Beschreibung #

Netzwerkfunktionsvirtualisierung (NFV ) ist ein neues Paradigma, das den Einsatz von Netzwerkgeräten in virtuellen Umgebungen fördert, um Flexibilität und einfachere Wartung zu ermöglichen. Jeder Anwendungsfall sollte jedoch individuell geprüft werden, um die optimale Lösung – Hardware oder virtuelle Appliance – entsprechend den Anforderungen, dem Budget und den verfügbaren Ressourcen zu ermitteln.

In diesem Artikel werden wir die Unterschiede zwischen Netzwerk-Hardware-Appliances erläutern , um einige VM-Tuning-Optimierungen für Netzwerk, Lastverteilung und Leistung zwischen Hypervisor-Anbietern zu definieren.

Leistungsunterschiede zwischen Hardware- und virtuellen Appliances #

Wenn ein neuer Load Balancer eingesetzt werden muss, liegt der wichtigste technische Grund für eine Hardware -Appliance darin, die größtmögliche Leistung zu erzielen und die Netzwerklatenz so gering wie möglich zu halten. Die virtuelle Appliance bietet jedoch mehr Flexibilität und eine einfachere Verwaltung der Infrastruktur.

In einer idealen Welt können wir durch die Bereitstellung einer virtuellen Maschine mit allen vom Host verfügbaren Ressourcen in der VM zwischen 96 % und 97 % der CPU des Hosts, zwischen 70 % und 90 % der Netzwerkleistung des Hosts und zwischen 40 % und 70 % der Speicher-E/A-Leistung des Hosts erreichen, und zwar alles aufgrund des Overheads des Hypervisors.

Das Benchmarking von virtuellen Maschinen ist keine leichte Aufgabe, da aufgrund unterschiedlicher möglicher Konfigurationen möglicherweise keine genauen Zahlen vorliegen und es zu viele Faktoren gibt, die die Leistung einer VM beeinträchtigen können, wie zum Beispiel:

Der Hypervisor-Anbieter und die verwendete Version
Die Host-Optimierungen
Zugewiesene Ressourcen pro VM
Anzahl der pro Host ausgeführten VMs
Netzwerkverkehr, CPU- oder Festplatten-E/A-Auslastung im Hypervisor
Netzwerktreiber konfiguriert
Gemeinsam genutzte Ressourcen zwischen VMs
Durchgeführte Aufgabe (Routing, Content Switching, SSL-Offload usw.)
unter anderen…

Dieser Artikel befasst sich mit der Netzwerkoptimierung für den Lastenausgleich in virtuellen Umgebungen. Er konzentriert sich daher auf die CPU-Auslastung und die Netzwerk-E/A-Optimierung, um das Beste aus Ihren Lastenausgleichs-VMs herauszuholen. Die Leistung des Festplattenspeichers ist nicht so kritisch, da diese Art von NFV-Anwendungen keine hohe Festplatten-E/A-Last erfordert.

VM-Optimierungen für Netzwerk und Lastenausgleich #

Um Ihr NFV (und insbesondere den Lastausgleich) in Ihrer virtuellen Infrastruktur zu verbessern, empfehlen wir Ihnen, die folgenden Anweisungen zu befolgen.

1. Moderne und aktuelle Hardware-Hosts . Neueste Hardware-Plattformen beinhalten bereits diverse Prozessorbeschleunigungs- und Softwaretechniken auf BIOS- oder Firmware-Ebene, um die Virtualisierung zu optimieren. Die Aktualisierung von Firmware und BIOS ist generell empfehlenswert, um neue Funktionen zu nutzen und bekannten Problemen vorzubeugen.

2. Wählen Sie Ihren bevorzugten Hypervisor . Der auf dem Host ausgeführte Hypervisor ist für die Netzwerkleistung von entscheidender Bedeutung. Unsere Benchmark-Studie der gängigsten Hypervisoren wird im nächsten Abschnitt beschrieben. Sie bietet Ihnen einen umfassenden Überblick über die optimiertesten virtuellen Plattformen für Netzwerkleistung und Lastverteilung. Darüber hinaus stellen einige Anbieter in ihren kostenpflichtigen Lösungen verschiedene Leistungs- und Skalierungsfunktionen bereit, die für NFV-Lösungen aktiviert werden sollten.

3. Aktualisierter Hypervisor . Durch die Aktualisierung des Hosts profitieren Sie von allen Optimierungsfunktionen und Ressourcenverbesserungen, die im Hypervisor implementiert sind, sowie von behobenen Sicherheitslücken.

4. Aktivieren Sie Intel VT-x oder AMD-V . Neuere Intel- und AMD-Prozessoren verfügen in der Regel über diese Beschleunigungsoption, die jedoch im BIOS nicht standardmäßig aktiviert ist. Sobald Sie sichergestellt haben, dass diese Option im BIOS aktiviert ist, müssen Sie sie auch auf VM-Ebene aktivieren.

5. Dediziertes Netzwerk für Wartungsarbeiten . Bei der Netzwerkeinrichtung einer virtuellen Maschine ist es wichtig, ein isoliertes Netzwerk für Produktionsdienste und Wartungsaufgaben in einem internen privaten Netzwerk mit dem Host zu erstellen, das für Motions (Verschieben von Workloads zwischen Hosts) genutzt werden kann. Dieses private Netzwerk ist schneller und sicherer und beeinträchtigt Ihre Produktionsdienste während der Wartung nicht.

6. Wählen Sie optimierte Netzwerktreiber . Verwenden Sie für jeden Hypervisor und Ihre spezifische Netzwerkkarte den leistungsstärksten virtuellen Netzwerktreiber. Durch die Verwendung eines optimalen und aktuellen Netzwerktreibers für Ihren Host reduzieren Sie die Latenz und verbessern die Leistung bei hoher Netzwerklast.

7. Dedizierte vCPU . Aus Performance-Sicht ist es besser, einer bestimmten VM weniger vCPUs zuzuweisen, diese aber dediziert zu nutzen. Durch die Vermeidung gemeinsamer CPU-Ressourcen werden Kontextwechsel und Wartezeiten auf dem Host reduziert und die gegenseitige Beeinflussung der Workloads zwischen den VMs verhindert.

8. Optimierte und sofort einsatzbereite Vorlagen . Es ist wichtig, optimierte Vorlagen für den jeweiligen Hypervisor und die jeweilige Version zu haben. Diese beinhalten die passenden Tools, Treiber und ein für die Netzwerkverbindung im Gastsystem optimiertes Betriebssystem. Eine sofort einsatzbereite Vorlage erhöht Effizienz, vereinfacht die Verwaltung und spart Zeit.

Leistung zwischen Hypervisoren #

Gemäß den Load-Balancing-Benchmarks und den hohen Netzwerklasten in unserem Labor können wir feststellen, dass neuere Versionen von VMware ESXi besser abschneiden als Xen Server, Hyper-V oder andere Hypervisoren auf dem Markt.

Definieren der richtigen Ressourcenzuweisung für RELIANOID Virtuelle Appliances #

Wenn man berücksichtigt, dass wir laut unserem Labortest den leistungsstärksten Hypervisor auf dem Markt verwenden, können wir eine Leistung in optimaler RELIANOID Virtuelle Load Balancer-Umgebungen von 7% auf 20% der Strafe als die gleiche physische Konfiguration.

Pro dedizierter vCPU können wir schätzen:

~18 HTTP-Anfragen pro Sekunde mit LSLB-HTTP-Farm.
~220 HTTP-Anfragen pro Sekunde mit LSLB L4XNAT-Farm.

Wenn die Sitzungspersistenz aktiviert ist, sollten wir uns um die Speicherressourcen der VM kümmern:

512 MB RAM pro virtuellem Dienst oder Farm, die in der VM instanziiert ist.
Zusätzliche 512 MB RAM pro virtuellem Dienst oder Farm mit mehr als 10,000 Benutzern.

In Bezug auf die Lagerung, RELIANOID Virtuelle Appliances reservieren 8 GB Speicherplatz, der bei Bedarf in der Größe angepasst werden kann, in den meisten Fällen sollte das jedoch ausreichen.