虛擬化是關(guān)于硬件參數(shù)的數(shù)字游戲？
虛擬化說白了也是一場數(shù)字游戲。當(dāng)用戶選定硬件平臺后，接下來要考慮的是一些重要的參數(shù)：包括某臺主機或某個LUN上運行的虛擬機數(shù)量。
如果您還沒有確定好這些參數(shù)，那么虛擬化架構(gòu)可能會遭遇性能問題。 本文TechTarget中國特約專家Eric Siebert列舉了虛擬化硬件相關(guān)的一些關(guān)鍵參數(shù)，主要包括整合率和虛擬CPU計算等。在設(shè)計和配置VMware vSphere架構(gòu)時，設(shè)置好這些參數(shù)可以有效防止出現(xiàn)硬件資源不足導(dǎo)致的性能問題。
虛擬硬件的整合度
談到虛擬化參數(shù)，最常見的就是每臺宿主機上承載虛擬機的個數(shù)，也稱為整合率或VM-to-host率。不巧的是，關(guān)于這個數(shù)字沒有固定答案，需要取決于很多因素，包括物理主機的配置和虛擬機對資源的要求。例如，如果用大型主機運行輕量級虛擬機負載，則可能達到60:1的整合率。但是低配主機運行重量級虛擬機負載的話，或許只有8:1的整合率才能保證性能穩(wěn)定。
達到高整合率有兩種方式：
◇ Scaling up.這種思路是，您對現(xiàn)有物理服務(wù)器擴容或者是替換成新的，更加強大的主機。例如大型的8路服務(wù)器，可以擴展到48個內(nèi)核和512GB內(nèi)存。
◇ Scaling out.這種思路是，增加小型物理主機的數(shù)量。例如，添加可以擴展到8個核心、128GB內(nèi)存的小型兩路服務(wù)器。這樣就可以在更多的主機上去擴展虛擬化服務(wù)。
每種方法各有優(yōu)劣勢。Scaling up方式下， 您管理的物理服務(wù)器數(shù)量減少了，但是一臺主機失效后會影響到大量的虛擬機，這也增加了風(fēng)險。在Scaling out方式下，雖然需要購買和管理更多的物理主機，但是這種架構(gòu)也同時提供了更高的靈活性，而且物理機失效的影響范圍也減小了。
很多人傾向于scale out方式，但是還有一種中間解決方案：采用2~4路的可以擴展到4~8核心和256GB內(nèi)存的中型服務(wù)器。例如HP公司的DL380或DL580這種級別的機器在可接受的成本范圍內(nèi)提供較好的擴展性。
如果運行重量級虛擬機負載，2路中型服務(wù)器可以提供16:1的整合率，4路服務(wù)器可以達到32:1。當(dāng)然，這些參數(shù)都要取決于工作負載的情況。
不要忘記計算虛擬CPU數(shù)量
VM-to-host比率是用于衡量性能比較常見的參數(shù)。另外虛擬機需要使用多個虛擬CPU（vCPU），因此vCPU和pCPU（物理CPU）的比率是一個更加細化的衡量標(biāo)準(zhǔn)。通常，4:1是比較保守的比率。
例如，12核的主機，可以支持48個vCPU。而在輕量級CPU負載情況下，vCPU-to-pCPU比率可以達到8:1，而在重量級負載情況下，或許只有2:1。
虛擬機分配的vCPU（或vSMP）數(shù)量也會影響到vCPU-to-pCPU率。對于VMware的CPU調(diào)度程序而言，單個vCPU的虛擬機CPU時間片的管理很容易。而在宿主機上有多個多vSMP虛擬機的話，可以支持的虛擬機總體數(shù)量就會減少，尤其是為某個虛擬機分配了4個或更多vCPU時。
總體考慮
虛擬化以流水線方式使用物理資源，而DRS（Distributed Resource Scheduler）和DPM（Distributed Power Management）等高級功能可以用于平衡主機資源和減少浪費。但是這并不是說把主機利用率提高到接近100%。
VMware的HA功能需要保留一定的剩余空間，以備其它故障主機上轉(zhuǎn)移過來的虛擬機使用。
根據(jù)工作負載和被保護的物理主機數(shù)量不同，可能需要把物理機的利用率控制在70%左右。
LUN和共享存儲性能
在單臺共享存儲（或LUN）上運行的虛擬機數(shù)量是另一個重要參數(shù)。單個LUN上運行的虛擬機太多會導(dǎo)致元數(shù)據(jù)鎖定的問題（SCSI預(yù)留）。
單個LUN可以支持的虛擬機數(shù)量取決于多個因素，不過如下的建議可以提供基準(zhǔn)參考：
◇ 單個LUN的虛擬機平均數(shù)量在：14到16個；
◇ 對于諸如應(yīng)用服務(wù)器這樣的輕量級IO負載，單個LUN可以支持100個以上虛擬機；
◇ 對于磁盤IO密集的應(yīng)用：每個LUN上8到10個虛擬機；
◇ 對于低到中級IO密集型負載：每個LUN上20到22個虛擬機。
運行某些應(yīng)用時，尤其是VDI架構(gòu)對磁盤讀寫IO需求較低，可以在單個LUN上運行更多的虛擬機。
存儲子系統(tǒng)的性能也非常重要。在一個RADI組中包含盡可能多的物理磁盤或者是增加緩存可以支持更多的虛擬機。
避免100%的虛擬化
隨著vSphere的成熟和進步，對任何負載的虛擬化都可以實現(xiàn)。100%虛擬化的數(shù)據(jù)中心從理論上一定是可行的，但是我們要避免這么做。
虛擬環(huán)境是非常復(fù)雜的，它們之間的相關(guān)性和故障可能會帶來很大影響。DNS、DHCP和AD服務(wù)器對于數(shù)據(jù)中心和連接到數(shù)據(jù)中心的客戶端而言都是非常重要的服務(wù)。某個主要部件的實效，如存儲SAN或是網(wǎng)絡(luò)交換機，可能會導(dǎo)致虛擬環(huán)境大范圍的故障。
運行于物理主機上的關(guān)鍵服務(wù)獨立性相對好一些。當(dāng)環(huán)境發(fā)生故障時受到的影響也比較小。物理主機發(fā)生問題后恢復(fù)時間也相比較短。因此，實現(xiàn)90%到95%的虛擬化就足夠了。
當(dāng)然，虛擬化雖然跟這些數(shù)字相關(guān)，但千萬不要過于激進地去追求。請牢記：數(shù)據(jù)中心的性能和在線時間永遠是最重要的指標(biāo)。為了達到在不損失性能和可用性的前提下，實現(xiàn)更高的硬件整合，您需要深刻理解架構(gòu)中每個部分的作用以及每個配置可能造成的影響。
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