernet
• https://msevents.microsoft.com/CUI/
WebCastEventDetails.aspx?culture=
enUS&EventID=1032432957&Country
Code=US
Performance tests and ratings are measured using specific computer systems and/or components and reflect the approximate performance
of Microsoft Intel products as measured by those tests. Any difference in system hardware or software design or configuration may affect
5actual performance. Buyers should consult other sources of information to evaluate the performance of systems or components they are
considering purchasing.
Teste de Performance da Unisys com
Live Migration
http://www.microsoft.com/presspass/events/teched/docs/unisys.doc
6
Performance em SQL Server: SLAT
Configuração:
Resultados:
• SO: Microsoft® Windows Server® 2008 R2 • Capacidade de carga melhorados com
Hyper-V™
consolidação
• Hardware: HP DL585 (16 core) com SLAT
• Escalabilidade quase linear de throughput
(Second Level Address Translation), storage
sem CPU over-commit
HP EVA 8000
• Performance melhorada com Windows
• Maquinas Virtuais: 4 VP e 7 GB RAM por
Server 2008 R2 e arquitetura de
VM; VHD com tamanho fixo
processador com SLAT
Throughput
Escalabilidade de Instâncias Virtuais
(Batch requests/sec)
% CPU
80
Escalabilidade quase linear
Sem CPU over-commit
3500
CPU over-commit
70
3000
60
2500
Heavy
Load
50
2000
40
)
1500
30
1000
20
500
10
0
Low
Load
0
1VM
7
Moderate
Load
2VM
3VM
4VM
5VM
6VM
7VM
Batch req/sec
%CPU
Relative Throughput
Windows Server 2008 R2
Windows Server 2008 R2
Batch requests/sec/%CPU
Windows Server 2008 R2
8VM
Relative Throughput for
Windows Server 2008
http://virtualrealitycheck.net/
Testes sobre como diferentes Hypervisors gerenciam
cargas de trabalho de Terminal Servers e VDI
Fase II do Projeto VRC utiliza Citrix XenServer 5.5,
Windows Server 2008 R2 Hyper-V e VMware vSphere 4
Update 1 (build 208167)
Resultados atuais comparam Terminal Servers em VMs
Acesse este relatório em http://virtualrealitycheck.net
8
Resultados
9
Qual o significado disto?
Hyper-V executa TS (mesmo no W2K3) muito bem
A diferença “perceptível” de performance entre ESX e
Hyper-V não existe
Hyper-V executa RDS muito bem!
Os testes simularam um ambiente real. Os resultados
podem ser diferentes se executados no seu ambiente
Veja o documento de metodologia de Benchmarking
em:
http://virtualrealitycheck.net/
10
Dicas de Performance no Hyper-V
Dicas para obter uma melhor experiência
11
Revisão da Arquitetura do Hyper-V
Partição “Pai”
Partição “Filho”
Partição “Filho”
Servidor
Servidor
VSPs
VSPs
I/O
Stack
I/O
Stack
Drivers
I/O
Stack
VSCs
VMBus
Memória
Compartilhada
OS Kernel
Enlightenments
(WS08+)
VSCs
VMBus
VMBus
Hypervisor
Devices
12
Processadores
Memória
#1
Conheça os 4 pilares de
recursos do seu servidor
13
CPU
MEM
DISK
NET
Os 4 Pilares*
Initial Indicators of Performance
CPU:
CPU
MEM
DISK
NET
\Processor(*)\% Processor Time > 75%
Memory:
\Memory\Available MBytes < 100MBs
Disk
\LogicalDisk(*)\Avg Disk sec/Read|Write >
15ms
Network
\Network Interface(*)\Output Queue
Length > 2
14
Processador
O G2C (Guest to Core) é o guia para determinar
aprox quanto processamento será necessário
para cada instância virtual
Baixo Workload de Guest
2:1
2 guests por Core
Médio Workload de Guest
1:1
1 guest por Core
Alto Workload de Guest
1:2
1 guest para cada 2 Cores
Nota: isto não é crítico, pois fatores como
configurações de disco afetam muito mais a
performance das VMs
15
Utilize contadores de performance
do Hyper-V
\Hyper-V Hypervisor Logical Processor(*)
\% Total Run Time
Físicos
\Hyper-V Hypervisor Virtual Processor(*)
\% Guest Run Time
Bom: menor que 75%
Atenção: maior que 75%
Crítico: maior que 85%
Evite o Task Manager!
Evite o % Processor Time!
16
Virtuais
#2
Utilização de Processador do Hyper-V
O contador de performance % Processor Time não é preciso. Utilize o %
Guest Run Time e % Total Run Time
Partição Pai (máquina física)
2
Virtual BizTalk
% Processor Time
100%
1
Root Partition % Processor Time
2%
5%
4%
3%
90%
90%
90%
90%
100%
3
Virtual BizTalk
1
\Hyper-V Hypervisor Logical Processor(*)\%
Guest Run Time
% Processor Time
100%
100%
4
95%
95%
95%
95%
\Hyper-V Hypervisor Logical Processor(*)\%
Total Run Time
Análise a Taxa de Processamento
Taxa 1 para 1
1
Taxa 2 para 1
BizTalk Server
BizTalk Server
Virtual Processors
Virtual Processors
0
0
2
BizTalk Server
BizTalk Server
Virtual Processors
Virtual Processors
0
0
1
1
BizTalk Server
BizTalk Server
BizTalk Server
BizTalk Server
Virtual Processors
Virtual Processors
Virtual Processors
Virtual Processors
0
0
0
18
#3
1
2
0
3
0
1
0
1
2
Processadores Lógicos
Processadores Lógicos
Sub Utilizado?
Super Utilizado?
1
3
Instale o Integration Components #4
Instale os Integration
Components (ICs)
Grande melhora em
performance
Verifique pelo Virtual
Machine Bus no
Device Manager
ICs não é
necessário para
WS08 R2 como
guest
19
Use VMs Windows 2008
#5
Use o Windows Server 2008 (ou superior) como SO
Guest
Enlightenments reduzem o custo de funções do SO
como por exemplo gerenciamento de memória
Chamadas HyperCalls diretas para o Hypervisor
Not optimal
20
Optimal
Use Processadores com SLAT
#6
Utilize hardware que suporte o Second Level Address Translation
(SLAT)
O SLAT é um hardware otimizado para ambientes virtualizados
Denominação da AMD - Rapid Virtualization Indexing
Processadores Phenom e Opteron
Algumas vezes chamado de Nested Page Tables (NPT)
Denominação da Intel - Extended Page Tables (EPT)
Processadores baseados no Nehalem (Intel Core i7 para desktops e série
The Virtual / Process view
The Physical / real view
Xeon 5500 para servidores)
Virtual Machine 1
Virtual Machine 3
Virtual Machine 1
Hyper Visor
21
Operating System
Physical Memory Pages
Análise de Processamento com SLAT
Comparação entre SQL Server físico para virtual
Utilização de processadores físicos possui
diferença de aproximadamente 1%!
Teste com Intel Nehalem x5550 com 16 LPs
WS08 R2 rodando com WS08 R2
22
Std
10% of Outliers
Avg Max Deviation
Removed
\Processor(*)\% Processor Time
Min
Physical SQL
4
14
100
14
12
Hyper-V Hypervisor Logical
Processor(_Total)\% Total Run Time
3
15
23
3
14
Virtual SQL
4
22
35
5
21
Feche a Janela dos Gerenciadores
#7
Hyper-V Manager e Sessões VMConnect consomem recursos.
Feche ou minimize o Hyper-V Manager durante os testes.
Feche as janelas de sessões VMConnect durante os testes.
23
Use Drivers de Vídeo Básicos
#8
Evite drivers de placas de vídeo de alta
performance.
Drivers de alta performance (WDDM) causam
muitas traduções de endereçamento virtual
para físico
Optimal
24
Evite Utilizar a Root Partition
#9
Evite utilizar serviços na root partition (maquina
host)
X
DHCP
DNS
IIS
Directory
Services
…
25
Tempo de Resposta do Disco
ainda Prevalece!
#10
\LogicalDisk(*)\Avg. Disk Sec/Read|Write
Bom: less than 10ms (0.010)
Alerta: greater than 15ms (0.015)
Crítico: greater than 25ms (0.015)
\LogicalDisk(*)\Disk Transfers/sec
Analisar o IOPS na perspectiva do SO
Para referência:
• Único spindle de 5400rpm: ~14ms raw seek time com
aprox 200 IOPS
• Floppy 3.5”: ~900ms* com aprox 1 IOPS
26
Solid State Surpreende
Hyper-V executa
muito bem em Solid
State Disks (SSD)
#11
Higher
Is
Better
Exemplo:
SSD é capaz de
oferecer mais I/O’s
por segundo (IOPS)
com tempos mais
rápidos de resposta
Sem muita lentidão
com Hyper-V R2!
27
Menos de 1ms
gasto no Hyper-V
E: = SSD
SSD possui
mais
throughput!
Lower
Is
Better
SSD possui
tempo de
resposta
mais
rapido
Comparação de Disco com Hyper-V R2*
Bom: Discos VHDs Fixos e Dinâmicos possuem
praticamente mesma performance agora.
Ainda melhor: Pass-Through é o melhor para
performance.
Isso Importa? VHD’s dinâmicos gastam menos
de 1ms no Hypervisor!
28
David Bermingham's blog - http://clusteringformeremortals.com/
Storage
Performance de disco é o maior fator que afeta
performance de virtualização
Host Físico – disco dedicado
VHDs – discos separados
SE a tolerância a falhas não for requisito obrigatório
(ex: servidores de teste)
RAID-0
SE a tolerância a falhas for requisito obrigatório (ex:
produção)
RAID-1 (inclui RAID-10)
Não utilize RAID-5 para volumes com VHDs devido ao
overhead de escrita de paridade
29
Configuração de Discos
Volume para Sistema Operacional
2 discos dedicados em RAID-1
Volumes de Dados / VHD
SAS 2,5” ou 3,5” – 10k ou 15k – Scsi disk
Controladora RAID
Controladoras “onboard” normalmente possuem
performance limitada
Prefira controladoras adicionais
256MB+ Battery Backed Cache
Read-ahead cache
Write-back cache
Queda de energia pode ocasionar corrupção de dados caso esteja
habilitado. Inclua no-breaks
Suporte a RAID 0, 1 e 10
Suporte a 128k+ Max strip size (pref. 256k)
30
Synthetic SCSI Controller
Melhor performance para I/O de Storage –
redução de overhead de CPU em relação ao
Emulated IDE Device
Depende de Integration Services
Para volumes com I/O intensivo – attach de
discos de VHD´s para cada Synthetic SCSI
Controller
31
Criando Partições para Storage
Selecione o tamanho correto de cluster ao
formatar as partições:
Perfil de I/O de VMs
Tamanho de Cluster
VMs em Geral
16k
Alta taxa de escrita da VM
64k
Windows Server 2008 e R2 automaticamente faz
alinhamento de partição em 1024k, não sendo
necessário fazer alinhamento manual
CUIDADO: Pass-through de VMs Windows Server
2000 e/ou 2003
32
Desfragmentar?
Operações de escrita de
bloco de dados em
arquivos VHD são
baseadas em FIFO (First-in
First-Out). Como resultado
os dados se tornam
fragmentados com o
tempo
Realize regularmente
operações de
desfragmentação para
compactar os blocs de
33dados
Nível 1
Nível 2
Nível 3
• Fragmentação
do Host Físico
• Fragmentação
do VHD
• Fragmentação
no sistema de
arquivos da VM
Dicas Adicionais
Se voce possuir VMs Windows Server 2003 (ou
anteriores) então desabilite o recurso de File
System Last Access Time para melhorar
performance
reg add
HKLM\System\CurrentControlSet\Control\Fil
eSystem /v NTFSDisableLastAccessUpdate /t
REG_DWORD /d 0x1 /f
Desabilite o antivírus da monitoração de
volumes que contenham dados do Hyper-V
(VHD, snapshot, etc)
34
Evite Snapshots
#12
Evite usar snapshots do Hyper-V, menos no
WS08 R2.
Muito bom para backups rápidos, mas…
Snapshots requerem overhead adicional para
monitorar alterações
35
Encadeamento de Snapshots
Performance - R1 vs R2
A performance de encadeamentos de snapshots
é melhor no WS08 Hyper-V R2
Maior é
melhor!
Virtual Hard Disk Performance
36
Utilize Pass-Through com SCSI
I/O passa direito para o
storage stack na root
partition.
Melhor para serviços
com I/O alto, como SQL e
Exchange.
37
#13
Utilize VHDs de Tamanho Fixo
#14
Se o disco de Pass-Through não for possível
então utilize VHDs de tamanho fixo
Melhor para performance, porém consome mais
espaço em disco da storage do que o VHD
dinâmico.
38
Desabilite Mídia Removível
#15
Desabilite os drivers de mídias removíveis
(floppy, optical drive, etc.) quando não estiver
em uso.
Mídias removíveis são periodicamente
acessadas
39
Memória para a Root Partition
Deixe pelo menos 512MBs de RAM para a root
partition. 1GB ou mais é recomendado.
A mesma regra é válida para Server Core Edition
40
#16
Dimensione a Memória
#17
\Memory\Available MBytes: Mede a memória
RAM disponível
Bom: Maior que 10% da RAM
Atenção: Menor que 10% da RAM
Crítico: Menor que 100MBs
Aplicável a todos os computadores (físicos e
virtuais).
Picos de Pages/sec isolados não significam uma
condição de memória baixa
Leia “The Case of the Phantom Hard Page Faults”
41
Planejamento de Capacidade de Memória
Mais memória
RAM permite
utilizar ativamente
a memória –
evitando paginação
em disco
Root Partition (host físico) – 16GBs
de RAM
Root Partition
(physical host)
Virtual Guest
Virtual Guest
RAM: 2GBs
Committed
Memory
Committe
Pagefile.sysd Memory
42
RAM: 4GBs
Committed Memory
Pagefile.sys
Planejamento de Capacidade de Memória
Utilize
“\Memory\Commit
ted Bytes” como
ponto inicial para
Planejamento
Computador Físico
de Memória
RAM: 2GBs
RAM
Committed
Memory –
2GBs
Committed
Pagefile.sysMemory –
2GBs
43
Root Partition (Host Físico) – 16GBs
de RAM
Root Partition
(physical
host)
Virtual
Guest
RAM: 4GBs
Committed Memory
Pagefile.sys
Evite Gargalos de Rede
#18
\Network Interface(*)\Output Queue Length
Bom: menor que 1 em média
Atenção: maior que 1 em média
Crítico: maior que 2 em média
Diagnóstico com Resource Monitor, xPerf, etc.
Adicione mais placas de rede se ocorrerem
gargalos
Dedique pelo menos 1 placa 1Gb para Live
Migration.
Ref: Hyper-V: Live Migration Network Configuration Guide
44
Evite Legacy Adapters
#19
Utilize synthetic placas de rede (padrão).
Evite legacy placas de rede.
Legacy adapters são ideiais para compatibilidade (PXE
boot, SO sem suporte p/ ICs, etc.), mas não possui
mesmo desempenhoque a synthetic placa de rede.
Baixo desempenho
Ideal
45
Utilize Recursos de Rede no R2
#20
O Virtual Machine Queues (VMQ) reduz a sobrecarga
reduzindo o custo de roteamento de pacotes de
entrada, cópias de paths mais otimizadas e melhor
distribuição de interrupções.
O Chimney offload ajuda para conexões de maior
duração, além de melhorar o overhead reduzindo
cópias de path.
TCP Checksum offloading
Large Send Offload (LSOv1 e LSOv2)
Requer o Windows Server 2008 R2
Veja o seguinte arquivo para maiores informações:
46
Networking Deployment Guide: Deploying High-Speed
Networking Features
Divisão de Placas de rede
Configuração de
Host
Acesso às VMs
Gerenciamento
Cluster e Cluster
Shared Volumes
4 placas de rede
com 1 Gbps
placa virtual de
rede 1
placa de rede 2
Live migration
Comentários
placa de rede 3
placa de rede 4
Recomendado
placa virtual de
rede 1
placa virtual de
rede 1 com
banda restrita
até 10%
placa de rede 2
(teamed)
placa de rede 2
com
banda
restrita até 40%
(teamed)
Suportado
placa virtual de
rede 1
placa virtual de
rede 1 com
banda restrita
até 10%
placa de rede 2
placa de rede 3
Suportado
2 placas de rede
com 10 Gbps
placa virtual de
rede 1
placa virtual de
rede 1 com
banda restrita
até 1%
placa de rede 2
placa de rede 2
com
banda
restrita até 50%
Suportado
2 placas de rede
com 10 Gbps; 1
placa de rede
com 1 Gbps
placa virtual de
rede 1 (10 Gbps)
placa de rede 2
(1 Gbps)
placa de rede 3
(10 Gbps)
placa de rede 2
com
banda
restrita até 50%
Suportado
2 placas de rede
com 10 Gbps; 2
placas de rede
47
com 1 Gbps
placa virtual de
rede 1 (10 Gbps)
placa de rede 2
(1 Gbps)
placa de rede 3
(1 Gbps)
placa de rede 4
(10 Gbps)
Suportado
3 placas de rede
com 1 Gbps; 2
placas
em
teaming
para
agregação
de
link (private)
3 placas de rede
com 1 Gbps
PAL v2.0 Beta 1!
Ferrament de análise de logs
de contadores de
performance (*.blg), além de
criar relatórios HTML para
diagnósticos mais fáceis
Facil análise de contadores
Compatível com contadores
do Hyper-V
Open source e gratuito
http://pal.codeplex.com
48
#21
Ferramentas de Performance
49
Ferramentas
Microsoft Performance Monitor
Microsoft xPerf
http://msdn.microsoft.com/enus/performance/cc825801.aspx
Performance Analysis of Logs (PAL) Tool
http://pal.codeplex.com
IOMeter
http://www.iometer.org
DiskSpd, NetSpd, MemSpd, GenFile e DumpFile
50
http://research.microsoft.com/enus/um/siliconvalley/projects/sequentialio/
51
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52
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