SETEMBRO, 2010 | SÃO PAULO

Fabio HaraIT Pro EvangelistMicrosoft Brasil

Dicas e Truques de Performance: Como obter o maximo do Windows Server 2008 R2 Hyper-V

CÓDIGO DA SESSÃO: VIR312

Rodrigo ImmaginárioMVP SecurityConselho de Arquitetos de Infraestrutura - CAI

3

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

4

Observações vindas do mercadoNossos Clientes e Parceiros

Hyper-V não funcionacom muitas VM’s porservidor (Não consigo terdensidade)

Hyper-V não suportapressão

Não consigo rodaraplicações críticas comoSQL, SharePoint e Exchange no Hyper-V

Experimente o Hyper-V R2, você vai ter umagrande diferença. Nãocompare com o R1 do Hyper-V

Windows Server 2008 R2 tem uma performance incrível

O Hyper-V R2 é umaplataforma robusta paraaplicações críticasMicrosoft e de outros fabricantes também

5

Performance iSCSI com placa de rede Intel® 82599 10G NIC com VMDq,

Plataforma Intel® Xeon 5580, Windows Server 2008 R2 e Hyper-V R2

• 715k IOPs -- 10GbE line rate

• Intel VMDq e Microsoft VMQ aceleram o iSCSI para a VM

• Hyper-V atinge throughput nativoem 8k e muito mais

• Pronto para o futuro: Escala com novas plataformas, SO’s e placasEthernet

• https://msevents.microsoft.com/CUI/

WebCastEventDetails.aspx?culture=

en-

US&EventID=1032432957&Country

Code=USPerformance 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 actual performance. Buyers should consult other sources of information to evaluate the performance of systems or components they are

considering purchasing.

Read/Write IOPs and Throughput Test

Quebrando a Performance – Hyper-V

6

Teste de Performance da Unisys com Live Migration

http://www.microsoft.com/presspass/events/teched/docs/unisys.doc

7

)

Performance em SQL Server: SLAT

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1VM 2VM 3VM 4VM 5VM 6VM 7VM 8VM

Batch req/sec %CPU Relative Throughput

Escalabilidade de Instâncias Virtuais

Resultados:• Capacidade de carga melhorados com

consolidação

• Escalabilidade quase linear de throughput

sem CPU over-commit

• Performance melhorada com Windows

Server 2008 R2 e arquitetura de

processador com SLAT

% CPU

Throughput

(Batch requests/sec)

Configuração:• SO: Microsoft® Windows Server® 2008 R2

Hyper-V™

• Hardware: HP DL585 (16 core) com SLAT

(Second Level Address Translation), storage

HP EVA 8000

• Maquinas Virtuais: 4 VP e 7 GB RAM por

VM; VHD com tamanho fixo

Relative Throughput for

Windows Server 2008

Heavy

Load

Moderate

Load

Low

Load

CPU over-commitEscalabilidade quase linear

Sem CPU over-commit

Batch requests/sec/%CPUWindows Server 2008 R2Windows Server 2008 R2Windows Server 2008 R2

8

http://virtualrealitycheck.net/

Testes sobre como diferentes Hypervisors gerenciamcargas 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

9

Resultados

10

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 resultadospodem ser diferentes se executados no seu ambiente

Veja o documento de metodologia de Benchmarking em:

http://virtualrealitycheck.net/

11

Dicas de Performance no Hyper-VDicas para obter uma melhor experiência

12

Revisão da Arquitetura do Hyper-V

Partição “Pai”

I/OStack

Drivers

Partição “Filho”

I/OStack

VSCs

Servidor

Partição “Filho”

I/OStack

VSCs

Servidor

Hypervisor

Devices Processadores Memória

VMBus VMBusVMBusMemória

Compartilhada

VSPsVSPs

OS Kernel Enlightenments

(WS08+)

13

Conheça os 4 pilares de recursos do seu servidor

DISK

MEM

NET

#1

CPU

14

Os 4 Pilares*Initial Indicators of Performance

CPU: \Processor(*)\% Processor Time > 75%

Memory:\Memory\Available MBytes < 100MBs

Disk\LogicalDisk(*)\Avg Disk sec/Read|Write > 15ms

Network\Network Interface(*)\Output Queue Length > 2

CPU

DISK

MEM

NET

15

Processador

O G2C (Guest to Core) é o guia para determinaraprox quanto processamento será necessáriopara cada instância virtual

Nota: isto não é crítico, pois fatores comoconfigurações de disco afetam muito mais a

performance das VMs

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

16

Utilize contadores de performance do Hyper-V

\Hyper-V Hypervisor Logical Processor(*)\% Total Run Time

\Hyper-V Hypervisor Virtual Processor(*)

\% Guest Run TimeBom: menor que 75%

Atenção: maior que 75%

Crítico: maior que 85%

Evite o Task Manager!

Evite o % Processor Time!

Físicos

Virtuais

#2

Utilização de Processador do Hyper-VO contador de performance % Processor Time não é preciso. Utilize o %

Guest Run Time e % Total Run Time

Partição Pai (máquina física)

\Hyper-V Hypervisor Logical Processor(*)\% Total Run Time

95% 95% 95% 95%

Virtual BizTalk

% Processor Time

100% 100%

Root Partition % Processor Time

Virtual BizTalk

% Processor Time

100% 100%

\Hyper-V Hypervisor Logical Processor(*)\% Guest Run Time

90% 90% 90% 90%

1

2

4

3

1

2% 5% 4% 3%

18

Análise a Taxa de Processamento

BizTalk Server

Virtual Processors

0

BizTalk Server

Virtual Processors

0

BizTalk Server

Virtual Processors

0

BizTalk Server

Virtual Processors

0

Processadores Lógicos

0 1 2 3

Taxa 1 para 1 Taxa 2 para 1

BizTalk Server

Virtual Processors

0 1

BizTalk Server

Virtual Processors

0 1

BizTalk Server

Virtual Processors

0 1

BizTalk Server

Virtual Processors

0 1

Processadores Lógicos

0 1 2 3

1 2

#3

Super Utilizado?Sub Utilizado?

19

Instale o Integration Components

Instale os Integration Components (ICs)

Grande melhora emperformance

Verifique pelo Virtual Machine Bus no Device Manager

ICs não é necessário paraWS08 R2 comoguest

#4

20

Use VMs Windows 2008

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

#5

Not optimal Optimal

21

Use Processadores com SLAT

Utilize hardware que suporte o Second Level Address Translation (SLAT)

O SLAT é um hardware otimizado para ambientes virtualizados

Denominação da AMD - Rapid Virtualization IndexingProcessadores 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 sérieXeon 5500 para servidores)

#6

Physical Memory Pages

The Virtual / Process view The Physical / real view

Virtual Machine 1

Hyper Visor

Virtual Machine 1

Virtual Machine 3

Operating System

22

Análise de Processamento com SLAT

Comparação entre SQL Server físico para virtual

Utilização de processadores físicos possuidiferença de aproximadamente 1%!

Teste com Intel Nehalem x5550 com 16 LPs

WS08 R2 rodando com WS08 R2

\Processor(*)\% Processor Time Min Avg MaxStd

Deviation10% of Outliers

Removed

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

23

Feche a Janela dos Gerenciadores

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.

#7

24

Use Drivers de Vídeo Básicos

Evite drivers de placas de vídeo de altaperformance.

Drivers de alta performance (WDDM) causammuitas traduções de endereçamento virtual para físico

#8

Optimal

25

Evite Utilizar a Root Partition

Evite utilizar serviços na root partition (maquinahost)

DHCP

DNS

IIS

Directory

Services

…

X

#9

26

Tempo de Resposta do Disco ainda Prevalece!

\LogicalDisk(*)\Avg. Disk Sec/Read|WriteBom: less than 10ms (0.010)

Alerta: greater than 15ms (0.015)

Crítico: greater than 25ms (0.015)

\LogicalDisk(*)\Disk Transfers/secAnalisar 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

#10

27

Solid State Surpreende

Hyper-V executamuito bem em Solid State Disks (SSD)

Exemplo:SSD é capaz de oferecer mais I/O’s por segundo (IOPS) com tempos maisrápidos de resposta

Sem muita lentidãocom Hyper-V R2!

Menos de 1ms gasto no Hyper-V

#11

Higher

Is

Better

Lower

Is

Better

SSD possuimais

throughput!

SSD possuitempo de respostamaisrapido

E: = SSD

28

Comparação de Disco com Hyper-V R2*Bom: Discos VHDs Fixos e Dinâmicos possuempraticamente mesma performance agora.

Ainda melhor: Pass-Through é o melhor paraperformance.

Isso Importa? VHD’s dinâmicos gastam menosde 1ms no Hypervisor!

David Bermingham's blog - http://clusteringformeremortals.com/

29

StoragePerformance de disco é o maior fator que afetaperformance 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 aooverhead de escrita de paridade

30

Configuração de DiscosVolume para Sistema Operacional

2 discos dedicados em RAID-1

Volumes de Dados / VHDSAS 2,5” ou 3,5” – 10k ou 15k – Scsi disk

Controladora RAIDControladoras “onboard” normalmente possuemperformance limitada

Prefira controladoras adicionais256MB+ Battery Backed Cache

Read-ahead cache

Write-back cache

Queda de energia pode ocasionar corrupção de dados caso estejahabilitado. Inclua no-breaks

Suporte a RAID 0, 1 e 10

Suporte a 128k+ Max strip size (pref. 256k)

31

Synthetic SCSI Controller

Melhor performance para I/O de Storage –redução de overhead de CPU em relação aoEmulated IDE Device

Depende de Integration Services

Para volumes com I/O intensivo – attach de discos de VHD´s para cada Synthetic SCSI Controller

32

Criando Partições para Storage

Selecione o tamanho correto de cluster aoformatar 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 fazalinhamento de partição em 1024k, não sendonecessário fazer alinhamento manual

CUIDADO: Pass-through de VMs Windows Server 2000 e/ou 2003

33

Desfragmentar?Operações de escrita de bloco de dados emarquivos VHD sãobaseadas em FIFO (First-in First-Out). Como resultadoos dados se tornamfragmentados com o tempo

Realize regularmenteoperações de desfragmentação paracompactar os blocs de dados

Nível 1• Fragmentação

do Host Físico

Nível 2• Fragmentação

do VHD

Nível 3

• Fragmentaçãono sistema de arquivos da VM

34

Dicas Adicionais

Se voce possuir VMs Windows Server 2003 (ouanteriores) então desabilite o recurso de File System Last Access Time para melhorarperformance

reg add HKLM\System\CurrentControlSet\Control\FileSystem /v NTFSDisableLastAccessUpdate /t REG_DWORD /d 0x1 /f

Desabilite o antivírus da monitoração de volumes que contenham dados do Hyper-V (VHD, snapshot, etc)

35

Evite Snapshots

Evite usar snapshots do Hyper-V, menos no WS08 R2.

Muito bom para backups rápidos, mas…

Snapshots requerem overhead adicional paramonitorar alterações

#12

36

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

37

Utilize Pass-Through com SCSII/O passa direito para o storage stack na root partition.

Melhor para serviçoscom I/O alto, como SQL e Exchange.

#13

38

Utilize VHDs de Tamanho Fixo

Se o disco de Pass-Through não for possívelentão utilize VHDs de tamanho fixo

Melhor para performance, porém consome maisespaço em disco da storage do que o VHD dinâmico.

#14

39

Desabilite Mídia Removível

Desabilite os drivers de mídias removíveis(floppy, optical drive, etc.) quando não estiverem uso.

Mídias removíveis são periodicamenteacessadas

#15

40

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

#16

41

Dimensione a Memória

\Memory\Available MBytes: Mede a memóriaRAM 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 umacondição de memória baixa

Leia “The Case of the Phantom Hard Page Faults”

#17

42

Planejamento de Capacidade de Memória

Mais memóriaRAM permiteutilizar ativamentea memória –evitando paginaçãoem disco

Root Partition

(physical host)

Root Partition (host físico) – 16GBs

de RAM

Virtual Guest

RAM: 2GBs

Committed Memory

Pagefile.sysCommitted Memory

Virtual Guest

RAM: 4GBs

Committed Memory

Pagefile.sys

43

Planejamento de Capacidade de Memória

Utilize “\Memory\Committed Bytes” comoponto inicial paraPlanejamentode MemóriaRAM

Root Partition

(physical host)

Root Partition (Host Físico) – 16GBs

de RAM

Computador Físico

RAM: 2GBs

Committed Memory –

2GBs

Pagefile.sysCommitted Memory –

2GBs

Virtual Guest

RAM: 4GBs

Committed Memory

Pagefile.sys

44

Evite Gargalos de Rede

\Network Interface(*)\Output Queue LengthBom: 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 ocorreremgargalos

Dedique pelo menos 1 placa 1Gb para Live Migration.

Ref: Hyper-V: Live Migration Network Configuration Guide

#18

45

Evite Legacy Adapters

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 possuimesmo desempenhoque a synthetic placa de rede.

Baixo desempenho

Ideal

#19

46

Utilize Recursos de Rede no R2

O Virtual Machine Queues (VMQ) reduz a sobrecargareduzindo o custo de roteamento de pacotes de entrada, cópias de paths mais otimizadas e melhordistribuição de interrupções.

O Chimney offload ajuda para conexões de maiorduração, além de melhorar o overhead reduzindocópias de path.

TCP Checksum offloading

Large Send Offload (LSOv1 e LSOv2)

Requer o Windows Server 2008 R2

Veja o seguinte arquivo para maiores informações:Networking Deployment Guide: Deploying High-Speed Networking Features

#20

47

Divisão de Placas de redeConfiguração de

HostAcesso às VMs Gerenciamento

Cluster e Cluster Shared Volumes

Live migration Comentários

4 placas de redecom 1 Gbps

placa virtual derede 1

placa de rede 2 placa de rede 3 placa de rede 4 Recomendado

3 placas de redecom 1 Gbps; 2placas emteaming paraagregação delink (private)

placa virtual derede 1

placa virtual derede 1 combanda restritaaté 10%

placa de rede 2(teamed)

placa de rede 2com bandarestrita até 40%(teamed)

Suportado

3 placas de redecom 1 Gbps

placa virtual derede 1

placa virtual derede 1 combanda restritaaté 10%

placa de rede 2 placa de rede 3 Suportado

2 placas de redecom 10 Gbps

placa virtual derede 1

placa virtual derede 1 combanda restritaaté 1%

placa de rede 2placa de rede 2com bandarestrita até 50%

Suportado

2 placas de redecom 10 Gbps; 1placa de redecom 1 Gbps

placa virtual derede 1 (10 Gbps)

placa de rede 2(1 Gbps)

placa de rede 3(10 Gbps)

placa de rede 2com bandarestrita até 50%

Suportado

2 placas de redecom 10 Gbps; 2placas de redecom 1 Gbps

placa virtual derede 1 (10 Gbps)

placa de rede 2(1 Gbps)

placa de rede 3(1 Gbps)

placa de rede 4(10 Gbps)

Suportado

48

PAL v2.0 Beta 1!

Ferrament de análise de logs de contadores de performance (*.blg), além de criar relatórios HTML paradiagnósticos mais fáceis

Facil análise de contadores

Compatível com contadoresdo Hyper-V

Open source e gratuito

http://pal.codeplex.com

#21

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Ferramentas de Performance

50

Ferramentas

Microsoft Performance Monitor

Microsoft xPerfhttp://msdn.microsoft.com/en-us/performance/cc825801.aspx

Performance Analysis of Logs (PAL) Toolhttp://pal.codeplex.com

IOMeterhttp://www.iometer.org

DiskSpd, NetSpd, MemSpd, GenFile e DumpFilehttp://research.microsoft.com/en-us/um/siliconvalley/projects/sequentialio/

51

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