《vSphere性能設計：性能密集場景下CPU、記憶體、存儲及網絡的最佳設計實踐》一導讀

很難想象我們已經在虛拟化行業中走了這麼遠。那些曾經被認為隻用于開發和測試使用的小技術如今已經用于生産工作，甚至用于關鍵業務級應用。vmware vsphere平台幾乎能夠無障礙地支撐任何虛拟化工作，接近100%的虛拟化。

現在的工作負載比以往任何時候都有更高的要求。電子郵件伺服器經常需要大量的記憶體和cpu資源來處理每日大量的電子郵件。從容量和性能的角度看，資料庫伺服器往往需要大量記憶體和存儲資源來滿足業務的需求。而且，最新的技術（如虛拟桌面架構（vdi））在vsphere環境中更是有着迫切的資源需求。

為了滿足對更加強大的虛拟機的迫切需求，vmware繼續開發了vsphere平台。如今在vsphere平台上的虛拟機可以擁有64個虛拟cpu和1tb的記憶體，同時vsphere擁有大量的記憶體優化技術，來幫助提升存儲性能。vmware經過測試證明，許多大規模工作負載，如那些與microsoft exchange server、sql server、java相關的工作負載，虛拟化部署可以與在實體伺服器上部署達到同樣的效果，甚至在某些情況下可以有更好的效果。

相對于正面資訊，人們傾向于長時間記住負面資訊，對虛拟機的性能也是如此。例如2005年在vmware esx 2.x上虛拟化一個大的工作負載，其性能可能達不到部署在實體伺服器上的性能表現。但是那意味着當今vsphere 5.5的表現也是如此不堪嗎？顯然，如今你會獲得更好的性能，但是很多人還是會以性能差為理由選擇實體伺服器。

正是基于這個理由我們撰寫了本書，我們想要第一時間幫助那些擁有虛拟化解決方案的客戶。我們已經親眼看到，幾乎所有的工作負載都可以虛拟化，vsphere平台可以提供與實體裝置近似或者同樣的性能。vsphere平台可以滿足今天大規模工作負載的需求，我們将會向你一一展示。

這本書涵蓋了你所需要的資訊，以確定虛拟機性能能夠滿足應用和業務需求。我們希望通過閱讀這本書，你将不再擔心虛拟化工作負載的性能問題。

本書内容

本書從兩方面介紹虛拟基礎設施的性能：概念方面和實際操作方面。

本書在概念方面将重點介紹設計原理，即當你創造虛拟基礎設施和虛拟機時需要考慮的重要内容。本書還将展示如何排除性能故障，這也是對那些要求高性能的應用程式進行虛拟化時的一個重要話題。此外，本書還讨論一套通用工具，可以幫助你校準性能、診斷問題、檢測持續性能。

本書還讨論虛拟基礎設施性能的實際操作方面，包括配置設定虛拟機的cpu、記憶體、網絡、存儲時需要考慮的特定注意事項。了解這些原理并正确地配置設定這些資源會對你環境中所有虛拟機的性能産生巨大影響。每一章都會介紹通用的故障排除方法，這些方法可以用來診斷和解決cpu、記憶體、網絡與存儲性能問題。

本書各章主要内容如下：

第1章首先重點介紹如今在虛拟環境中建構資料中心性能時經常忽視的必要設計因素。通過現實設計案例，闡述使用資料中心已有資源建構應用程式的原則。

第2章提供虛拟化管理者工具箱裡必備的工具，包括容量規劃、性能基準管理、仿真vsphere的工具。這一章闡述這些工具的作用以及何時在容量規劃、性能基準管理或者分析性能中使用這些工具。

第3章将介紹何時建立以及為什麼建立一個測試實驗室。另外，這一章還闡述将實驗室擴大的可用工具和資源。該章還将為你的實驗室提供一個獨立的故障排除解決方案集。

第4章闡述在esxi平台中cpu程序排程的基礎知識，以及在如今現代處理器中硬體虛拟化增強的功能。該章還涉及cpu大小的推薦标準，進而為你的虛拟機提供良好的性能。本章還介紹了排除cpu性能故障的技術。

第5章闡述vmware esxi管理内容的多種方法，包括工作負荷如何共享記憶體、如何從vm中回收内容。該章還涉及為虛拟機提供良好性能的記憶體大小的推薦标準以及排除記憶體性能故障的技術。

第6章闡述設計實體以及虛拟網絡的方法，進而支援你的vsphere環境，包括主機選擇會如何影響你的網絡選項。還涉及推薦的網絡配置設定和配置，以及排除網絡性能故障的技術。

第7章闡述設計滿足性能需求的實體和虛拟存儲的方法。vmware在vsphere平台中引入很多的存儲增強機制，該章将闡述這些機制及其使用方法，進而為虛拟機提供良好性能。還涉及排除存儲性能故障的技術。

contents　目錄

獻詞

譯者序

前言

緻謝

作者簡介

第4章　cpu

4.1　cpu虛拟化基礎

4.1.1　x86架構下的cpu保護模式

4.1.2　定義cpu虛拟化的類型

4.1.3　實體cpu和虛拟cpu之間的差別

4.1.4　vcpu狀态

4.2　esxi cpu的排程程式

4.2.1　比例配置設定算法

4.2.2　cpu聯合排程

4.2.3　cpu排程單元

4.2.4　cpu拓撲感覺負載均衡

4.2.5　多核感覺負載均衡

4.3　為虛拟機調整cpu大小

4.3.1　vsmp的注意事項

4.3.2　numa與vnuma的注意事項

4.3.3　cpu資源熱插拔

4.4　cpu資源管理

4.4.1　cpu保留

4.4.2　cpu限制

4.4.3　配置cpu保留和限制

4.4.4　資源池

4.5　cpu性能問題的故障排除

4.5.1　使用esxtop診斷cpu性能問題

4.5.2　高cpu就緒時間

4.5.3　esxi主機的cpu使用率高

4.5.4　使用者的cpu高使用率高

4.6　小結

第5章　記憶體

5.1　esxi記憶體管理

5.1.1　記憶體虛拟化

5.1.2　esxi的記憶體管理

5.1.3　硬體輔助mmu虛拟化

5.2　虛拟機的記憶體回收

5.2.1　透明頁共享

5.2.2　記憶體膨脹

5.2.3　記憶體壓縮

5.2.4　管理程式記憶體交換

5.2.5　主機ssd緩存交換

5.2.6　主機記憶體回收

5.2.7　空閑頁回收

5.3　管理虛拟機記憶體配置設定

5.3.1　工作集大小

5.3.2　比例配置設定算法

5.3.3　改變虛拟機記憶體大小

5.3.4　記憶體開銷

5.3.5　記憶體過量

5.4　解決記憶體性能問題

5.4.1　使用esxtop來診斷記憶體性能問題

5.4.2　高虛拟機已消耗記憶體

5.4.3　高記憶體膨脹

5.4.4　管理系統記憶體交換

5.4.5　客戶機作業系統記憶體交換

5.5　小結

第6章　網絡

6.1　建立網絡設計

6.2　選擇虛拟交換機

6.2.1　标準vswitch

6.2.2　vsphere分布式交換機

6.2.3　cisco nexus 1000v dvswitch的思考

6.2.4　如何選擇虛拟交換機

6.3　選擇主機硬體

6.3.1　主機伺服器類型

6.3.2　網絡擴充卡

6.4　性能設計

6.4.1　esxi主機層性能

6.4.2　虛拟機性能

6.5　解決網絡問題

6.6　小結

第7章　存儲

7.1　選擇存儲平台

7.1.1　存儲區域網絡

7.1.2　網絡檔案系統

7.1.3　虛拟san

7.2　設計實體存儲

7.2.1　确定你的需求

7.2.2　raid級别

7.2.3　閃存基礎設施層

7.2.4　ip存儲網絡

7.3　設計vsphere存儲

7.3.1　存儲的重要性

7.3.2　vaai

7.3.3　存儲i/o控制

7.3.4　存儲分布式資源排程程式

7.3.5　配置驅動存儲

7.3.6　資料存儲大小

7.3.7　vflash讀緩存

7.3.8　虛拟san

7.3.9　ip存儲巨型幀

7.4　優化虛拟機性能

7.4.1　原始裝置映射與vmdk檔案

7.4.2　虛拟磁盤類型

7.4.3　虛拟scsi擴充卡

7.4.4　客戶作業系統磁盤對齊

7.5　排除存儲故障問題

7.5.1　存儲延遲

7.5.2　錯誤配置應用程式的存儲

7.5.3　存儲隊列

7.5.4　端對端網絡

7.6　小結