Dell 虛擬化專用服務器性能專業解析篇
隨著虛擬化的蓬勃發展,市場將對虛擬機優化的服務器青睞有加,由此促使硬件商的積極應對。Dell的反應體現了市場領導者的水準,可謂積極迅速,到目前為止已有3種型號的虛擬化專用服務器系統面市,分別為入門級的R805,高端的R900和R905。三款服務器除具備所有標準服務器的功能需求外,同時還有一些特殊屬性專為虛擬化用戶而設計。
虛擬化優化特性
首先,這些虛擬化專用服務器提供了極大的RAM擴展空間。虛擬化能夠整合多個系統的重要條件之一就是要有足夠大的RAM。這可能是因為hyperivisor層會隨時搜集位于RAM中的虛擬機的配置信息,即使這些虛擬機根本不在使用中。當虛擬機數量和配置信息增加時,大容量的RAM對于服務器管理來說絕對是個福音。
其次,專用服務器還提供了穩定的物理網絡I/O。在虛擬化平臺中,虛擬機的個數通常受限于磁盤I/O。如果采用的是本地磁盤存儲系統,只要有兩個磁盤I/O負載高的虛擬機存在,平臺上的其他虛擬機就會處于凍結狀態。基于此,虛擬機的載體通常是位于遠端與服務器通過網絡連接的大型存儲系統,連接方式通常為萬兆以太網和光纖通信。因此,一臺好的虛擬化服務器應該具備多個網絡I/O通道。
最后,Dell的服務器系統預置了內嵌式VMware ESXi虛擬化軟件(預制的虛擬化平臺軟件能被其他廠商的產品所取代,如Citrix和微軟)。用戶可以很方便的通過它來管理服務器系統,而無須再手忙腳亂地再去尋找和安裝這些繁雜的軟件和工具。另外一點,即使面對硬盤無法工作的情況,虛擬化軟件也能安然使用。
Dell將這三大針對虛擬化設計的特性集于一體,無疑是想激發市場使用虛擬化的熱情。相反,其他的服務器廠商,如HP,則是將上述的特性部分地體現在不同型號的服務器上,好像僅僅是說明為虛擬化的到來做了準備。
我曾經對上述Dell虛擬化專用服務器中的R805和R905做了性能方面的測試,這兩臺系統都是基于AMD Opteron處理器(在Dell的服務器和工作站產品序號安排中,以"05"結尾代表是基于AMDCPU,而以"00"結尾 則是Intel的CPU。)。從測試結果來看,它們的確表現出了所宣稱的極大的擴展性和多虛擬機運行必備的物理網絡I/O。
硬件配置
測試系統采用的AMD Opteron處理器主頻為2.5GHz。這里說一個有趣的現象,在我經歷眾多的虛擬化平臺測試中,AMD處理器的表現似乎總好于同級別Intel的處理器。雖然差距并不大,只有百分之幾,但它一直存在。這種現象的具體原因還無法確定,但Dell正是借助AMD處理器在大多數評測的浮點性能運算中高出對手一籌。
依我看來,AMD處理器的表現出眾可能得益于它優越的內存管理設計。這一點可以從對Intel發布的Nehalem芯片的虛擬機評測中得到驗證,該款芯片加入了與AMD內存管理類似的QuickPath接口設計,從而性能上獲得提升。
R805有2個Opteron處理器,而R905為4個;我所評測的服務器R805的RAM為16GB,R905為32GB;支持667MHz DDR2 RAM(PC 5300)的DIMM插槽數方面,R805有16個,R905是32個,每個插槽RAM的最大容量為8GB。因此,R805的最大內存容量為128GB,而R905則達到了256GB,從而為大量虛擬機的正常運行提供了有力的支持。
兩款服務器都配置了4塊千兆以太網絡接口卡,并且萬兆的以太網卡也有望不久后面市。通過添置PCI接口的適配器,如光纖HBA卡,服務器能支持更多的接口。R805能支持4種接口的適配器,而R905對目前7種網絡接口全部支持。
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內嵌式VMware ESXi虛擬化軟件的安裝是最能體現服務器針對虛擬化優化的特征。它的實現依賴于一個智能化的設計。首先,VMware的軟件被預先安裝到服務器內置的一個記憶卡中。如果需要切換到虛擬化環境,服務器管理員可以進入服務器安裝選項菜單,選擇記憶卡作為啟動設備,系統即可從記憶卡中引導啟動。在啟動之時,管理員可將記憶卡選為默認啟動項,然后虛擬化的大門就此輕松地被打開。當然,除了上述安裝方式外,你仍可選擇傳統的VMware軟件安裝盤的方式安裝虛擬化。
前面提及,大多數虛擬化的運行由于本地磁盤I/O帶寬無法滿足虛擬機的要求,因此一般不會依賴本地磁盤驅動器作為存儲設備。但上述的Dell服務器配備了磁盤驅動器,可以單獨安裝ESX(如果你不用內嵌版的話),并且能支持多個虛擬機鏡像的正常運作。可選用的磁盤包括常規的3.5英寸磁盤,還有速度更快的2.5英寸磁盤。無論何種磁盤,都能在服務器內載的控制器支持下配置成RAID磁盤陣列,從而獲得更快的磁盤I/O速度。
性能與能耗的評測
雖然虛擬化概念的誕生已逾數十載,但它的應用與興起僅在近幾年。因此,目前還未形成一個對虛擬化評測的工業標準。第一個被廣泛接受的評測工具是IBM的GrandSlam,但 現在已不再適用。
第二個評測工具套餐vConsolidate來自Intel,它可在虛擬化平臺上模擬運行數據庫、Java、郵件和網頁服務器,通過綜合這些測試結果對平臺的性能給出一個評分。業界認為vConsolidate雖然總體上有效,但在某些特殊的應用評測中不利于AMD處理器的發揮,因此它也很快被遺棄在歷史的角落里。
現行最被接受的評測工具套餐是VMware的VMmark(可在VMware的官方網站上免費下載),它也是目前評測結果被引用次數最多的工具。但是,VMmark難于操作,所以非專業人士不易得出評測結果;另外,它對RAM對性能的影響考慮不足。總的說來,VMmark雖然無法對具體配置的虛擬化平臺給出個完全準確的評價,但它至少是個有效的手段。
VMmark的分數有一個獨特的單位,稱之為"tile"。按照VMware的定義,一tile是一個系統中同時運行的各種負載的工作量的最小單位。系統能負載的tile數越多,說明工作容量越大。既然tile評分體系關系著系統的性能因素,因此可以將它作為性能和可擴展性的一個衡量指標。
運行VMmark得到R805和R905的分數,分別為7.97tile和14.28tile。與HP和IBM在16核服務器的對比中,R905的成績位居最前列,R805則處于中端位置。
能耗的測試相對中立,最有的名的測試工具莫過于SPECpower_ssj2008。測試方法首先是通過在待測服務器系統上運行一系列服務器版Java程序來確定服務器的最大負載,然后記錄每次負載達到10%時系統的能耗,多次之后取平均值,最后軟件根據這個平均值給出一個ssj(server-side Java)運算每瓦耗電量的分數。
如果說僅是要從大體上比較兩臺服務器的耗電情況,SPECpower_ssj2008給出的數字的確能給你一些幫助。但如果是對一個24小時運作的IT站點來說,這個數字就值得商榷了。我想絕大多數網站服務器最關心無疑就是服務器工作容量有多大,以及耗電情況如何。VMmark對前一指標給出了評價,對于后一指標,我們該如何評估?
SPECpower給出分數的方式就好像超市貨價上的盒裝麥片,僅僅告訴你麥片每公斤的單價,卻沒有給出整盒的售價以及商品的品質等級。與此類比,ssj的檢測很難對特定服務器的性能做出全面的評價。況且ssj的代碼不是基于Java EE編寫的,沒有數據訪問接口,因此它對大部分IT站點的活動情況無法清楚了解。另外,軟件檢測的模式是按一定時間斷依次將服務器負載量從10%,20%,30%...直到100%的提高,但實際上這種工作模式與大部分站點的實際情況并不符合。
總體說來,VMmark是一款不錯的服務器性能/負載評價工具,SPECpower只能對服務器的耗電量做一個粗略的估計。(本人用了一款名為Kill a Watt的能耗測量工具,并將測出的數據與軟件估計作對比)。
測試結果顯示,R805在待機狀態(操作系統運行而無虛擬機加載)功率為207w,最大負載時(運行Dell的服務器負載模擬測試軟件)的為411w,而R905的數據分別為待機狀態的331w和全速運行的652w。兩者相比,性能/耗電(tile/watt)比較接近,這就意味著低端的R805并不比高端的產品耗電量大。
專用服務器的應用
Dell力推虛擬化專用服務器不失為一個明智之舉。環顧四周,目前只有Dell一家如此而已。HP雖然宣稱旗下所有的服務器均為虛擬化而優化設計,但就目前產品特性來看,恐怕難以自圓其說。依愚之見,Dell的這一舉措將會引起HP和IBM對虛擬化應用的關切之情,其各自的虛擬化服務器也會紛紛跟進。尤其是在微軟發布hypervisor后,這種趨勢就會更加明顯。
以上Dell的兩款服務器都能算得上是優良,R805是虛擬化服務器起步之旅,而R905則更顯專業特色。依照用途來分,我覺得小型的R805適合于SMB級別的商業應用,畢竟雙核的處理速度足以應付;如果商業應用需要在虛擬服務器上存儲大量信息,那么雙硬盤的容量很快就會捉襟見肘。
R905比R805在應用處理上能力要強的多,因為它有雙倍R805的處理器,雙倍的RAM容量和3倍的硬盤存儲空間。R905是真正意義上的企業級或中等規模商業機,蘊含無限的潛能,能為企業的發展提供可靠的保障,這一點也可從評測數據庫的排名得到證實。如果從這個意義上說,僅比R805多上$5,600就能獲得如此的表現,R905當然是虛擬化服務器的不二選擇。
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