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 MercadoInformações públicas disponíveisDicas de performance do Hyper-V

Pontos PrincipaisAprenda como identificar contenções de recursoHyper-V está pronto para empresas e é melhor com Windows Server 2008 R2

4

Observações vindas do mercadoNossos 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

Experimente o Hyper-V R2, você vai ter uma grande diferença. Não compare com o R1 do Hyper-VWindows Server 2008 R2 tem uma performance incrívelO Hyper-V R2 é uma plataforma robusta para aplicações críticas Microsoft 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 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=en-US&EventID=1032432957&CountryCode=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 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

1VM 2VM 3VM 4VM 5VM 6VM 7VM 8VM0

10

20

30

40

50

60

70

80

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

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

HeavyLoad

ModerateLoad

LowLoad

CPU over-commitEscalabilidade quase linearSem 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 gerenciam cargas de trabalho de Terminal Servers e VDIFase 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 VMsAcesse este relatório em http://virtualrealitycheck.net

9

Windows Server 2003 TS Windows Server 2008 R2 RDS

Resultados

10

Qual o significado disto?

Hyper-V executa TS (mesmo no W2K3) muito bemA diferença “perceptível” de performance entre ESX e Hyper-V não existeHyper-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/

11

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

12

Revisão da Arquitetura do Hyper-V

Partição “Pai”

I/OStackI/O

Stack

DriversDrivers

Partição “Filho”

I/OStackI/O

Stack

VSCsVSCs

ServidorServidor

Partição “Filho”

I/OStackI/O

Stack

VSCsVSCs

ServidorServidor

HypervisorHypervisor

Devices Processadores Memória

VMBusVMBus VMBusVMBusVMBusVMBusMemória

Compartilhada

VSPsVSPsVSPsVSPs

OS Kernel Enlightenments

(WS08+)

13

Os 4 PilaresConheça 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

* - Aplicável para todos computadores físicos e virtuais

15

Processador

O G2C (Guest to Core) é o guia para determinar aprox quanto processamento será necessário para cada instância virtual

Nota: isto não é crítico, pois fatores como configurações 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 Time

Bom: menor que 75%Atenção: maior que 75%Crítico: maior que 85%

Evite o Task Manager!Evite o % Processor Time! X

Para Processadores Físicos

Para Processadores 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 em performanceVerifique pelo Virtual Machine Bus no Device ManagerICs não é necessário para WS08 R2 como guest

#4

Funciona melhor

com o R2!

20

Use VMs Windows 2008

Use o Windows Server 2008 (ou superior) como SO GuestEnlightenments reduzem o custo de funções do SO como por exemplo gerenciamento de memóriaChamadas HyperCalls diretas para o Hypervisor

#5

Not optimal Optimal

Virtual Guest (Child Partition) Virtual Guest (Child Partition)

Runs even

better on R2!

21

Use Processadores com SLATUtilize hardware que suporte o Second Level Address Translation (SLAT)O SLAT é um hardware otimizado para ambientes virtualizadosDenominação da AMD - Rapid Virtualization Indexing

Processadores Phenom e OpteronAlgumas 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 Xeon 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 SLATComparação entre SQL Server físico para virtualUtilização de processadores físicos possui diferença de aproximadamente 1%!Teste com Intel Nehalem x5550 com 16 LPsWS08 R2 rodando com WS08 R2

\Processor(*)\% Processor Time Min Avg Max Std Deviation

10% 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

XXHyper-V Manager VMConnect Session

24

Use Drivers de Vídeo Básicos

Evite drivers de placas de vídeo de alta performance.Drivers de alta performance (WDDM) causam muitas traduções de endereçamento virtual para físico

#8

Optimal

25

Evite Utilizar a Root Partition

Evite utilizar serviços na root partition (maquina host)

DHCPDNSIISDirectoryServices

…

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 executa muito bem em Solid State Disks (SSD)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!Menos de 1ms gasto no Hyper-V

#11

HigherIs

Better

LowerIs

Better

SSD possui mais

throughput!

SSD possui tempo de resposta mais rapido

E: = SSDF: = não-

SSD

28

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!

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

Menor é melhor Maior é melhor

Os seguintes gráficos são do WS08 R2:

29

StoragePerformance de disco é o maior fator que afeta performance de virtualização

Host Físico – disco dedicadoVHDs – discos separados

SE a tolerância a falhas não for requisito obrigatório (ex: servidores de teste)

RAID-0SE 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

30

Configuração de DiscosVolume para Sistema Operacional

2 discos dedicados em RAID-1Volumes de Dados / VHD

SAS 2,5” ou 3,5” – 10k ou 15k – Scsi diskControladora RAID

Controladoras “onboard” normalmente possuem performance limitadaPrefira controladoras adicionais

256MB+ Battery Backed CacheRead-ahead cacheWrite-back cache

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

Suporte a RAID 0, 1 e 10Suporte 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 ao Emulated IDE Device

Depende de Integration ServicesPara 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 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

33

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 tempoRealize regularmente operações de desfragmentação para compactar os blocs de dados

Nível 1

• Fragmentação do Host Físico

Nível 2

• Fragmentação do VHD

Nível 3

• Fragmentação no sistema de arquivos da VM

34

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\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 para monitorar 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!

Ref: Virtual Hard Disk Performance

37

Utilize Pass-Through com SCSII/O passa direito para o storage stack na root partition.Melhor para serviços com I/O alto, como SQL e Exchange.

#13

Passo 1: coloque o disco offline.

Passo 2: Mude para child partition (VM) como SCSI.

38

Utilize VHDs de Tamanho Fixo

Se o disco de Pass-Through não for possível então utilize VHDs de tamanho fixoMelhor para performance, porém consome mais espaço 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 estiver em uso.Mídias removíveis são periodicamente acessadas

#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 memória RAM disponível

Bom: Maior que 10% da RAMAtenção: Menor que 10% da RAMCrítico: 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”

#17

42

Planejamento de Capacidade de MemóriaMais memória RAM permite utilizar ativamente a memória – evitando paginação em 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 MemóriaUtilize “\Memory\Committed Bytes” como ponto inicial para Planejamentode 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 médiaAtenção: maior que 1 em médiaCrítico: maior que 2 em média

Diagnóstico com Resource Monitor, xPerf, etc.Adicione mais placas de rede se ocorrerem gargalosDedique 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 possui mesmo desempenhoque a synthetic placa de rede.

Baixo desempenho

Ideal

#19

Legacy NIC

Synthetic NIC - padrão

46

Utilize Recursos de Rede no R2

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 offloadingLarge Send Offload (LSOv1 e LSOv2)Requer o Windows Server 2008 R2Veja o seguinte arquivo para maiores informações:

Networking Deployment Guide: Deploying High-Speed Networking Features

#20

47

Divisão de Placas de redeConfiguração de

Host Acesso às VMs Gerenciamento Cluster e Cluster Shared Volumes Live migration Comentários

4 placas de rede com 1 Gbps

placa virtual de rede 1 placa de rede 2 placa de rede 3 placa de rede 4 Recomendado

3 placas de rede com 1 Gbps; 2 placas em teaming para agregação de link (private)

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

3 placas de rede com 1 Gbps

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 2placa 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 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

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PAL v2.0 Beta 1!

Ferrament de análise de logs de contadores de performance (*.blg), além de criar relatórios HTML para diagnósticos mais fáceisFacil análise de contadoresCompatível com contadores do Hyper-VOpen source e gratuito

http://pal.codeplex.com

#21

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Ferramentas de Performance

50

Ferramentas

Microsoft Performance MonitorMicrosoft xPerf

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

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

IOMeterhttp://www.iometer.org

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

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documento não deve ser interpretado como um compromisso por parte da Microsoft, e a Microsoft não pode garantir a precisão de qualquer informação fornecida após a data desta apresentação. A MICROSOFT NÃO DÁ QUALQUER GARANTIA, SEJA ELA EXPRESSA, IMPLÍCITA OU ESTATUTÁRIA, REFERENTE ÀS INFORMAÇÕES DESTA APRESENTAÇÃO.

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