《vSphere性能设计:性能密集场景下CPU、内存、存储及网络的最佳设计实践》一导读-阿里云开发者社区

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《vSphere性能设计:性能密集场景下CPU、内存、存储及网络的最佳设计实践》一导读

简介: 很难想象我们已经在虚拟化行业中走了这么远。那些曾经被认为只用于开发和测试使用的小技术如今已经用于生产工作,甚至用于关键业务级应用。VMware vSphere平台几乎能够无障碍地支撑任何虚拟化工作,接近100%的虚拟化。


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前 言

很难想象我们已经在虚拟化行业中走了这么远。那些曾经被认为只用于开发和测试使用的小技术如今已经用于生产工作,甚至用于关键业务级应用。VMware vSphere平台几乎能够无障碍地支撑任何虚拟化工作,接近100%的虚拟化。
现在的工作负载比以往任何时候都有更高的要求。电子邮件服务器经常需要大量的内存和CPU资源来处理每日大量的电子邮件。从容量和性能的角度看,数据库服务器往往需要大量内存和存储资源来满足业务的需求。而且,最新的技术(如虚拟桌面架构(VDI))在vSphere环境中更是有着迫切的资源需求。
为了满足对更加强大的虚拟机的迫切需求,VMware继续开发了vSphere平台。如今在vSphere平台上的虚拟机可以拥有64个虚拟CPU和1TB的内存,同时vSphere拥有大量的内存优化技术,来帮助提升存储性能。VMware经过测试证明,许多大规模工作负载,如那些与Microsoft Exchange Server、SQL Server、Java相关的工作负载,虚拟化部署可以与在物理服务器上部署达到同样的效果,甚至在某些情况下可以有更好的效果。
相对于正面信息,人们倾向于长时间记住负面信息,对虚拟机的性能也是如此。例如2005年在VMware ESX 2.x上虚拟化一个大的工作负载,其性能可能达不到部署在物理服务器上的性能表现。但是那意味着当今vSphere 5.5的表现也是如此不堪吗?显然,如今你会获得更好的性能,但是很多人还是会以性能差为理由选择物理服务器。
正是基于这个理由我们撰写了本书,我们想要第一时间帮助那些拥有虚拟化解决方案的客户。我们已经亲眼看到,几乎所有的工作负载都可以虚拟化,vSphere平台可以提供与物理设备近似或者同样的性能。vSphere平台可以满足今天大规模工作负载的需求,我们将会向你一一展示。
这本书涵盖了你所需要的信息,以确保虚拟机性能能够满足应用和业务需求。我们希望通过阅读这本书,你将不再担心虚拟化工作负载的性能问题。
本书内容
本书从两方面介绍虚拟基础设施的性能:概念方面和实际操作方面。
本书在概念方面将重点介绍设计原理,即当你创造虚拟基础设施和虚拟机时需要考虑的重要内容。本书还将展示如何排除性能故障,这也是对那些要求高性能的应用程序进行虚拟化时的一个重要话题。此外,本书还讨论一套通用工具,可以帮助你校准性能、诊断问题、检测持续性能。
本书还讨论虚拟基础设施性能的实际操作方面,包括分配虚拟机的CPU、内存、网络、存储时需要考虑的特定注意事项。理解这些原理并正确地分配这些资源会对你环境中所有虚拟机的性能产生巨大影响。每一章都会介绍通用的故障排除方法,这些方法可以用来诊断和解决CPU、内存、网络与存储性能问题。
本书各章主要内容如下:
第1章首先重点介绍如今在虚拟环境中构建数据中心性能时经常忽视的必要设计因素。通过现实设计案例,阐述使用数据中心已有资源构建应用程序的原则。
第2章提供虚拟化管理员工具箱里必备的工具,包括容量规划、性能基准管理、仿真vSphere的工具。这一章阐述这些工具的作用以及何时在容量规划、性能基准管理或者分析性能中使用这些工具。
第3章将介绍何时建立以及为什么建立一个测试实验室。另外,这一章还阐述将实验室扩大的可用工具和资源。该章还将为你的实验室提供一个独立的故障排除解决方案集。
第4章阐述在ESXi平台中CPU进程调度的基础知识,以及在如今现代处理器中硬件虚拟化增强的功能。该章还涉及CPU大小的推荐标准,从而为你的虚拟机提供良好的性能。本章还介绍了排除CPU性能故障的技术。
第5章阐述VMware ESXi管理内容的多种方法,包括工作负荷如何共享内存、如何从VM中回收内容。该章还涉及为虚拟机提供良好性能的内存大小的推荐标准以及排除内存性能故障的技术。
第6章阐述设计物理以及虚拟网络的方法,从而支持你的vSphere环境,包括主机选择会如何影响你的网络选项。还涉及推荐的网络分配和配置,以及排除网络性能故障的技术。
第7章阐述设计满足性能需求的物理和虚拟存储的方法。VMware在vSphere平台中引入很多的存储增强机制,该章将阐述这些机制及其使用方法,从而为虚拟机提供良好性能。还涉及排除存储性能故障的技术。

目 录

Contents 目录
献词
译者序
前言
致谢
作者简介
第1章  性能设计
1.1  准备工作
1.1.1  确定参数
1.1.2  构建应用程序
1.1.3  评估物理性能
1.1.4  从默认值开始
1.2  建立基准
1.2.1  CPU基础设施基准
1.2.2  内存
1.2.3  网络
1.2.4  存储
1.3  构建应用程序
1.4  考虑许可要求
1.5  集成虚拟机
1.5.1  虚拟机可扩展性
1.5.2  vMotion
1.5.3  分布式资源调度
1.5.4  高可用性
1.6  了解设计要素
1.7  小结
第2章  建立你的工具箱
2.1  容量规划工具
2.1.1  VMware容量规划器
2.1.2  微软评估和规划工具包
2.1.3  使用容量规划工具
2.1.4  运行容量管理
2.2  性能分析工具
2.2.1  esxtop
2.2.2  vscsiStats
2.3  性能基准测试工具
2.3.1 VMmark
2.3.2  vBenchmark
2.4  性能仿真工具
2.4.1  CPU/内存
2.4.2  存储
2.4.3  网络
2.5  小结
第3章  测试实验室
3.1  为什么要建立一个测试实验室
3.1.1  在投入生产之前测试变化
3.1.2  测试新的应用和补丁
3.1.3  重现生产问题
3.1.4  模拟性能问题来排除故障
3.1.5  新硬件的基准测试
3.1.6  学习虚拟化
3.2  成功构建测试实验室的策略
3.2.1  建立一个真实的环境
3.2.2  建立实验室
3.2.3  使用合适的测量工具
3.3  如何建立你的实验室
3.3.1  测试目标
3.3.2  实验室小结
3.3.3  供应实验室
3.3.4  定义IOmeter的工作负载和配置
3.3.5  实验室的事后分析
3.4 小结
第4章 CPU
4.1 CPU虚拟化基础
4.1.1 x86架构下的CPU保护模式
4.1.2 定义CPU虚拟化的类型
4.1.3 物理CPU和虚拟CPU之间的区别
4.1.4 vCPU状态
4.2 ESXi CPU的调度程序
4.2.1 比例分配算法
4.2.2 CPU联合调度
4.2.3 CPU调度单元
4.2.4 CPU拓扑感知负载均衡
4.2.5 多核感知负载均衡
4.3 为虚拟机调整CPU大小
4.3.1 vSMP的注意事项
4.3.2 NUMA与vNUMA的注意事项
4.3.3 CPU资源热插拔
4.4 CPU资源管理
4.4.1 CPU保留
4.4.2 CPU限制
4.4.3 配置CPU保留和限制
4.4.4 资源池
4.5 CPU性能问题的故障排除
4.5.1 使用esxtop诊断CPU性能问题
4.5.2 高CPU就绪时间
4.5.3 ESXi主机的CPU使用率高
4.5.4 用户的CPU高利用率高
4.6 小结
第5章 内存
5.1 ESXi内存管理
5.1.1 内存虚拟化
5.1.2 ESXi的内存管理
5.1.3 硬件辅助MMU虚拟化
5.2 虚拟机的内存回收
5.2.1 透明页共享
5.2.2 内存膨胀
5.2.3 内存压缩
5.2.4 管理程序内存交换
5.2.5 主机SSD缓存交换
5.2.6 主机内存回收
5.2.7 空闲页回收
5.3 管理虚拟机内存分配
5.3.1 工作集大小
5.3.2 比例分配算法
5.3.3 改变虚拟机内存大小
5.3.4 内存开销
5.3.5 内存过量
5.4 解决内存性能问题
5.4.1 使用esxtop来诊断内存性能问题
5.4.2 高虚拟机已消耗内存
5.4.3 高内存膨胀
5.4.4 管理系统内存交换
5.4.5 客户机操作系统内存交换
5.5 小结
第6章 网络
6.1 创建网络设计
6.2 选择虚拟交换机
6.2.1 标准vSwitch
6.2.2 vSphere分布式交换机
6.2.3 Cisco Nexus 1000V dvSwitch的思考
6.2.4 如何选择虚拟交换机
6.3 选择主机硬件
6.3.1 主机服务器类型
6.3.2 网络适配器
6.4 性能设计
6.4.1 ESXi主机层性能
6.4.2 虚拟机性能
6.5 解决网络问题
6.6 小结
第7章 存储
7.1 选择存储平台
7.1.1 存储区域网络
7.1.2 网络文件系统
7.1.3 虚拟SAN
7.2 设计物理存储
7.2.1 确定你的需求
7.2.2 RAID级别
7.2.3 闪存基础设施层
7.2.4 IP存储网络
7.3 设计vSphere存储
7.3.1 存储的重要性
7.3.2 VAAI
7.3.3 存储I/O控制
7.3.4 存储分布式资源调度程序
7.3.5 配置驱动存储
7.3.6 数据存储大小
7.3.7 vFlash读缓存
7.3.8 虚拟SAN
7.3.9 IP存储巨型帧
7.4 优化虚拟机性能
7.4.1 原始设备映射与VMDK文件
7.4.2 虚拟磁盘类型
7.4.3 虚拟SCSI适配器
7.4.4 客户操作系统磁盘对齐
7.5 排除存储故障问题
7.5.1 存储延迟
7.5.2 错误配置应用程序的存储
7.5.3 存储队列
7.5.4 端对端网络
7.6 小结

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