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セッション ID: T2-402
あなたの Hyper-V 環境を
最大限使い切る方法
～ Hyper-V 設定にまつわる Tips ～
マイクロソフト株式会社
デベロッパー & プラットフォーム統括本部
エバンジェリスト
奥主 洋
セッションの目的とゴール
Session Objectives and Takeaways
セッションの目的
現場からどんな声があがっているかの共有
Hyper-V パフォーマンス Tips の整理
公開されている様々な情報の共有
セッションのゴール
リソース枯渇の把握方法を掌握する
Hyper-V は本格的なワークロードの利用が
可能であることを確認いただく
Windows Server 2008 R2/SP1 で利用した
方がさらによい点の確認
3
アジェンダ
現場の声や様々な試験結果
#1
#2
#3
#4
#5
Hyper-V 設定にまつわる Tips
4
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
#13
#14
#15
#16
#17
#18
#19
#20
#21
現場の声や
様々な試験結果
#1
#2
#3
#4
#5
現場の声
～お客様、パートナー様からの声
こう思ってませんか?
こういう声が多くなってきました
Hyper-V だと物理サーバー内で
それほど多くの仮想マシンを
実行できない
Hyper-V R2 はかなりいいので
そもそも R1 と比較するまでもない
Hyper-V は高負荷な時に
パフォーマンスが出ない
Windows Server 2008 R2 は
パフォーマンスがかなりいい
SQL Server, SharePoint,
Exchange のようなクリティカルな
アプリケーションはやはり物理環境
で利用する
Hyper-V R2 を使ってビジネス
クリティカルなアプリケーションを
利用する上では画期的な
プラットフォームである
6
Hyper-V のパフォーマンス
#1
iSCSI パフォーマンス-Intel® 82599 10 G NIC + VMDq, Intel® Xeon
5580 Platform, Windows Server 2008 R2 + R2 Hyper V
Read/Write IOPs and Throughput Test
• 715 k IOPs-10 GbE 使用時
• Intel VMDq と Microsoft VMQ
により iSCSI を高速に利用可能
• Hyper-V は 8 K 以上では
ネイティブと変わらない
スループット
• 新しいプラットフォームに対応
• 参考ビデオ (英語)
Maximizing Hyper-V iSCSI
Performance with Microsoft
and Intel
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.
7
ライブ マイグレーション
Unisys 社のパフォーマンス評価結果
http://www.microsoft.com/presspass/events/teched/docs/unisys.doc
8
#2
SQL Server 利用時の SLAT の効果
システム構成:
結果:
• OS: Microsoft® Windows Server® 2008 R2 Hyper-V™
• ハードウェア: HP DL 585 (16 core) + SLAT (Second Level Address
•
•
•
Translation) プロセッサ アーキテクチャ、HP EVA 8000 ストレージ
• 仮想マシン: 4 仮想プロセッサ、 7 GB メモリ、容量固定 VHD
コンソリ後、スループットの向上
CPU オーバーコミットなしではリニアな向上
Windows Server 2008 R2 および
SLAT プロセッサ アーキテクチャによる
パフォーマンスの向上
仮想インスタンスのスケーラビリティ
% CPU
80
#3
Throughput
(Batch requests/sec)
CPU オーバー コミットなし
ではリニアなスループット
3500
CPU オーバー コミット
70
3000
60
2500
Heavy
Load
50
2000
40
)
1500
30
1000
20
500
10
0
Low
Load
0
1VM
2VM
Batch req/sec
3VM
Windows Server 2008 R2
9
Moderate
Load
4VM
5VM
%CPU
6VM
Windows Server 2008 R2
7VM
Relative Throughput
8VM
Batch requests/sec/%CPU
Windows Server 2008 R2
Relative Throughput for
Windows Server 2008
Principled Technologies 社が実施した
vSphere と Hyper-V 環境の比較
旧世代機 35 台が vSphere で
実行されている新しい 5 つの
システムで置き換え
50% CPU まで稼働
11 か月以内に投資回収できる計算
(ESX ライセンスを保持済みの想定)
#4
旧世代機 35 台が Hyper-V で
実行されている新しい 5 つの
システムで置き換え
70% CPU まで稼働
10 か月以内に投資回収できる計算
(Hyper-V ライセンスは追加費用なし)
※ ESX Build 148592 を使用し、VM 中の iSCSI イニシエーターを使用
Hyper-V ではデータに関してはパススルー ディスクを使用
※ HP 社の機材同士 (新旧) の比較でも同様の結果が得られると想定される
※ 全く同一のハードウェアを使用
http://www.principledtechnologies.com/clients/reports/Dell/35DL385onto5PEM610.pdf
http://www.principledtechnologies.com/clients/reports/Dell/35DL385onto5PEM610-vSphere.pdf
10
結果 (1)
#4
vSphere 4
Hyper-V R2
5 Dell 社 サーバー (35 VMs)
13,798 OPM
15,734 OPM
Power (Loaded)
4,503 ワット
4,265 ワット
Power (Idle)
3,611 ワット
3,472 ワット
Dell 社の DVD Store シミュレーション
過負荷になるところまで負荷をかけて
おらず、70% の負荷
Hyper-V ではパススルー ディスクを使用
NIC 構成が Hyper-V に少し有利
11
結果 (2)
#4
この試験の意味は下記の通り
この試験で Windows Server 2008 R2 は
マシンあたり ESX Server と同じだけの
仮想マシンを実行できた
ESX と Hyper-V で言われてきた
パフォーマンス差は R2 で無くなっている
ESX 版の結果については VMware 社の
ベンチマーキング プロセスを経たもの
どちらが速いと証明しているのではなく、
どちらかが目立って早いということはなく、
選択する場合の要素は移ったということ
12
Project Virtual Reality Check
ターミナル サーバーや VDI 環境を
各社ハイパーバイザーがどのように
処理したかのテストを実施
Project VRC の Phase 2
Citrix XenServer 5.5
Windows Server 2008 R2 Hyper-V
VMware vSphere 4 Update 1 (build 208167)
現在の結果はターミナルサーバーを
仮想マシンとして実行した場合の比較
http://virtualrealitycheck.net/
13
#5
結果
14
#5
結果
Hyper-V は ターミナルサービス (RDS)
をうまく処理できる (W2K3 でも同様)
ESX と Hyper-V でパフォーマンス差は
R2 の登場で無くなっている
ESX 版の結果については VMware 社の
ベンチマーキング プロセスを経たもの
Hyper-V は RDS であればもっとよい結果
本試験は実際の利用をシミュレートする
ベンチマークとして実施された
組織によっては想定する負荷の違いに
よって違う結果が出る可能性がある
15
#5
Hyper-V 設定に
まつわる Tips
Hyper-V アーキテクチャ
親パーティション
子パーティション
VM ワーカー
プロセス
アプリケーション
アプリケーション
アプリケーション
Windows
Server 2003,
2008, 2008 R2
OS
アプリケーション
ユーザー
モード
Linux
VSC
カーネル
モード
WMI プロバイダー
VM サービス
Windows
Server
2008 R2
Windows
カーネル
VSP
Windows
カーネル
統合サービスの
ドライバーなし
VSC
Linux
カーネル
IHV
ドライバー
VMBus
VMBus
エミュレーション
VMBus
Windows hypervisor
"Designed for Windows" サーバー ハードウェア
17
Ring-1
基本 4 リソースの状態把握
サーバーの基本リソースの状態を知ること!
18
CPU
メモリ
ディスク
ネットワーク
#1
基本 4 リソース
#1
パフォーマンスの基礎情報
\Processor (*) \% Processor Time> 75%
\Memory\Available MBytes <100 MBs
\LogicalDisk (*) \Avg Disk sec/Read|Write> 15 ms
\Network Interface (*) \Output Queue Length> 2
19
Hyper-V パフォーマンス
カウンターの活用
\Hyper-V Hypervisor Logical Processor (*)
物理
\% Total Run Time
\Hyper-V Hypervisor Virtual Processor (*)
仮想
\% Guest Run Time
健 康
注 意
危 険
: 75% よりも低い状態
: 75% を超えている状態
: 85% を超えている状態
タスク マネージャーより良い
% Processor Time を使わない
20
#2
Hyper-V プロセッサ稼働率
#2
親パーティションの % Processor Time カウンターは正確ではない
% Guest Run Time と % Total Run Time counters を使いましょう
物理ホスト
2
Virtual BizTalk
% Processor Time
100%
1
100%
Virtual BizTalk
2%
5%
4%
3%
90%
90%
90%
90%
3
1
\Hyper-V Hypervisor Logical
Processor (*) \% Guest Run Time
% Processor Time
100%
Root Partition % Processor Time
100%
4
95%
95%
95%
95%
\Hyper-V Hypervisor Logical
Processor (*) \% Total Run Time
21
プロセッサ比率を検討
#3
1対1
1
2対1
BizTalk Server
BizTalk Server
Virtual Processors
Virtual Processors
0
0
BizTalk Server
BizTalk Server
Virtual Processors
Virtual Processors
0
0
1
1
BizTalk Server
BizTalk Server
BizTalk Server
BizTalk Server
Virtual Processors
Virtual Processors
Virtual Processors
Virtual Processors
0
0
0
22
2
1
2
0
3
0
1
0
1
2
Logical Processors
Logical Processors
コア数と同数
コア数以上
1
3
統合サービスは必ず
インストールする
統合サービス (IS) を
インストールする
飛躍的にワークロード
総合パフォーマンス向上
デバイス マネージャーで
仮想マシン バス を確認
Windows Server 2008 R2
をゲストで使用する
場合はインストール不要
23
#4
Hyper-V で実行するだけなら
#4
統合サービスは必須ではない
Hyper-V デバイス エミュレーションを
使用すれば多くの OS が稼働可能
ただし、パフォーマンスは最大化されない
主要なコンポーネントがエミュレーションされる
ビデオ
=
ネットワーク =
IDE
=
S 3 Trio 64 SVGA "like" VESA
Intel/DEC "Tulip" 21 x 4 x
Intel 440 BX 搭載のものに近い
動作するから MS サポート対象という訳ではない
しかし、エミュレーションを利用すると多くの
OS の種類が稼働可能になる
http://support.microsoft.com/kb/954958/ja
24
Linux 用 統合サービス のバージョンと機能差
機能
公開時期
V1 (終了)
V2
2008 年 2009 年
10 月
12 月
#4
Stable Mainline 2.1 Beta V2.1
2010 年 2010 年
N/A
3月
6月
VMBUS
X
X
2.6.33 (2.6.32 + )
X
X
IDE
X
X
2.6.33 (2.6.32 + )
X
X
Network
X
X
2.6.33 (2.6.32 + )
X
X
SCSI
X
X
2.6.33 (2.6.32 + )
X
X
SMP
2.6.33 (2.6.32 + )
X
X
"Modinfo DRIVER "
support
2.6.33 (2.6.32 + )
Shutdown
X
X
TimeSync
X
X
Heartbeat
25
X
X
Windows Server 2008/R2
をゲストで使用しよう
Windows Server 2008/R2 を使用することで
Hyper-V が最大限に能力を発揮できる
メモリ管理などの OS 機能を利用するコストを
最小化できる
ハイパーバイザーへの直接 HyperCall
最適化に
限界あり
26
可能であれば
#5
SLAT 対応マシンを使用
#6
Second Level Address Translation (SLAT) に
対応したハードウェアを可能であれば使用する
SLAT は仮想化環境にハードウェアが最適化
AMD: Rapid Virtualization Indexing
Phenom と Opteron プロセッサ
別名: Nested Page Tables (NPT)
Intel: Extended Page Tables (EPT)
Nehalem ベースのプロセッサ、デスクトップ用の
Intel Core i7、サーバー用の Xeon 5500 シリーズ
27
プロセッサ調査例: SLAT
#6
物理的な SQL Server と仮想環境の比較
物理プロセッサとの利用差異は 1%
16-way Intel Nehalem x5550 を使用
Windows Server 2008 R2 ゲスト
\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
28
親パーティションでウィンドウ
をきちんと閉じておこう
#7
Hyper-V マネージャー、接続セッションもリソースを消費
テスト中は Hyper-V マネージャーを閉じるか最小化
テスト中は 接続セッションは閉じる
29
ホストでベーシックな
ビデオ ドライバーを使用しよう
#8
ハイエンドのビデオ ドライバーを使用する
のを避けれるならば避けよう
ハイエンド ドライバー (WDDM) は
仮想⇔物理間のアドレス変換を多発させる
可能であれば
30
親パーティションは軽く
#9
ホスト マシン (親パーティション) で
Hyper-V 以外のサービスを実行しない
「極力」ではなく「しない」
親パーティション
DNS
アプリケーション
WMI プロバイダー
VM サービス
Windows Server
2008 R2
Windows
カーネル
VSP
IHV
ドライバー
AD
DHCP
IIS
VMBus
Windows hypervisor
"Designed for Windows" サーバー ハードウェア
31
ディスク レスポンス タイムが
大事なのは仮想環境でも同じ
#10
\LogicalDisk (*) \Avg.Disk Sec/Read|Write
健
注
危
康
意
険
: 10 ms より速い (0.010)
: 15 ms 以上 (0.015)
: 25 ms 以上 (0.025)
\LogicalDisk (*) \Disk Transfers/sec
Windows で IOPS を計測する時に使用する
参考情報:
•
•
5,400 rpm HDD: ～ 14 ms raw シークタイム、大体 200 IOPS
3.5“ floppy: ～ 900 ms, 1 IOPS
32
Solid State はやはり速い
現場経験値として
Hyper-V は SSD を
使用していい結果
顧客例:
高い方
がよい
SSD はより多くの
IOPS を稼ぎながら
レスポンスタイム
も速い
Hyper-V R2 を
使用すると
スローダウンなし
Hyper-V の処理中で
1 ms も使われない
33
#11
E: = SSD
SSD の方が大きな
スループット!
低い方
がよい
SSD の方がレス
ポンスタイム速い
Hyper-V R2 ディスク比較
#11
よい: 可変と固定サイズの VHD はほぼ同じパフォーマンス
それでもベスト: パススルーは引き続き一番速い
可変 VHD でも Hypervisor 内の処理は 1 ms 以下
David Bermingham's blog
34
スナップショットを控える
#12
Hyper-V スナップショット機能は
Windows Server 2008 R2 で使おう
簡易バックアップには最高だが...
スナップショットを利用することで更新を
トラックするオーバーヘッドになる
35
スナップショット ツリー
のパフォーマンス R1 vs R2
#12
スナップショット ツリーは
Windows Server 2008 R2 が圧倒的に速い
高い方がいい
Virtual Hard Disk Performance
36
パススルー ディスク
#13
I/O を直接 親パーティションのストレージ
スタックに渡す
SQL Server や Exchange Server のような
高 I/O 処理に最適な設定
37
固定サイズ VHD を使用
#14
パススルー ディスクが使用できない場合、
固定サイズ VHD を使用する
パフォーマンス上はよいが、可変 VHD
よりも多くのディスク容量を使用する
38
リムーバブル メディアをなしに
#15
リムーバブル メディア
(フロッピー、光学メディア など) を
使用する必要が無い場合は “なし” にする
リムーバブル メディア は定期ポーリング
されるのでパフォーマンスに影響あり
39
親パーティションにメモリを
#16
最低でも 512 MB メモリは親パーティション用に
確保する ※推奨は 1 GB 以上
Server Core インストールでも同様
Dynamic Memory とともにさらに重要に
40
十分なメモリを適用
#17
\Memory\Available MBytes:
これで使用可能なメモリを測定
健
注
危
康: メモリの 10% 以上
意: メモリの 10% 以下
険: 100 MB 以下
物理マシン、仮想マシンのすべてに該当
pages/sec が高いだけではメモリ枯渇状態
を示しているわけではない点に注意
"The Case of the Phantom Hard Page Faults"
41
メモリのキャパシティ プランニング
メモリがより多くあれば、よく使用される
データがメモリにより多く滞在し、
ページングがより少ない頻度に
"\Memory\Committed Bytes" をメモリの
キャパシティ プランニングを行う際に参考にする
親パーティション (物理ホスト)
Root Partition–16 GBs メモリ
(physical
仮想ゲスト
仮想ゲスト
host)
RAM: 2 GBs
Committed
Memory
Pagefile.sys
42
Committed
Memory
RAM: 4 GBs
Committed
Memory
親パーティション
Root (物理ホスト)
–16 GBs メモリ
Partition
(physical
仮想ゲスト
host)
物理ホスト
RAM: 4 GBs
RAM: 2 GBs
Committed
Memory
2GBs
Pagefile.sys
Pagefile.sys
Committed
Memory
Committed
Memory
Pagefile.sys
ネットワークの集中を防ぐ
#18
\Network Interface (*) \Output Queue Length
健 康: 平均で 1 より小さい
注 意: 平均で 1 より大きい (2 より小さい)
危 険: 平均で 2 より大きい
リソース モニター や xPerf を使用して診断する
ネットワーク リソースの枯渇が顕著であれば
物理的なネットワーク アダプターを増やす
Live Migration には 専用の 1 Gb 物理 NIC を
割り当てることが推奨
Hyper-V: Live Migration Network Configuration Guide
43
レガシ アダプターを控える
IS をインストール、統合アダプター (既定)
レガシ アダプターの使用を控える
金色のプラグ アイコン
互換性が必要な時にレガシ アダプターは最適
PXE ブート、対応する IS がない etc.
パフォーマンスでは不利
最適化に限界あり
最適化
44
#19
Windows Server 2008 R2
の NIC 機能を使用する
#20
Virtual Machine Queues (VMQ) は
オーバーヘッドを削減する効果がある
到着パケットのルーティング コストの削減
より最適化されたコピー パス
割り込みの処理も最適化
チムニー オフロードは長く使われる接続に
対して有効で、コピー パスのコストを削減する
ことでオーバーヘッドを削減
Networking Deployment Guide: Deploying High-Speed Networking Features
45
PAL v2. 0 ツール (Beta) のご紹介
パフォーマンス カウンター
ログ ファイル (*. blg) を
分析する上で非常に簡単に
利用できるツール
HTML ベースのレポートを
生成し、診断がしやすい
カウンター分析がかなり楽に
Hyper-V カウンターにも対応
PAL v2. 0 はオープンソース
で無償提供されているもの
http://pal.codeplex.com
46
#21
リファレンス (前半)
Maximizing Hyper-V iSCSI Performance with Microsoft and Intel
https://msevents.microsoft.com/CUI/WebCastEventDetails.aspx?culture
=en-US&EventID=1032432957&CountryCode=US
Unisys Solutions for Latest Microsoft Software Boost Clients’ Productivity
Options – from Data Centers to Mobile Offices
http://www.microsoft.com/presspass/events/teched/docs/unisys.doc
Principled Technologies 社が実施した vSphere と Hyper-V 環境比較
http://www.principledtechnologies.com/clients/reports/Dell/35DL385onto5PEM610.pdf
http://www.principledtechnologies.com/clients/reports/Dell/35DL385onto5PEM610-vSphere.pdf
Project Virtual Reality Check
http://virtualrealitycheck.net/
47
リファレンス (後半①)
Hyper-V バーチャル マシンでサポートされるゲスト オペ
レーティング システム
http://support.microsoft.com/kb/954958/ja
Hyper-V pass-through disk performance vs. fixed size
VHD files and dynamic VHD files in Windows Server
2008 R2
http://clusteringformeremortals.com/2009/09/25/hyper-v-passthrough-disk-performance-vs-fixed-size-vhd-files-and-dynamic-vhdfiles-in-windows-server-2008-r2/
Virtual Hard Disk Performance
http://download.microsoft.com/download/0/7/7/0778C0BB5281-4390-92CDEC138A18F2F9/WS08_R2_VHD_Performance_WhitePaper.docx
48
リファレンス (後半②)
The Case of the Phantom Hard Page Faults
http://blogs.technet.com/b/clinth/archive/2009/07/16/the-caseof-the-phantom-hard-page-faults.aspx
Hyper-V: Live Migration Network Configuration Guide
http://technet.microsoft.com/en-us/library/ff428137(WS.10).aspx
Networking Deployment Guide: Deploying High-Speed
Networking Features
http://download.microsoft.com/download/8/E/D/8EDE21BC0E3B-4E14-AAEA-9E2B03917A09/HSN_Deployment_Guide.doc
49
リファレンス (全般)
サーバー仮想化における システム構成ガイド ホワイト ペーパー
http://technet.microsoft.com/ja-jp/virtualization/ff 603,844.aspx
Microsoft | Virtualization
http://www.microsoft.com/japan/virtualization/default.mspx
仮想化 TechCenter
http://technet.microsoft.com/ja-jp/virtualization/default.aspx
仮想環境も物理環境も一括管理～ SCVMM 2008 R2
http://www.microsoft.com/japan/systemcenter/scvmm/default.mspx
50
まとめ
例外もあるが、Hyper-V で様々な
ワークロード (例: SQL, Exchange...)
を仮想化することがもう現実解に
様々な情報がマイクロソフトだけでなく
広く公開されている
注目すべき様々なパラメーター、
様々な Tips が存在するので活用
性能面は R2 SP1 > R2 >> R1 なので
採用可能であれば R2, R2 SP1 も検討
51
関連セッション
T2-301: ついに登場! RemoteFX で実現する強化された MS VDI の
アーキテクチャ
T2-302: プライベート クラウド構築講座
～無償ツール System Center Virtual Machine Manager Self-Service Portal 2.0 と共に～
T2-303: Microsoft VDI の実践
～構築方法のポイントと活用ノウハウ～
T2-304: App-V/MED-V で実現する最新デスクトップ環境の構築手法
～クライアントサイドの仮想化技術～
T2-305: 何ができる? シトリックス & マイクロソフト VDI 徹底解説
T2-401: Effective Hyper-V R2 SP1
～ 詳説 Dynamic Memory ～
52
ご清聴ありがとうございました。
T2-402
アンケートにご協力ください。