HP StorageWorks 4400 Enterprise Virtual Array に
おける
Microsoft Hyper-V R2 のパフォーマンス特性
レポート
目次 要旨...2 はじめに...2 テスト方法...3 テストツール...4 テストベッドのデプロイメント...4 Iometerの構成...4 テストトポロジ...11 ProLiant BL490c G6 サーバー(テスト対象システム)...11 HP StorageWorks EVA4400 ...11Windows Server 2008 Hyper-V R2 ホスト...11
Windows Server 2008 Hyper-V R2 仮想マシン(VM)...11
論理プロセッサー...11 仮想プロセッサー...11 アーキテクチャー図とコンポーネント仕様...12 Iometerコントローラー ...13 管理サーバー...13 Hyper-V R2 サーバー ...13 ストレージレイアウト...13 テストシナリオと結果...14 ワークロードの定義:...14 ドライブ8 台、16 台、32 台のLUNにおけるHyper-Vのパフォーマンス特性 ...14
Vraid 1 とVraid 5 におけるHyper-Vのパフォーマンス特性...19
単一LUN内の仮想マシン数が 1 つの場合と複数の場合におけるディスクI/Oの総スループットのテスト... 24
Microsoftハイパーバイザーが仮想化環境に及ぼすオーバーヘッド量 ... 29
テスト分析のまとめ... 35
推奨事項... 35
要旨
仮想化テクノロジーへの関心がここ数年大きく高まったことで、仮想化環境の知識を求めるニーズが増 えています。Microsoft® Windows® Server 2008 R2の登場により、仮想化への関心がさらに高まっ ています。MicrosoftはWindows Server 2008 R2のリリースに伴い、新しいバージョンの仮想化サー バー、Windows Server 2008 R2 Hyper-V (Hyper-V R2)サーバーロールを導入しました。本書は、HP StorageWorks 4400 Enterprise Virtual Array (EVA4400)ストレージデバイスをバックエンドストレー ジとして配したHP ProLiant BL490c G6サーバーへのHyper-V R2のデプロイメントに関する課題に対処 するため、EVA4400のディスクサブシステムのパフォーマンス特性テストに焦点を当てています。最新 のHP BladeSystemサーバーブレードとEVA4400などの信頼できるアレイにWindows Server 2008 R2を組み合わせることで、柔軟かつ強力なソリューションを実現することができます。 対象読者: 本書は、HP StorageWorks EVA4400を接続したHP BL490c G6ブレードサーバーに、 Hyper-V仮想化テクノロジーを使用して、サーバーを統合および移行することに関心を持つ個人または 企業を対象としていますが、これに限りません。 このホワイトペーパーは、2009年10月に実施されたテストについて記載したものです。
はじめに
サーバー仮想化のおかげで、IT組織はサーバーの利用率を高めて数を減らし、エネルギー消費を抑え てデータセンター環境の総コストを下げることにより、コスト管理と生産性および効率向上という大きな メリットを自社にもたらすことができるようになりました。ところが、こうした仮想化環境への転換の結果、 サーバーの仮想化および統合によって、複雑なデータ管理やストレージ利用の非効率さといった、今ま でとは異なるいくつかのストレージ課題が持ち上がりました。ストレージの適切なキャパシティプランニ ングがなければ、サーバーの仮想化および統合のメリットもわずかなものに限られてしまいます。 HP StorageWorks EVA4400アレイは、仮想アレイをプロビジョニングして仮想化環境のデータ容量要 件を満たす機能と柔軟性を提供することで、ストレージ インフラストラクチャーの効率が著しく高まり、 これらの課題に対応することができます。EVA4400ストレージアレイでは、HP StorageWorks Command View EVAによる管理の容易さと、HP StorageWorks Business Copy EVAおよびHP StorageWorks Continuous Access EVAによる包括的なデータ保護により、データの保護と復旧が迅 速かつ容易に実行できます。HP StorageWorks 4400 Enterprise Virtual Array (EVA4400)では、仮想化環境のニーズを満たす、 展開が簡単なエンタープライズクラスの仮想ストレージアレイを提供しています。仮想化が組み込まれ たこのアレイは、容量の使用率を高めて簡単に管理できるよう設計されており、従来のアレイに比べて 低い総所有コスト(TCO)を実現します。加えて、パフォーマンスが高く、拡張が容易で、高い信頼性と可 用性を備えています。可用性は、99.999%の可用性を実現するEVA4100/6100/8100アーキテク チャーおよびデュアルリダンダント設計に基づいています。このアレイは、Microsoft Hyper-V R2、 Microsoft Exchange、Oracle®、およびSAPなどの主要なアプリケーションとの統合が実証された、 様々なオペレーティングシステムをサポートしています。EVA4400は、Business Copy EVAおよび Continuous Access EVAソフトウェアによる堅牢なローカルおよびリモート複製機能を備えています。 Command View EVAとHP StorageWorks EVA Dynamic Capacity Managementソフトウェアを使用 することで、簡単にEVAの管理とストレージプロビジョニングを行うことができ、時間も節約できます。 以降の項には、テスト方法、テストの実行、使用されたテストツール、ハードウェア/ソフトウェア構成の 詳細と推奨事項に関する記載があります。各項では、HPのハードウェアをテスト用に構成する方法、 Microsoft Hyper-V R2および仮想マシン(VM)の構成方法、Hyper-V R2のパフォーマンス能力をテスト するためのテストツールの構成方法が詳しく記載されています。
重要
本書はベンチマークテスト結果のレポートではありません。 本書の趣旨は、ProLiant BL490c G6 ブレードサーバーと、HP
StorageWorks EVA4400 ストレージアレイ上の Hyper-V R2 仮想マシンの パフォーマンス特性テストの結果を紹介することです。本書の目的は、 様々なワークロードをシミュレートして、EVA4400 の各種 LUN 構成におい てHyper-V R2 のディスク I/O パフォーマンスを文書化することです。 本書は、1 つの LUN にいくつの仮想マシンが適合できるか、または 1 つの LUN でいくつの仮想マシンを実行できるかをレポートしたものではありま せん。また、Windows 2008 R2 および Hyper-V R2 を設定するためのハ ウツーガイドでもありません。 本書で引用されているパフォーマンス評価基準は、ラボでのあらゆるテス トと同様、理想化されたものです。実稼動環境では、これらの評価基準は さまざまな要因の影響を受けることがあります。すべてのアプリケーション デプロイメントに対するベストプラクティスとして、実際のターゲットアプリ ケーションを非実稼動環境で使用して概念実証(POC)テストを行うことをお 勧めします。実際のターゲットアプリケーションを、実稼働環境と同一の(た だし隔離された)テスト環境またはステージング環境でテストするのが、シ ステム動作を推測する最も効果的な方法です。
テスト方法
EVA4400およびHyper-V R2のパフォーマンス特性テストは、スピンドル数、RAIDレベル、およびワーク ロードの3つの主要変数に基づきます。 y スピンドル数は、8、16、32 のいずれかです。 y RAID レベルは Vraid 1 および Vraid 5 です。 y シミュレートされたワークロードは、以下の通りです。 1. 頻繁に使用されるファイル共有のシミュレーション(64K、50%ランダム、50% R/W) 2. Microsoft Exchangeデータベースのシミュレーション(8K、100%ランダム、60%/40% R/W) 3. データウェアハウス データベースのシミュレーション(256K、100%シーケンシャル、 80%/20% R/W) 4. Microsoft Exchangeログファイルのシミュレーション(8K、100%シーケンシャル、100% W) 本書では、Hyper-VとEVA4400ストレージアレイが効果的に連携するためのいくつかの構成方法を詳 しく説明します。このプロジェクトでは、以下のような質問について扱います。 y 以下で構成される120GB の LUN に 100GB の VHD ファイルを配置することで、パフォーマンスに どのような影響があるか? – 8台の15K FCディスクでディスクグループを構成 – 16台の15K FCディスクでディスクグループを構成 – 32台の15K FCディスクでディスクグループを構成 y 以下の構成上にVHD ファイルを配置することで、パフォーマンスにどのような影響があるか? – Vraid 1のLUN – Vraid 5のLUN y 1 つの LUN に複数の仮想マシンを配置した場合、パフォーマンス特性はどのようになるか? 1 つの LUN の仮想マシンを 1 つから 4 つに増やすと、ディスク I/O は増加するか、減少するか、あるいは 一定に保たれるか?テストツール
シミュレートされたワークロードは、Iometerテストツールを使用して生成します。このツールは
www.Iometer.orgからダウンロードできます。Hyper-V R2およびEVA4400のテストに使用する技術的 な構成およびテスト方法については、詳しく後述します。 IometerはGUI制御プログラムです。GUIはワークロードの構成、動作パラメーターの設定、およびテス トの開始と停止に使用します。IometerはDynamoクライアントを制御し、パフォーマンスデータを収集し、 データを結果ファイルに要約します。 Dynamoは、テスト対象システム(SUT)に常駐するワークロード生成プログラムです。Iometerのコマンド により、DynamoはI/O操作を生成し、結果のパフォーマンスデータを記録し、データをIometerに返しま す。
テストベッドのデプロイメント
HPはIometerのコピーを入手し、Iometerコンソールとして使用するProLiant BL460c G1システム上で解 凍しました。Iometer.exeを初めて実行すると、多くのアプリケーションのインストールにおけるsetup.exe と同じようにインストールが実行されます。HPの技術者は、デスクトップアイコンのインストールを選択し、 デスクトップアイコンをIometerの起動用に使用しました。テストに使用したIometerの構成については、 次項の「Iometerの構成」に記載されています。HPの技術者はテスト対象システム(SUT)で使用する複数 のIometerデータファイル(iobw.tst)を作成し、そのコピーをすべてのテスト対象システムのルートディレ クトリに配置しました。テストファイルは、Iometerの[Disk Targets]タブを使用して作成しました。すべて のテスト対象システムに、Dynamo.exeのコピーを配置しました。Iometer の構成
以下の図1~5のスクリーンショットは、テストに使用したIometerの基本構成を示しています。Iometerは、 本書で扱われていない多くの構成オプションを提供しています。 図1に示すIometerの[Disk Targets]タブには、テスト対象システムのIPアドレスまたはコンピューター名 と、テストに使用されるディスクドライブが強調表示されています。図1では強調表示されていませんが、 [Maximum Disk Size]パラメーターは、テストに使用する、必要なIometerデータファイルを作成するた めに使用されることがあります。HPではテストの種類に応じて複数のサイズのデータファイル(iobw.tst) を作成し、テスト前にそのコピーを各ターゲットシステムに配置しました。図2は、HPのテストで選択した[Assigned Access Specification]オプションを示しています。ブロックサイ ズおよびその他のパラメーターは、ワークロードに応じて異なります。
図2. Iometerの構成設定。Iometerの[Access Specifications]タブを使用して、ブロックサイズ、読み書きの割合、およびランダム/
図3は、Hyper-V R2のテストにHPが使用した、カスタムのアクセス仕様を示しています。HPでは、 「Simulating a heavily used file share (64K 50% Random, 50% R/W)」という名前を使用して、ブロッ クサイズ64KB、読み取り50%、書き込み50%、ランダムアクセス50%、およびシーケンシャルアクセス 50%で構成されるワークロードをシミュレートしました。
図3. Iometerの[Edit Access Specification]タブを使用して、ブロックサイズ(転送要求サイズ)、読み書きの割合、およびランダム
図4は、あるテストを実行中のスナップショットで、[Total I/Os per Second]およびそれに関連する値を 強調表示したものです。[Update Frequency (seconds)]オプションを1に設定したことを除き、HPではデ フォルト設定を使用しました。
図4. Iometerの[Results Display]タブは、リアルタイムパフォーマンスの監視に使用できます。各表示について、他の構成オプショ
図5は、HPが使用したテスト設定が強調表示されています。[Run Time] (各テストの所要時間)は30秒 に設定しました。[Ramp Up Time] (ウォームアップとも呼ばれる)は、3秒に設定しました。[Cycle Options]には、[Cycle # Outstanding I/Os – run step outstanding I/Os on all disk at a time]を選択 しました。[# of Outstanding I/Os]は[Start]が「1」、[End]が「40」で、 [Linear Stepping]は「1」に設定し ました。使用するディスク数およびRAIDレベルによって、[# of Outstanding I/Os]の[Start]および[End] の設定は、所定の構成で生成可能なIOPS(1秒あたりの入出力操作)の決定を支援するために変更す る必要があります。
図5. Iometerの[Test Setup]タブを使用して、[Run Time]、[Ramp Up Time]、[Cycling Options]、および[# of Outstanding I/Os]
図6は、あるテスト対象システムにおけるDynamoコマンドラインを示したもので、この事例では仮想マ シンは1つです。Dynamoを実行する前に、Iometerコンソールが開いて機能している必要があります。 「/i」パラメーターはIometerコントローラーを、「/m」パラメーターはマネージャーネットワーク名を、「/n」 パラメーターはマネージャー名を指定します。Dynamoで使用できるパラメーターは他にもありますが、 本書では扱いません。 図6. 仮想マシンで実行中のDynamoの1つのインスタンス
テストトポロジ
ProLiant BL490c G6 サーバー(テスト対象システム)
このテストでは、HP ProLiant BL490c G6サーバー上のHyper-V R2およびHP StorageWorks EVA4400ストレージアレイのパフォーマンス特性を測定するために、複数の構成が使用されました。 Iometerはデータファイル(iobw.tst)を使用して、I/Oテストを実行します。このファイルは、各テストを実 行する前に作成できますが、あらかじめ作成して、テストを開始する前に各テスト対象システムにコピー することもできます。
HP StorageWorks EVA4400
外部ストレージのパフォーマンスをテストするために、HP StorageWorks EVA4400ストレージシステム を使用しました。テストでは、リダンダントな4Gbファイバーチャネル(FC)接続を使用しました。 EVA4400ストレージアレイのパフォーマンス特性を調べるために、前述の「テスト方法」の項で説明し た複数のディスク構成を使用しました。リダンダントコントローラーおよびファイバーチャネルパスによる 構成をサポートするために、別のソフトウェアサポートが必要となり、Hyper-Vホストシステムにマルチパ スI/O (MPIO)とDevice Specific Module (DSM)をインストールしました。図7は、高可用性を得るため のリダンダントなファイバーチャネルパスを実現するために、HPが使用したファイバーチャネル ケーブ ル構成を示したものです。ホストとEVAの間のいずれかのパスが切断された場合、リダンダントパスあ るいはバックアップパスが自動的に使用されます。ファイバーチャネルパスの切り替えは、MPIOによっ て管理されます。Windows Server 2008 Hyper-V R2 ホスト
Hyper-V R2ホストサーバーは、仮想マシン(VM)の作成、構成、管理、およびホスティングに使用しまし た。
Windows Server 2008 Hyper-V R2 仮想マシン(VM)
各仮想マシンが、Iometerからのコマンドを受け取るために、ホストシステムのNICポート1つを使用しま した。
論理プロセッサー
論理プロセッサーは、物理プロセッサー上の単一の実行パイプラインです。以前は2プロセッサーシス テムと言えば、それが何であるかを正しく把握できました。今日では、2プロセッサーシステムだと言っ ても、各プロセッサーにいくつのコアがあるのか、あるいはインテル® ハイパースレッディングが有効に なっているかどうかがわからない場合もあります。ハイパースレッディング機能を実装した2プロセッ サーコンピューターは、実際には4つの実行パイプライン、すなわち4つの論理プロセッサーを持ちます。 クワッドコアプロセッサーを搭載した2プロセッサーコンピューターは、ハイパースレッディング機能を有 効にしなければ、8つの論理プロセッサーを持つことになります。仮想プロセッサー
仮想プロセッサーは、ハイパーバイザーによってパーティションに公開されている単一の論理プロセッ サーです。仮想プロセッサーは、物理コンピューター内で使用できるいずれの論理プロセッサーにも マッピング可能で、論理プロセッサーよりも多くの仮想プロセッサーを持つことができるようにハイパー バイザーによってスケジュールされます。アーキテクチャー図とコンポーネント仕様
図7は、HP StorageWorks EVA4400アレイでのHyper-V R2のパフォーマンステストにHPが使用した、 テストベッドのアーキテクチャー図です。これらの図では特定のHPサーバーおよびストレージモデルが 示されていますが、これらのアーキテクチャーは、Microsoft Hyper-V R2をサポートするHPのほかのす べてのサーバーおよびストレージテクノロジーに適用できます。 図7. HP StorageWorks EVA4400アレイでのHyper-V R2のパフォーマンステストにHPが使用した、テストベッドのアーキテク チャー図管理サーバー
Iometer
Hyper-V
Brocade 4/24 SAN スイッチ2 台(ブレー ドエンクロージャー EVA4400 146GB 15K FC ドライブ 48 台 仮想マシン 次の表1に、Iometerコンソールとして使用したHP ProLiantシステムの詳細を示します。Iometer コントローラー
表1. ワークロード生成に使用した、Windows Server 2003 R2を実行するProLiant BL460cサーバー
サーバーモデル ProLiant BL460c G1 オペレーティングシステムとパッチレベル Windows Server 2003 R2 プロセッサー/コア クワッドコアIntel Xeon® 3.2 GHz 2 基 メモリ 8GB 次の表2に、管理コンソールとして使用したHP ProLiantシステムの詳細を示します。
管理サーバー
アレイ管理に使用したProLiant BL460cサーバーで、Windows Server 2003 R2を実行します (Command View EVAは、Windows Server 2008 R2ではまだサポートされていません)。
表2. 管理コンソールとして使用したHP ProLiantシステム サーバーモデル ProLiant BL460c G1 オペレーティングシステムとパッチレベル Windows Server 2003 R2 プロセッサー/コア クワッドコアIntel Xeon® 3.2 GHz 2 基 メモリ 8GB
Hyper-V R2 サーバー
Windows Server 2008 R2 x64を実行するブレードサーバーには、Hyper-Vロールがインストールされ、 Windows Server 2008 R2 x64を実行するHyper-V仮想マシンがそこにインストールされています。こ のサーバー上の各仮想マシンは、EVAによって提供されるLUN上に1つの仮想ハードディスク(VHD)を 持っています。このホストサーバーの仕様は以下のとおりです。
表3. Hyper-Vサーバーの仕様
サーバーモデル ProLiant BL490c G6
オペレーティングシステムとパッチレベル Windows Server 2008 R2 Hyper-V プロセッサー/コア クワッドコアIntel Xeon® 2.93 GHz 2 基 メモリ 32 GB
ストレージレイアウト
仮想マシンのVHDのストレージには、146GB 15K RPM FCドライブ48台を搭載したHP StorageWorks EVA4400ストレージアレイが使用されました。それぞれのVHDのタイプでパフォーマンステストを行う のに、Vraidレベル1およびレベル5を使用しました。本プロジェクトのEVAでは、アレイ内の合計48台の ドライブのうち32台のみ使用しました。残りの16台については、さまざまなVHDおよび本プロジェクトに 関連するIometerファイルの保存に使用しました。テストシナリオと結果
ワークロードの定義
:
y 頻繁に使用されるファイル共有のシミュレーション(64K、50%ランダム、50% R/W) y Microsoft Exchange データベースのシミュレーション(8K、100%ランダム、60%/40% R/W) y データウェアハウス データベースのシミュレーション(256K、100%シーケンシャル、80%/20% R/W) y Microsoft Exchange ログファイルのシミュレーション(8K、100%シーケンシャル、100% W)ドライブ
8 台、16 台、32 台の LUN における Hyper-V のパフォーマンス
特性
アクション1: 仮想マシン 1個/ LUN 1個/ 8スピンドル/ Vraid 5 y ドライブ8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します。 y そのLUN に、100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します。VHD のファイ ルサイズは、メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために、 LUN の容量いっぱいにはしません。 y VHD のファイルサイズの約 75%に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します。この例では、 Iometer のファイルサイズは 75GB になります。Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱい になるように作成すると、仮想マシンのOS は、容量が不足していることを通知します。 y ワークロード定義をすべて実行します。 アクション2: 仮想マシン 1個/ LUN 1個/ 16スピンドル/ Vraid 5 y ドライブ16 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します。 y そのLUN に、100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します。VHD のファイ ルサイズは、メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために、 LUN の容量いっぱいにはしません。 y VHD のファイルサイズの約 75%に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します。この例では、 Iometer のファイルサイズは 75GB になります。Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱい になるように作成すると、仮想マシンのOS は、容量が不足していることを通知します。 y ワークロード定義をすべて実行します。 アクション3: 仮想マシン 1個/ LUN 1個/ 32スピンドル/ Vraid 5 y ドライブ32 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します。 y そのLUN に、100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します。VHD のファイ ルサイズは、メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために、 LUN の容量いっぱいにはしません。 y VHD のファイルサイズの約 75%に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します。この例では、 Iometer のファイルサイズは 75GB になります。Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱい になるように作成すると、仮想マシンのOS は、容量が不足していることを通知します。 y ワークロード定義をすべて実行します。 以下の図では、各ワークロードの結果の概略が棒グラフで示されています。図8. 異なるディスク数での各種ワークロードの実行
ディスクが
8 台、16 台、32 台の場合の比較
IO PS ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) 1VM、8 ディスク、RAID 5 1VM、16 ディスク、RAID 5 1VM、32 ディスク、RAID 5
ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) IOPS数の結果: ExchangeログファイルをシミュレートしたワークロードのIOPS数が突出しているのは、 このケースでは、EVA4400アレイのキャッシュ機能によるものです。
図9. スループット(MBps単位)
ディスクが
8 台、16 台、32 台の場合の比較
MB p s ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1VM、8 ディスク、RAID 5 1VM、16 ディスク、RAID 5 1VM、32 ディスク、RAID 5
MBpsの結果: データウェアハウス データベースをシミュレートしたワークロードのMBpsスループット は、スピンドル数を16から32に増やしてもほとんど増加していません。
図10. 平均応答時間
ディスクが
8 台、16 台、32 台の場合の比較
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) 平均応 答時 間 (ms ) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1VM、8 ディスク、RAID 5 1VM、16 ディスク、RAID 5 1VM、32 ディスク、RAID 5
平均応答時間(ms)の結果: 平均応答時間(ms)は、ディスク数を8台、16台、32台に変化させたテスト 全体でほぼ一貫しています。
図11. 平均読み取り応答時間
ディスクが
8 台、16 台、32 台の場合の比較
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) 平均読 み 取 り 応答 時間 (ms ) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1VM、8 ディスク、RAID 5 1VM、16 ディスク、RAID 5 1VM、32 ディスク、RAID 5
平均読み取り応答時間(ms)の結果: 平均読み取り応答時間(ms)は、ディスク数を8台、16台、32台に 変化させたテスト全体でほぼ一貫しています。
図12. 平均書き込み応答時間
ディスクが
8 台、16 台、32 台の場合の比較
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) 平均書 き 込 み 応答 時間 (ms ) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1VM、8 ディスク、RAID 5 1VM、16 ディスク、RAID 5 1VM、32 ディスク、RAID 5
平均書き込み応答時間(ms)の結果: 平均書き込み応答時間(ms)は、Microsoft Exchangeログファイ ルをシミュレートしたワークロードの場合を除き、ディスク32台のVraid 5のテストで高いパフォーマンス が観察されました。
Vraid 1 と Vraid 5 における Hyper-V のパフォーマンス特性
アクション1: 仮想マシン1個/ LUN 1個/ 8スピンドル/ Vraid 1 y ドライブ8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 1 の LUN を作成します。 y そのLUN に、100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します。VHD のファイ ルサイズは、メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために、 LUN の容量いっぱいにはしません。 y VHD のファイルサイズの約 75%に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します。この例では、 Iometer のファイルサイズは 75GB になります。Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱい になるように作成すると、仮想マシンのOS は、容量が不足していることを通知します。 y ワークロード定義をすべて実行します。 アクション2: 仮想マシン1個/ LUN 1個/ 8スピンドル/ Vraid 5 y ドライブ8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します。 y そのLUN に、100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します。VHD のファイ ルサイズは、メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために、 LUN の容量いっぱいにはしません。 y VHD のファイルサイズの約 75%に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します。この例では、 Iometer のファイルサイズは 75GB になります。Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱい図13. IOPS数の結果
Vraid 1 と Vraid 5 の比較(単一 LUN、ディスク 8 台)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) IOPS数の結果: MS ExchangeログファイルをシミュレートしたワークロードのIOPS数が突出しているの は、このケースでは、EVA4400アレイのキャッシュ機能によるものです。 ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) Vraid 1 Vraid 5 IO PS
図14. Vraid 1とVraid 5の場合のMBpsの比較
Vraid 1 と Vraid 5 の比較(単一 LUN、ディスク 8 台)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) MB p s ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) Vraid 1 Vraid 5 MBpsの結果: データウェアハウス データベースをシミュレートしたワークロードのMBpsスループット は、Vraid 5に比べてVraid 1の方が明らかに高くなりました。
図15. 平均応答時間 ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W)
Vraid 1 と Vraid 5 の比較(単一 LUN、ディスク 8 台)
Vraid 1 Vraid 5 平均応 答時 間 (ms ) 平均応答時間(ms)の結果: 平均応答時間(ms)はVraid 1テストとVraid 5テストでほぼ一貫しています が、Vraid 5のパフォーマンスがわずかに上回っています。
図16. 平均読み取り応答時間 ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W)
Vraid 1 と Vraid 5 の比較(単一 LUN、ディスク 8 台)
Vraid 1 Vraid 5 平均読 み 取 り 応答 時間 (ms ) 平均読み取り応答時間(ms)の結果: 平均読み取り応答時間(ms)はVraid 1テストとVraid 5テストでほ ぼ一貫しています。
図17. 平均書き込み応答時間 ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W)
Vraid 1 と Vraid 5 の比較(単一 LUN、ディスク 8 台)
Vraid 1 Vraid 5 平均書 き 込 み 応答 時間 (ms ) 平均書き込み応答時間(ms)の結果: 平均書き込み応答時間(ms)はVraid 1テストとVraid 5テストでほ ぼ一貫しています。
単一
LUN 内の仮想マシン数が 1 つの場合と複数の場合におけるディス
ク
I/O の総スループットのテスト
アクション1: 仮想マシン1個/ LUN 1個/ 8スピンドル/ Vraid 5 y ドライブ8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します。 y そのLUN に、100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します。VHD のファイ ルサイズは、メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために、 LUN の容量いっぱいにはしません。 y VHD のファイルサイズの約 75%に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します。この例では、 Iometer のファイルサイズは 75GB になります。Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱい になるように作成すると、仮想マシンのOS は、容量が不足していることを通知します。 y ワークロード定義をすべて実行します。 アクション2: 仮想マシン4個/ LUN 1個/ 8スピンドル/ Vraid 5 y ドライブ8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します。 LUN に仮想マシンを 4 つ作成し、各仮想マシンに 25GB の固定 VHD ファイルを持たせます。以下の図では、各ワークロードの結果の概略が棒グラフで示されています。 図18. IOPS数の結果
仮想マシン
1 個と仮想マシン 4 個の場合の比較
(単一 LUN、ディスク 8 台、Vraid 5)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) IO PS ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1 VM 4 VM IOPS数の結果: 100GBの仮想マシン1個と25GBの仮想マシン4個では、IOPS数の合計は予想通り ほぼ同じです。MS ExchangeログファイルをシミュレートしたワークロードのIOPS数が突出しているの は、このケースでは、EVA4400アレイのキャッシュ機能によるものです。図19. MBpsの結果
仮想マシン
1 個と仮想マシン 4 個の場合の比較
(単一 LUN、ディスク 8 台、Vraid 5)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) MB p s ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1 VM 4 VM MBpsの結果: メガバイトスループットのテストでは、すべてのワークロードについて、仮想マシン4個 の方の処理能力が上回りました。図20. 平均応答時間の結果
仮想マシン
1 個と仮想マシン 4 個の場合の比較
(単一 LUN、ディスク 8 台、Vraid 5)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) 平均応 答時 間 (ms ) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1 VM 4 VM 平均応答時間(ms)の結果: 平均応答時間(ms)は仮想マシン1個と仮想マシン4個のテストでほぼ一貫 しています。図21. 平均読み取り応答時間の結果
仮想マシン
1 個と仮想マシン 4 個の場合の比較
(単一 LUN、ディスク 8 台、Vraid 5)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) 平均読 み 取 り 応答 時間 (ms ) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1 VM 4 VM 平均読み取り応答時間(ms)の結果: 平均読み取り応答時間(ms)は仮想マシン1個と仮想マシン4個の テストでほぼ一貫しています。図22. 平均書き込み応答時間の結果
仮想マシン
1 個と仮想マシン 4 個の場合の比較
(単一 LUN、ディスク 8 台、Vraid 5)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) 平均書 き 込 み 応答 時間 (ms ) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1 VM 4 VM 平均書き込み応答時間(ms)の結果: 平均書き込み応答時間(ms)は、Microsoft Exchangeログファイ ルをシミュレートしたワークロードの場合を除き、仮想マシン4個のテストのパフォーマンスの方が高くな りました。Microsoft ハイパーバイザーが仮想化環境に及ぼすオーバーヘッド量
アクション1: ホスト1台/ LUN 1個/ 8スピンドル/ Vraid 5 y ドライブ8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します。 y ローカルディスクとしてホストマシン(ProLiant BL490c G6)に接続します。 y 100GB のサイズの Iometer ファイルを LUN に作成します。 y ワークロード定義をすべて実行します。 アクション2: 仮想マシン1個/ LUN 1個/ 8スピンドル/ Vraid 5 y ドライブ8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します。 y そのLUN に、100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します。VHD のファイ ルサイズは、メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために、 LUN の容量いっぱいにはしません。 y VHD のファイルサイズの約 75%に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します。この例では、 Iometer のファイルサイズは 75GB になります。Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱい になるように作成すると、仮想マシンのOS は、容量が不足していることを通知します。 y ワークロード定義をすべて実行します。 以下の図では、各ワークロードの結果の概略が棒グラフで示されています。図23. IOPS数の結果
ハイパーバイザーのオーバーヘッド
(ディスク 8 台、Vraid 5)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) IO PS ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1 ホスト 1 VM IOPS数の結果: 予想された通り、ワークロードを実行するのがホストであっても仮想マシンであっても、 ハイパーバイザーがシステムに及ぼすオーバーヘッドはほとんどありません。MS Exchangeログファイ ルをシミュレートしたワークロードのIOPS数が突出しているのは、このケースでは、EVA4400アレイの キャッシュ機能によるものです。図24. MBpsの結果
ハイパーバイザーのオーバーヘッド
(ディスク 8 台、Vraid 5)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) MB p s ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1 ホスト 1 VM MBpsの結果: データウェアハウス データベースをシミュレートしたワークロードのMBpsスループット は、仮想マシンに比べてホストマシンの方が明らかに高くなりました。したがって、最適なスループットを 得るために、データウェアハウス データベースのファイルを物理マシン上に配置することを強くお勧め します。図25. 平均応答時間の結果
ハイパーバイザーのオーバーヘッド
(ディスク 8 台、Vraid 5)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) 平均応 答時 間 (ms ) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1 ホスト 1 VM 平均応答時間(ms)の結果: 平均応答時間(ms)はホスト1台と仮想マシン1個のテストでほぼ一貫して います。図26. 平均読み取り応答時間の結果
ハイパーバイザーのオーバーヘッド
(ディスク 8 台、Vraid 5)
ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) 平均読 み 取 り 応答 時間 (ms ) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W) 1 ホスト 1 VM 平均読み取り応答時間(ms)の結果: 平均読み取り応答時間(ms)はホスト1台と仮想マシン1個のテス トでほぼ一貫しています。図27. 平均書き込み応答時間の結果 ワークロード: 頻繁に使用され るファイル共有のシミュレーショ ン(64K、50%ランダム、50% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange データベースのシミュ レーション(8K、100%ランダム、 60%/40% R/W) ワークロード: データウェアハウ ス データベースのシミュレー ション(256K、100%シーケン シャル、80%/20% R/W) ワークロード: Microsoft Exchange ログファイルのシミュ レーション(8K、100%シーケン シャル、100% W)
ハイパーバイザーのオーバーヘッド
(ディスク 8 台、Vraid 5)
1 ホスト 1 VM 平均書 き 込 み 応答 時間 (ms ) 平均書き込み応答時間(ms)の結果: 平均書き込み応答時間(ms)は、仮想マシンよりもホストの方が 高いパフォーマンスを示しました。テスト分析のまとめ
Microsoft Windows 2008 R2の仮想化機能「Hyper-V R2」の導入により、新機能とオプションが追加 されてパフォーマンスが向上しました。Hyper-V R2のパフォーマンステストを実施する際、いくつかのパ フォーマンス要因を考慮する必要がありますが、本書ではディスクサブシステムのパフォーマンスに焦 点を当て、HP ProLiantブレードサーバーとHP StorageWorks EVA4400ストレージディスクサブシステ ムとを組み合わせたときに予想される、いくつかの基本的なIOPSパフォーマンス範囲を提供しました。
推奨事項
本書に記載されているテスト目標を再現する場合、目標に対して必要と思われるIometerの[Results Display]および他の重要なWindowsパフォーマンスカウンターを監視することをお勧めします。HPはテ スト中、ホストおよび仮想マシンのプロセッサー使用率のパフォーマンスのほか、ディスクサブシステム のパフォーマンスも監視しました。(HPはこの事例で、ディスクサブシステムのパフォーマンスがパフォー マンスの主要な抑制因子であることを発見しました。)Iometerを使用してディスクのIOPSパフォーマンス を生成して記録する場合、各テスト試行後の結果ファイルにあるディスクの平均応答時間とディスク IOPSに注視してください。ディスクの平均応答時間が急激に増加し始めたり、IOPSパフォーマンスカウ ンターの増加が止まって減少が始まった場合、ディスクサブシステムの最適なパフォーマンスに到達し ています。HP製サーバーおよびソフトウェアの高可用性オプションを検討して、可能であれば実装してく ださい。ディスクのRAIDレベルやリダンダンシ、フォールトトレランス、マルチパスI/Oなどは、考慮すべ き高可用性構成オプションのほんの数例に過ぎません。ディスクIOPSがパフォーマンスの主要な抑制 因子である場合、ほとんどの仮想マシンを論理プロセッサー1個と1GBのRAMで構成することができ、 重大なパフォーマンス問題が発生することはありません。詳細情報
HP ActiveAnswers: http://www.hp.com/solutions/activeanswers (英語) HP StorageWorks製品: http://www.hp.com/jp/storageworks
HPストレージ: http://welcome.hp.com/country/jp/ja/prodserv/storage.html
HP StorageWorks Enterprise Virtual Array: http://www.hp.com/jp/eva
HP BladeSystem: http://www.hp.com/jp/bladesystem
HP BladeSystem c-Classサーバーブレード:
http://h50146.www5.hp.com/products/servers/bladesystem/c/component/servers.html
HP and Microsoft: http://www.hp.com/jp/microsoft
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