Использование SQL Server 2008 в среде Hyper-V (стр. 3 )

Для измерения производительности ввода-вывода на гостевой виртуальной машине можно использовать счетчики логических либо физических дисков. Обнаружено, что разница между значениями счетчиков в корневом разделе и на гостевой машине невелика. Однако значения задержки при отслеживании на гостевой виртуальной машине (средняя скорость чтения и записи диска) оказались выше, чем при отслеживании в корневом разделе. Это связано с тем, что на виртуальной машине операции ввода-вывода могут выполняться несколько дольше. Если хранилище гостевой виртуальной машины настроено для прямого доступа, то на уровне корневого раздела диск считается отключенным и не влияет на показания счетчиков логических дисков в корневом разделе. Для наблюдения за производительностью дисков прямого доступа в корневом разделе необходимо использовать счетчики физических дисков. В период проведения тестов было известно о проблемах, связанных с работой счетчиков физических дисков Windows Server 2008 при использовании многопутевых решений. Эти неполадки были устранены в последнем GDR диспетчера виртуальных машин System Center. Если хранилище гостевой виртуальной машины сконфигурировано для использования файлов виртуальных жестких дисков, и эти файлы размещены на общих физических дисках, наблюдение за счетчиками дисков на гостевой виртуальной машине позволяет получить подробные сведения об операциях ввода-вывода, связанных с конкретным виртуальным жестким диском. Наблюдение за томом, содержащим все файлы виртуальных жестких дисков в корневом разделе, позволяет получить объединенные значения для всех операций ввода-вывода, связанных с этим диском или томом.

В таблице 2 приведены типы счетчиков, показания которых собирались частью тестов, относящихся к рабочей нагрузке OLTP. Таблица иллюстрирует разницу в показаниях счетчиков производительности при наблюдении за гостевой виртуальной машиной и корневым разделом.

Таблица 2. Счетчики и рабочие нагрузки

Расположение счетчиков	Счетчик	Низкая рабочая нагрузка OLTP	Средняя рабочая нагрузка OLTP	Высокая рабочая нагрузка OLTP
Гостевая виртуальная машина	Транзакций/сек	352	546	658
Пакетов/сек	565	897	1075
% процессорного времени	34,2	65,3	84,2
% работы в привилегированном режиме	5,1	8	8,4
Логические диски: среднее время чтения с диска/(сек) (_Всего)	0,005	0,006	0,007
Логические диски: обращений чтения с диска/сек (_Всего)	1053	1597	1880
Корневой раздел	% процессорного времени	4,9	7,8	11,2
% работы в привилегированном режиме	3,6	6,1	7,3
Логический процессор Hyper-V: % времени выполнения гипервизора	4	4,8	4,3
Логический процессор Hyper-V: % общего времени выполнения	39,1	68,7	86,5
Логический процессор Hyper-V: % времени выполнения гостевой виртуальной машины	35,1	63,9	82,1
Физические диски: среднее время чтения с диска/(сек) (_Всего)	0,005	0,006	0,006
Физические диски: обращений чтения с диска/сек (_Всего)	1053	1597	1880
пакетов на %ЦП (Пакет/сек/% времени выполнения гостевой виртуальной машины)	16,1	14	13,1

Примечание. Счетчики Hyper-V в корневом разделе отображают совокупные значения по всем запущенным гостевым виртуальным машинам.

Результаты тестов, наблюдения и рекомендации

В этом разделе описаны и проанализированы результаты тестов, а также подробно рассмотрены рекомендации и наблюдения, относящиеся к запуску SQL Server в виртуализированной среде. Раздел состоит из двух частей: в первой обсуждаются основные затраты ресурсов, связанные с запуском SQL Server в среде Hyper-V, а во второй — результаты консолидации виртуальных экземпляров SQL Server.

Снижение производительности при запуске SQL Server в среде Hyper-V

Первая группа тестовых сценариев разработана для оценки снижения производительности при запуске SQL Server в «стерильной» среде Hyper-V. Базовые тесты выполнялись трижды: в собственной среде Windows с выключенным Hyper-V, в корневом разделе при включенном Hyper-V и на единственной гостевой виртуальной машине. Конфигурация оборудования была одинаковой во всех трех случаях.

Примечание. Под собственным экземпляром далее понимается экземпляр SQL Server, запущенный в собственной среде Windows, а под виртуальным экземпляром — экземпляр SQL Server, запущенный на гостевой виртуальной машине.

В этом разделе рассматриваются следующие тестовые сценарии.

Определение с помощью SQLIO издержек на операции ввода-вывода при использовании дисков прямого доступа Сравнение производительности рабочей нагрузки OLTP на единственном собственном экземпляре и на виртуальном экземпляре Сравнение производительности запросов построения отчетов на собственном экземпляре и на виртуальном экземпляре Оценка влияния виртуализации на типичные операции с базой данных.
Резервное копирование со сжатием и восстановление Перестроение индекса DBCC CHECKDB

Издержки на операции ввода-вывода при использовании дисков прямого доступа: SQLIO

Издержки на операции ввода-вывода считаются типичной проблемой виртуализированных сред. Это потенциальный камень преткновения для приложений с интенсивным вводом-выводом, таких как SQL Server. Hyper-V использует другую технологию. Вначале рассмотрим наиболее благоприятный тестовый сценарий для оценки издержек на операции ввода-вывода в наиболее оптимизированной конфигурации, использующей выделенные диски прямого доступа. Конфигурация с дисками прямого доступа была выбрана потому, что цепочка программных вызовов от сервера до подсистемы ввода-вывода в этом случае имеет наименьшую длину. В этих тестах корневому разделу и гостевой виртуальной машине было выделено равное число физических дисков (spindles). Многократное выполнение тестов с различным сочетанием операций случайного и последовательного ввода-вывода показало, что издержки на операции ввода-вывода в среде Hyper-V при использовании дисков прямого доступа отсутствуют или минимальны. Дополнительные сведения, включая подробный анализ производительности дисков прямого доступа и виртуальных жестких дисков, см. в подготавливаемом к публикации техническом документе Тони Вельма (Tony Voellm) и Ляна Яна (Liang Yang) «Производительность виртуальных жестких дисков и дисков прямого доступа в среде Windows Server 2008 Hyper-V». Дополнительные сведения о производительности хранилища Hyper-V можно также найти здесь (http://blogs. /tvoellm/archive/2008/09/24/what-hyper-v-storage-is-best-for-you-show-me-the-numbers. aspx).

Конфигурация хранилища

В корневом разделе и на виртуальной машине использовались одинаковые конфигурации с дисками прямого доступа. Каждой из них были выделены устройства LUN из массива хранения с одним и тем же объемом физических дисковых ресурсов. Совместное использование ресурсов на дисковом уровне отсутствовало, то есть, устройства LUN не обращались к одним и тем же физическим дискам (spindles). На рис. 2 изображены обе представленные конфигурации.

Рис. 2. Конфигурация хранилища с дисками прямого доступа

Производительность конфигурации с дисками прямого доступа

Для сравнения пропускной способности на всех гостевых виртуальных машинах и в корневом разделе были выполнены одни и те же тесты SQLIO. Рис. 3 и 4 иллюстрируют результаты выполнения тестов SQLIO для операций произвольного и последовательного ввода-вывода. Для этого тестового сценария были выбраны два типичных размера SQLIO (8 КБ и 64 КБ).

Рис. 3. Произвольный ввод-вывод блоками по 8 КБ. Диски прямого доступа.

Рис. 4. Последовательный ввод-вывод блоками по 64 КБ. Диски прямого доступа.

Снижение производительности виртуальной машины: рабочая нагрузка OLTP

Задачей этого тестового сценария было измерение воздействия запуска SQL Server 2008 на виртуальной машине под рабочей нагрузкой OLTP, моделирующую работу брокерского приложения. Дополнительные сведения о конфигурации оборудования, использованной в этом тесте, см. в приложении 3. Были использованы три уровня рабочей нагрузки в основной конфигурации, корневом разделе и на гостевой виртуальной машине. Под основной конфигурацией подразумевается запуск экземпляра SQL Server на собственном сервере с выключенным Hyper-V. Для этого было выполнено отключение параметра hypervisorlaunchtype (вызовом команды bcdedit /set hypervisorlaunchtype off), для вступления в силу которого требуется перезагрузка Windows. Уровни нагрузки в этом тестовом сценарии определялись коэффициентом использования ЦП. Поскольку полная загрузка ЦП не характерна для рабочих сред, мы ориентировались на уровень нагрузки ЦП от 20 до 80 %. Коэффициенты использования ЦП для каждого уровня рабочей нагрузки показаны в таблице 3.

Таблица 3. Коэффициент использования ЦП

Тестовая рабочая нагрузка	Приблизительная загрузка ЦП
OLTP: низкая	30 %
OLTP: средняя	50 %-60 %
OLTP: высокая	80 %

Поскольку гостевые виртуальные машины Hyper-V поддерживают до 4 логических процессоров, для чистоты сравнения сервер был настроен для использования четырех ядер в настройках BIOS (NUMPROC=4). Чтобы оценить влияние конфигурации хранилища, две виртуальные машины были настроены с использованием двух типов конфигурации хранилища Hyper-V, рекомендованных для рабочей нагрузки SQL Server (диски прямого доступа и виртуальные жесткие диски фиксированного размера).