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Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Einführung
2 Virtuelle Maschinen im Unternehmen
3 Virtualisierungssoftware – eine Marktübersicht
4 Auswahl der möglichen virtuellen Maschine
5 Auswahl der richtigen Virtualisierungssoftware
6 Auswahl der richtigen physikalischen Infrastruktur
7 Installation und Update des Wirt-Systems
8 Verwaltung der Virtualisierungssoftware
9 Virtuelle Netzwerke
10 Virtuelle Festplatten
11 Erstellung einer virtuellen Maschine
12 Verwaltung der virtuellen Maschinen
13 VMware VirtualCenter
14 Skriptierung und Programmierung unter VMware und MS Virtual Server
15 Backup, Restore und Disaster Recovery
16 Templates (VM-Vorlagen)
17 Zusatzsoftware
18 Nützliche Adressen im Web
A Clustereinrichtung und Beispielumgebungen
B Kommandozeile und wichtige Dateien
C Häufige Fragen
Stichwort

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VMware und Microsoft Virtual Server von Dennis Zimmer
Virtuelle Server im professionellen Einsatz
Buch: VMware und Microsoft Virtual Server

VMware und Microsoft Virtual Server
geb., mit CD
612 S., 49,90 Euro
Galileo Computing
ISBN 978-3-89842-701-2
Pfeil 4 Auswahl der möglichen virtuellen Maschine
Pfeil 4.1 Welche Server existieren im Unternehmen?
Pfeil 4.2 Performancemessung
Pfeil 4.2.1 Tools zur Messung
Pfeil 4.2.2 Berechnung der virtuellen Maschine
Pfeil 4.3 Welche Server eignen sich zur virtuellen Maschine?
Pfeil 4.3.1 Ideale Kandidaten
Pfeil 4.3.2 Problematische Serversysteme
Pfeil 4.3.3 Verfügbarkeit und Sicherheit
Pfeil 4.4 Gesamtkonzept


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4.2 Performancemessung Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Zu Anfang dieses Kapitels habe ich Ihnen eine Checkliste zur Bestandsaufnahme der existierenden Serversysteme vorgestellt, in der es unter anderem um die Messung der Auslastung der Maschine ging. In diesem Abschnitt will ich darauf eingehen, wie man diese Performance am besten misst und wie diese Messungen als Grundlage zur weiteren Planung dienen können.

In der Fachwelt kursiert der Begriff »Core Four«, was übersetzt etwa »vier Kernpunkte« bedeutet. Mit diesen Core Four sind die vier wichtigsten Eigenschaften eines Servers gemeint:

  • Prozessor
  • Hauptspeicher
  • Massenspeicher (Festplatten)
  • Netzwerk

Auf diese vier Eigenschaften sollten sich auch die Messungen hauptsächlich konzentrieren.

Hier ist es zunächst wichtig, zu verstehen, wie die Verbindung dieser »Geräte« zwischen virtueller Maschine und Wirt-System bzw. der Virtualisierungssoftware funktioniert. VMware GSX und Microsoft Virtual Server geben die Zugriffe auf Prozessor und Hauptspeicher direkt an das Wirt-System weiter. Massenspeicher und Netzwerk jedoch müssen eine Virtualisierungsschicht und das Betriebssystem des Wirt-Systems durchlaufen, was den maximalen Auslastungsgrad ein wenig ausbremst. VMware ESX funktioniert zwar ähnlich, regelt den Zugriff auf Massenspeicher und Netzwerk jedoch besser, da die Betriebssystemschicht und die Virtualisierungsschicht miteinander »verschmolzen« sind.

Da die »Geräte« des Wirt-Systems unter den virtuellen Maschinen aufgeteilt werden, kann eine virtuelle Maschine die anderen virtuellen Maschinen negativ beeinflussen. Diese Situation sollte man natürlich tunlichst vermeiden, weshalb die Leistungsmerkmale dieser »Core Four« vorher durch Messungen zu ermitteln sind. Schwierigste Fälle sind jene virtuelle Maschinen, die erst noch eingerichtet werden sollen und bei denen man auf Schätzwerte angewiesen ist. Aber gehen wir der Einfachheit halber einmal davon aus, dass die Server, die umziehen sollen, schon seit längerem in Betrieb sind.


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4.2.1 Tools zur Messung Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Wie so oft gibt es Unmengen von Software auf dem Markt. Vielleicht setzen Sie bereits Tools ein, um diese Messungen durchzuführen. Falls das nicht der Fall sein sollte, lege ich Ihnen den Einsatz solcher Software ans Herz, da nicht nur bei der Virtualisierung selbst, sondern bei jeglicher Planung zukünftiger Serverstrukturen die ermittelten Messdaten sehr gute Dienste leisten können. Unabhängig von den Tools sollten Sie das Systems auf verschiedene »Anomalien« wie z. B. abgestürzte oder fehlerhafte Programme hin überprüfen, die eine hohe Systemlast verursachen können, die nichts mit der durchschnittlichen Auslastung des Servers zu tun hat. Gleiches gilt für den Auslagerungsbereich des Servers. Eine ständige Auslagerung wegen eines zu gering dimensionierten Hauptspeichers kann zu falschen Ergebnissen führen.

Betriebssystemunabhängig:

Die folgenden Produkte sind alle Open Source und frei verfügbar:

  • Cacti ist ein auf RRD basierendes Tool, das einen Webserver mit PHP- und MySQL-Unterstützung benötigt. Man kann sämtliche Informationen eines Servers per SNMP abfragen, wenn dieser es unterstützt, oder Abfragen über ein externes Programm oder über WMI einbinden. Eine sehr gute Kombination ist Cacti in Verbindung mit dem NSClient (Nagios). Innerhalb einer Weboberfläche läuft die gesamte Administration und Kontrolle der erfassten Server und Abfragetools ab.
  • MRTG werden Sie sicher kennen. Mit dieser Software können Sie den Netzwerkverkehr mehrerer Systeme über SNMP überwachen und über eine längere Laufzeit hinweg erfassen.
  • RRDTool ist der Nachfolger von MRTG und erstellt Grafiken aus übergebenen Protokolldateien, wobei RRDTool selbst diese Protokolle über SNMP oder sonstige Abfragen erfassen kann.
  • Nagios dient zur Systemüberwachung gesamter Netzwerke mit Alarmierung etc. Durch die Integration des NSClients und SNMP kann man darüber auch Messdaten erfassen.

Auf Microsoft Windows basierend:

  • Mit dem Systemmonitor (wird bei Serverprodukten mitgeliefert) lassen sich nach Auswahl verschiedenster Leitungsindikatoren Messdaten ablesen.
  • Der Netzwerkmonitor (wird bei Serverprodukten mitgeliefert) eignet sich hervorragend zum Sammeln von Messdaten bzgl. Netzwerkauslastung, allerdings bietet der Systemmonitor dies auch an.
  • Das kommerzielle Produkt Platespin PowerRecon wurde speziell zur Ermittlung der für die Virtualisierung von physikalischen Servern benötigten Daten entwickelt.

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4.2.2 Berechnung der virtuellen Maschine topZur vorigen Überschrift

Wie kann man aber nun die Messdaten in der Planung verwenden. Es existieren recht einfache Formeln, um die erforderliche Leistung derzeitiger physikalischer Maschinen in der virtuellen Umgebung zu errechnen. Dabei steht nicht die Genauigkeit im Vordergrund, sondern es geht vielmehr um einen Richtwert, mit dem man besser planen kann. Genau aus diesem Grund sollten die späteren Wirt-Systeme vor allem am Anfang genügend Spielraum haben, falls ein unbedachtes Performanceproblem auftreten würde. Die zu betrachtenden Komponenten sind Prozessor, Hauptspeicher, Massenspeicher und Netzwerk.

Prozessor

(CPU-Geschwindigkeit * Anzahl CPUs) * % Auslastung

Anhand der Formel erhalten Sie die benötigte CPU-Geschwindigkeit des physikalischen Systems. Bei einem Vier-Prozessorsystem mit 700 MHz und einer Auslastung von 35 % würde sich ein Wert von 980 MHz ergeben. Die Berechnung würde folgendermaßen aussehen:

(700 MHz * 4CPUs) * 35 % durchschnittliche Auslastung = 980 MHz

Dadurch kann man annehmen, dass das physikalische System auf dem Wirt-System ungefährt 980 MHz der verfügbaren Leistung benötigen wird. Angenommen das zukünftige Wirt-System hätte zwei Prozessoren mit 3,4 GHz, dann könnten Sie den von der einzelnen virtuellen Maschine beanspruchten Anteil folgendermaßen errechnen:

Benötigte CPU Gast-System MHz (CPU Wirt-System MHz * Anzahl CPUs) /100

Mit den Werten aus der vorherigen Berechnung würde das Gast-System 14,41 % der verfügbaren Prozessorleistung auf dem Wirt-System für sich beanspruchen:

980 MHz / [(3400 Mhz * 2 CPUs) / 100] = 14,41 % Auslastung

Hier wird deutlich, dass selbst größere Mehrprozessor-Serversysteme, die schon ein paar Jahre ihren Dienst tun, unter heutigen Serversystemen nur einen Bruchteil der Leistung benötigen. Natürlich kann man dieses Beispiel nicht direkt umsetzen, da Aspekte wie Lastverteilung, Virtualisierungsschwund und das eigentliche Wirt-Betriebssystem noch nicht berücksichtigt sind.

Hauptspeicher

Beim Hauptspeicher müssen Sie vereinfacht nur den verbrauchten Hauptspeicher aller Gast-Systeme zusammenrechnen und damit das Wirt-System planen. Doch auch hier gilt es, an einen weiteren Aspekt zu denken. Jeder Server hat zu bestimmten Zeiten auch einmal Spitzen im Hauptspeicherbedarf, weshalb Sie besser einen gewissen Puffer mit einkalkulieren sollten. Zudem verbraucht jedes Virtualisierungsprodukt abhängig von der Hauptspeichermenge der virtuellen Maschine einen gewissen Anteil zur Virtualisierung selbst. Bei den drei großen Virtualisierern liegt dieser »Schwund« bei einer VM im Bereich von 32 MB bis 512 MB Hauptspeicher. Je größer der Hauptspeicher in der virtuellen Maschine, desto größer ist auch der Schwund. Dies kann in sehr großen Umgebungen durchaus in den GB-Bereich von nicht nutzbarem physikalischem Hauptspeicher auf dem Wirt-System führen.

In normalen Umgebungen findet man virtuelle Maschinen mit 512 bis 2000 MB Hauptspeicher. Innerhalb dieses Rahmens verhalten sich virtuelle Maschinen auch sehr gut und problemlos. Bedenken Sie bitte, dass momentan keine Virtualisierungsprodukt auf dem Markt ist, das mehr als 3,6 GB Hauptspeicher pro virtuelle Maschine zulässt.

Bei Verwendung von VMware ESX können Sie bei der Planung Ihrer virtuellen Maschinen ein wenig mit dem Hauptspeicher »spielen«, da verbesserte Techniken bei der Speicherverwaltung, auf die ich später eingehen werde, durchaus zu einem geringeren Speicherbedarf gegenüber der physikalischen Maschine führen können.

Da die Aufrüstung des Hauptspeichers bei physikalischen Servern sich doch etwas schwieriger gestaltet und mit längeren Ausfallzeiten verbunden ist, neigen Administratoren dazu, den Servern ein wenig mehr RAM zu spendieren, als unbedingt notwendig. Das können Sie sich innerhalb der virtuellen Maschine sparen, da man sehr zügig eine Hauptspeichererweiterung auch in kleinen Schritten durchführen kann. Produkte wie VMware ESX helfen mit ihren ausgefeilten Technologien der Speicherverwaltung, zusätzlich Speicher zu sparen.

Massenspeicher

Obwohl dies einer der kritischsten Aspekte einer Virtualisierung ist, muss eine hohe Festplattenaktivität nicht automatisch das Aus für ein Gast-System bedeuten. Wenn Gast-Systeme mit hoher und geringerer Aktivität kombiniert werden, kann das zu einer optimalen Lösung führen. Durch eine Integration physikalischer Festplatten an eigenen Kontrollern können Sie die Performance innerhalb der virtuellen Maschine deutlich erhöhen. Dies funktioniert leider nur vereinzelt, da Ihnen recht schnell die Controller im Wirt-System ausgehen werden. Zudem sind solche Konzepte automatisch mit höheren Kosten verbunden. Falls Ihnen diese Möglichkeiten jedoch zur Verfügung stehen, sollten Sie sie auf jeden Fall nutzen.

Gerade was die Massenspeicher angeht, kann man sehr viele Fehler machen. Aber das ist unabhängig von der Virtualisierung. Ein hochbelastetes physikalisches Datenbanksystem, bei dem auf nur einem einzigen RAID fünf Set System- und Datenpartitionen liegen, wird zwangsweise unter Leistungsbeeinträchtigungen in der Gesamtleistung leiden. Virtuellen Systemen sind physikalische Grenzen gesetzt, gerade im Hinblick darauf, dass Sie viele Server auf einem Wirt-System zentralisieren und damit das Problem verschärfen. Wenn beispielsweise 10 virtuelle Maschinen ihr Systemlaufwerk (mit Auslagerungsdatei) und die Datenpartition auf dem gleichen Plattenbereich oder LUN in einem SAN haben, wird mit ziemlicher Sicherheit nicht nur das Wirt-System, sondern es werden auch alle Gast-Systeme beeinträchtigt. Daher sollten Sie auch für das Gast-System für eine optimale Aufteilung der Partitionen auf entsprechende Plattenbereiche des Wirt-Systems sorgen.

Netzwerk

Bei der Planung des Netzwerkes müssen Sie große Sorgfalt walten lassen. Bei einfachen Servern mit geringer Auslastung und einer Netzwerkkarte stellen sich keine Probleme ein, aber falls es später virtuelle Maschinen in mehreren Netzwerken oder VLANs geben soll, müssen Sie entsprechende Adapter sowohl in der virtuellen Maschine als auch im Wirt-System einplanen.

Falls es in Ihrer Planung virtuelle Maschinen gibt, die in mehrere Netzwerke eingebunden sind, dann gilt besonderes Augenmerk den Funktionen der Virtualisierungssoftware, denn es sind innerhalb einer virtuellen Maschine maximal vier Netzwerke möglich.



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