試析合理分配虛擬機(jī)資源，降低整合風(fēng)險(xiǎn)

甕福紫金化工股份有限公司　鐘遠(yuǎn)紅　申學(xué)軍　雷　霆

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試析合理分配虛擬機(jī)資源，降低整合風(fēng)險(xiǎn)

甕福紫金化工股份有限公司鐘遠(yuǎn)紅申學(xué)軍雷霆

【摘要】為虛擬機(jī)配置過(guò)多的資源，會(huì)浪費(fèi)了其他虛擬機(jī)可能要用到的資源，而資源分配過(guò)少又勢(shì)必導(dǎo)致虛擬機(jī)性能低下，因此，了解哪些資源會(huì)對(duì)虛擬機(jī)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響、合理配置虛擬機(jī)資源，降低整合風(fēng)險(xiǎn)成為了一項(xiàng)重要的工作。

【關(guān)鍵詞】VMware；內(nèi)存共享；虛擬機(jī)資源合理配置

0　前言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展、2025中國(guó)制造的即將來(lái)臨，企業(yè)信息量的與日俱增的速度，已給企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境帶來(lái)巨大壓力。新的硬件投入（如增加新的服務(wù)器、路由器、防火墻、交換機(jī)）增加了入成本和運(yùn)行維護(hù)成本，因此虛擬機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和配置提上了優(yōu)化日程。

虛擬機(jī)配置資源不僅指單個(gè)虛擬機(jī)資源，還包括虛擬機(jī)共享的資源。應(yīng)用性能表現(xiàn)良好絕非偶然。需要對(duì)應(yīng)用以及交付給應(yīng)用的資源有所了解。虛擬機(jī)資源涉及多個(gè)方面：CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)以及磁盤。在規(guī)劃虛擬機(jī)時(shí)應(yīng)該考慮這些資源之間的關(guān)系，否則，將導(dǎo)致虛擬機(jī)內(nèi)的應(yīng)用程序性能表現(xiàn)不佳。

1　虛擬機(jī)系統(tǒng)概況

1.1現(xiàn)狀分析

在虛擬環(huán)境及云環(huán)境中，普遍存在一現(xiàn)象：不知道應(yīng)用將要做什么或者不知道究竟需要什么，故而采取傳統(tǒng)的解決方法——過(guò)度配置。服務(wù)器中工作負(fù)載類型、規(guī)模差異巨大，整合起來(lái)看，好似已經(jīng)飽和了。但是，在配置處理之前沒(méi)有進(jìn)行細(xì)致的分析，缺少合理的計(jì)劃，過(guò)度配置就并不比性能低下或者服務(wù)終端風(fēng)險(xiǎn)更為安全了。我們應(yīng)當(dāng)以省錢的方法解決這一問(wèn)題。

在VMware虛擬機(jī)內(nèi)安裝好系統(tǒng)之后，內(nèi)存往往在安裝時(shí)已經(jīng)分配好，但是我們的PC在打開(kāi)虛擬機(jī)后，在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：要么就是電腦本身系統(tǒng)內(nèi)存不夠而變得比較卡；要么就是虛擬機(jī)上的系統(tǒng)因?yàn)閮?nèi)存不足而變得卡。

限制過(guò)量分配將提高整合比率，但是面臨整合挑戰(zhàn)。比如，與擁有100臺(tái)服務(wù)器的經(jīng)營(yíng)者溝通并告訴他使用70臺(tái)就夠了，對(duì)有10個(gè)數(shù)據(jù)中心的執(zhí)行總裁說(shuō)7個(gè)就夠用了。這樣的節(jié)省成本差異就大了。而且能夠節(jié)省大量的成本?？v觀整個(gè)企業(yè)，通過(guò)整合節(jié)省的成本將非常顯著，有可能會(huì)達(dá)到數(shù)百萬(wàn)美元。這樣做同樣能夠節(jié)省軟件成本，不僅僅是硬件。因?yàn)楫?dāng)有過(guò)多冗余的實(shí)例時(shí)，通常需要的許可數(shù)也會(huì)增加。

1.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

虛擬化解決方案的底部是要進(jìn)行虛擬化的機(jī)器。這臺(tái)機(jī)器可能直接支持虛擬化，也可能不會(huì)直接支持虛擬化；那么就需要系統(tǒng)管理程序?qū)拥闹С?。系統(tǒng)管理程序，或稱為 VM(Virtual Motion)，可以看作是平臺(tái)硬件和操作系統(tǒng)的抽象化。在某些情況中，這個(gè)系統(tǒng)管理程序就是一個(gè)操作系統(tǒng)；此時(shí)，它就稱為主機(jī)操作系統(tǒng)。系統(tǒng)管理程序之上是客戶機(jī)操作系統(tǒng)，也稱為虛擬機(jī)（VM）。這些VM都是一些相互隔離的操作系統(tǒng)，將底層硬件平臺(tái)視為自己所有。但是實(shí)際上，是系統(tǒng)管理程序?yàn)樗鼈冎圃炝诉@種假象。

設(shè)計(jì)任何一個(gè)虛擬機(jī)VIEW方案，都得從“接入客戶端選型”、“VIEW MANAGER配置架構(gòu)（相對(duì)獨(dú)立的分布式架構(gòu)）”、ESX服務(wù)器性能考量及分配、存儲(chǔ)設(shè)計(jì)與優(yōu)化、虛擬機(jī)系統(tǒng)桌面優(yōu)化、其他輔助功能六個(gè)方面出發(fā)考量。

（1）明確設(shè)計(jì)調(diào)整用途、訪問(wèn)方式、支持流媒體方式及格式、預(yù)計(jì)最終用戶設(shè)備數(shù)量（并發(fā)數(shù)和總計(jì)數(shù)都要詳細(xì)斟酌）、客戶端設(shè)備的外圍設(shè)備；

（2）網(wǎng)絡(luò)延時(shí)在80ms以內(nèi)效果較好，150ms以內(nèi)屬于可接受；

（3）每個(gè)VIEW Manager 配置4G內(nèi)存，雙至強(qiáng)CPU；（4）在單獨(dú)的ESX主機(jī)群部署，使用專用的資源池；（5）重定向用戶數(shù)據(jù)、應(yīng)用程序配置文件至基本虛擬機(jī)操作系統(tǒng)之外（常通過(guò)“文件夾重定向”功能定向至NAS、SMB或者CIFS ）；

（6）使用“重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、高可用性”的存儲(chǔ)技術(shù)；

（7）使用Composer功能，提供較小的VDI虛擬機(jī)，以此加快新虛擬機(jī)的部署速度和自動(dòng)化程度；

（8）每個(gè)LUN限制一個(gè)母盤的的快照，每個(gè)母盤鏈接虛擬機(jī)上限500個(gè)；

（9）使用ThinApp簡(jiǎn)化應(yīng)用的部署和降低存儲(chǔ)的消耗。

2　合理分配VMware虛擬機(jī)資源建議

2.1CPU

虛擬機(jī)CPU頻率越高虛擬機(jī)的運(yùn)行速度也就越高，每個(gè)vCPU只運(yùn)行在一個(gè)物理核心之上，vCPU數(shù)量越多越有助于提升應(yīng)用的性能。在ESXi服務(wù)器內(nèi)，所有的虛擬機(jī)共享使用物理CPU。ESXi服務(wù)器的核心數(shù)越多，每個(gè)vCPU獲得的核心份額也就越大，但并非為虛擬機(jī)分配多個(gè)vCPU久能提高讓應(yīng)用運(yùn)行。只有多線程應(yīng)用才能有效地使用多個(gè)vCPU。

2.2RAM

ESXi服務(wù)器內(nèi)RAM資源通常有限，允許虛擬機(jī)使用ESXi服務(wù)器所有的物理內(nèi)存而且會(huì)盡量避免占用物理內(nèi)存卻沒(méi)有真正使用的情況。只為虛擬機(jī)分配完成工作所需要的內(nèi)存。物理內(nèi)存被完全用完后，虛擬機(jī)能夠 “內(nèi)存回收”。 當(dāng)虛擬機(jī)占用的物理內(nèi)存被回收后，存在的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)就是會(huì)對(duì)虛擬機(jī)的性能造成影響。虛擬機(jī)被回收的內(nèi)存越多，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)也就越大。當(dāng)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)將未被使用的內(nèi)存用作磁盤緩存時(shí)，將會(huì)顯著降低對(duì)磁盤系統(tǒng)的性能要求。

3　網(wǎng)絡(luò)帶寬

這即包括虛擬機(jī)和虛擬交換機(jī)之間的帶寬，還包括虛擬交換機(jī)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的帶寬。對(duì)于與外部物理網(wǎng)絡(luò)的連接，一定要確保ESXi主機(jī)具備速度最快的物理網(wǎng)卡；10Gb是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，即使物理網(wǎng)卡的數(shù)量很少，但10Gb能夠允許虛擬機(jī)承受突發(fā)的網(wǎng)絡(luò)流量。

4　磁盤性能

虛擬機(jī)磁盤性能受陣列磁盤數(shù)量、類型以及運(yùn)行在其上的虛擬機(jī)的數(shù)量的限制。虛擬機(jī)等待磁盤IO、虛擬機(jī)CPU空閑對(duì)性能的影響有很大不同。等待IO的虛擬機(jī)無(wú)法做其他工作，因此高I/O等待時(shí)間意味著性能肯定會(huì)下降。進(jìn)行周密的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)以避免上述情況的發(fā)生至關(guān)重要。

4.1合理選擇磁盤

（1）hypervisor必須被配置為忽略直通LUN；

（2）提供其他磁盤存儲(chǔ)選項(xiàng)；

（3）差分磁盤。

4.2合理分配磁盤空間

磁盤空間分配不存在唯一的標(biāo)準(zhǔn)，這只是一條不應(yīng)該被嚴(yán)格執(zhí)行的指南，在分配磁盤前應(yīng)該仔細(xì)考慮不同應(yīng)用的資源需求、性能需求、用戶流量模式以及負(fù)載增長(zhǎng)預(yù)期都不相同。因?yàn)楹芏嘧兞靠赡軙?huì)影響計(jì)算資源的分配。

4.3合理利用磁盤空間

使用動(dòng)態(tài)擴(kuò)展磁盤或者其他精簡(jiǎn)配置技術(shù)來(lái)預(yù)留磁盤空間，或者使用重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)移除重復(fù)的內(nèi)容并降低存儲(chǔ)容量需求。

4.4使用物理磁盤提升虛擬機(jī)性能

磁盤選擇通常涉及磁盤大小、速度、主軸以及數(shù)據(jù)布局。硬盤體積越小，其盤面也就越小，旋轉(zhuǎn)速度更快，延遲更小也就是尋道時(shí)間更短。小磁盤查找數(shù)據(jù)的速度更快、功耗更低，能夠降低數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)的能耗。因數(shù)據(jù)分散在多個(gè)磁盤上，可以同時(shí)在多個(gè)磁盤上查找數(shù)據(jù)能夠提升性能，故而常采用RAID 5或者RAID 6磁盤組，支持多個(gè)軸，并在存儲(chǔ)陣列或者服務(wù)器內(nèi)提供全面的數(shù)據(jù)保護(hù)。

4.5采用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分布方案

將自動(dòng)在最外側(cè)的磁道訪問(wèn)最重要或者訪問(wèn)最為頻繁的數(shù)據(jù)。請(qǐng)記住整個(gè)磁盤盤片以相同的速度旋轉(zhuǎn)，因此最外側(cè)的磁道實(shí)際上要比內(nèi)側(cè)磁道的讀寫速度更快。盡管整個(gè)磁盤的速度仍舊受磁盤緩存大小的限制，但是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分布能夠更快速地訪問(wèn)最重要或者最為頻繁的數(shù)據(jù)。

5　結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)下虛擬機(jī)系統(tǒng)CPU利用率低，需要技術(shù)管理人員對(duì)資源進(jìn)行合理優(yōu)化配置，整合服務(wù)器，減少占用空間，同時(shí)減少電力和散熱需求。真正達(dá)到提高資源利用率、降低成本、節(jié)能減排、構(gòu)建綠色I(xiàn)T的目的，提升IT靈活性，提升系統(tǒng)管理效率，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供完善的連續(xù)性保障。

參考文獻(xiàn)

[1]CNET科技資訊網(wǎng)12月22日國(guó)際報(bào)道新版VMware軟件將能夠更高效地利用內(nèi)存.