提升虛擬化網(wǎng)絡(luò)性能管理的三個技巧

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虛擬化及整合關(guān)注于核心的計算資源像處理器以及存儲，但是網(wǎng)絡(luò)I/O資源經(jīng)常被忽略。網(wǎng)絡(luò)帶寬以及設(shè)備配置對確?？蛻舳?服務(wù)器高效運(yùn)行同樣很重要——尤其是現(xiàn)在與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的技術(shù)在服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)適配器中不斷涌現(xiàn)出來。讓我們了解一些能夠提升Hyper-V虛擬化網(wǎng)絡(luò)性能的技巧。

選擇正確的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)依賴于動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議給網(wǎng)絡(luò)客戶端動態(tài)分配IP地址，DHCP依賴于可用的DHCP服務(wù)器。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，找不到DHCP服務(wù)器將無法為新設(shè)備自動分配IP地址，一旦IP租約到期將無法連接現(xiàn)有的設(shè)備。即使是找不到DHCP服務(wù)器，自動的私有IP尋址(APIPA)也能使DHCP客戶端獲得IP地址以及子網(wǎng)掩碼。默認(rèn)情況下，APIPA將使用預(yù)留的IP地址，范圍從169.254.0.1到169.254.255.254，子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0。APIPA每幾分鐘就會檢查DHCP服務(wù)器，當(dāng)DHCP服務(wù)可用時就將控制權(quán)移交給DHCP。一般來說，APIPA主要用于有較少客戶端的小型組織，因此運(yùn)行Hyper-V的Windows服務(wù)器平臺通常會禁用APIPA。企業(yè)級數(shù)據(jù)中心將采用冗余的DHCP服務(wù)器以確保DHCP服務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行。

虛擬機(jī)隊列(VMQ)是Intel提供的網(wǎng)絡(luò)硬件技術(shù)，旨在允許網(wǎng)絡(luò)接口卡使用直接內(nèi)存訪問將內(nèi)部幀直接傳送到網(wǎng)卡的接收緩沖區(qū)。這樣減少了對基于驅(qū)動器的流量交換的依賴性，提升了常見網(wǎng)絡(luò)流量類型(包括TCP/IP、iSCSI、FCoE)傳送到虛擬主機(jī)系統(tǒng)的效率。部分改進(jìn)是由于不同的處理能夠處理不同虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)包—而不是一個處理器處理所有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換。在大多數(shù)情況下，應(yīng)該啟用網(wǎng)卡上的VMQ，處理器還應(yīng)該與外部的交換機(jī)進(jìn)行綁定。

通過在硬件而不是在驅(qū)動器或者軟件中實(shí)現(xiàn)整個TCP/IP協(xié)議棧，TCP卸載引擎旨在提升網(wǎng)絡(luò)性能，減少了準(zhǔn)備、形成、傳輸、接收、解包并收集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所需要進(jìn)行的處理工作。TCP煙囪卸載類似，控制權(quán)仍保留在操作系統(tǒng)中但實(shí)際的數(shù)據(jù)交換在網(wǎng)卡中進(jìn)行。一般來說，盡管基于軟件的NIC綁定可能不支持卸載硬件，但可以在虛擬系統(tǒng)中啟用卸載特性。如果虛擬服務(wù)器使用了網(wǎng)卡綁定，那么可以禁用卸載特性，否則通常應(yīng)該啟用卸載特性。

針對虛擬服務(wù)器另一個流行的配置是在傳輸集群共享卷、iSCSI以及在線遷移流量的網(wǎng)絡(luò)中啟用巨型幀。巨型幀數(shù)據(jù)包大小是9000或9014個字節(jié)，而不是常見的1500字節(jié)。通過在每個數(shù)據(jù)包中傳輸更多的數(shù)據(jù)，能夠通過更少的數(shù)據(jù)包完成文件傳輸，網(wǎng)卡和主機(jī)系統(tǒng)的效率會提升。然而巨型幀同樣意味著兩端所有的網(wǎng)絡(luò)元素(網(wǎng)卡、交換機(jī)以及SAN)都要支持巨型幀。

升級網(wǎng)卡固件以及驅(qū)動的時機(jī)

計算設(shè)備通常使用堆棧模式構(gòu)建：硬件(芯片及連接)在底層，固件(比如BIOS)用于初始化并配置硬件，固件使用驅(qū)動與操作系統(tǒng)建立連接。bug以及固件或者驅(qū)動的編碼技術(shù)不過關(guān)可能會帶來性能問題。這種情況要比你想象的多，往往可以通過升級固件以及驅(qū)動來解決該問題。

然而，硬件、固件、驅(qū)動以及操作系統(tǒng)之間的相互關(guān)系可能很薄弱且易于出錯。有時可能會導(dǎo)致意想不到的新問題或者bug，因此固件以及驅(qū)動升級很可能會導(dǎo)致更多的問題。因此不應(yīng)該盲目升級。

首先，確認(rèn)升級后是否能真正解決問題。如果不是解決特定的問題，那么不建議升級。例如，如果固件升級能解決特定網(wǎng)卡不能啟用TOE的bug，為了啟用TOE并提升網(wǎng)絡(luò)性能，升級固件可能很有必要。與之相反，如果固件升級修復(fù)了NIC并未使用的一個芯片的bug，反而可以不升級。

其次，應(yīng)用到生產(chǎn)系統(tǒng)前要在實(shí)驗環(huán)境中進(jìn)行升級測試。測試有助于提高升級效率，識別潛在的結(jié)果并避免在生產(chǎn)環(huán)境中出現(xiàn)潛在的混亂局面。

網(wǎng)卡綁定如何影響虛擬機(jī)性能

網(wǎng)卡綁定給虛擬服務(wù)器帶來了很多好處。綁定允許同一臺服務(wù)器上的多個網(wǎng)卡適配器協(xié)同工作以聚合帶寬并進(jìn)行流量的故障切換。例如，可以綁定兩個獨(dú)立的千兆以太網(wǎng)端口以提供兩倍帶寬，在單個端口發(fā)生故障時也能夠確保數(shù)據(jù)正常傳輸。

一般來說，管理流量、生產(chǎn)虛擬機(jī)流量以及虛擬機(jī)遷移任務(wù)都可以采用網(wǎng)卡綁定，無論是否適合你的企業(yè)都可以啟用并配置網(wǎng)卡綁定。一個建議就是在分配負(fù)載前建立網(wǎng)卡綁定。另一個很流行的策略就是為客戶虛擬機(jī)配置單-根I/O虛擬化也就是SR-IOV。

然而，不建議在iSCSI存儲流量中采用網(wǎng)卡綁定。在Windows Server 2012及后續(xù)系統(tǒng)中建議優(yōu)先采用多路徑I/O也就是MPIO技術(shù)來處理iSCSI存儲流量。

網(wǎng)絡(luò)資源及配置對虛擬機(jī)性能具有重大影響。因此上網(wǎng)行為專業(yè)人員應(yīng)該考慮帶寬、接口類型、驅(qū)動以及其他因素。但在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中相互關(guān)系錯綜復(fù)雜，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置可能會遇到問題。在做出任何調(diào)整之前進(jìn)行基準(zhǔn)測試，每次只調(diào)整一個因素，然后建立新的性能基準(zhǔn)對網(wǎng)絡(luò)變更帶來的影響進(jìn)行評估。這樣做能夠幫助識別并解決未預(yù)料到的結(jié)果，客觀地認(rèn)識配置變更所帶來的影響。