第10章-虚拟机资源池resource pool

1、第十章 虚拟机资源池教师：XXX日期：XXX 第 1 课： 第 2 课： 第 3 课： 第 4 课：虚拟 CPU 和内存概念资源控制资源池监控资源使用情况目录第 1 课：虚拟 CPU 和内存概念学员的学习目标本课时结束后，您应能够做到以下几点： 讨论虚拟化环境中的 CPU 和内存的概念 介绍资源超额分配意味着什么 指出可提高内存利用率的其他技术 介绍 VMware vSphere Virtual Symmetric Multiprocessing（多vcpu） 的工作原理以及 VMkernel 如何使用超线程功能内存虚拟化基本知识VMware vSphere 包含三层内存： 客户操作系统虚拟内

2、存， 由操作系统提供给应用。 客户操作系统物理内存， 由 VMkernel 提供给虚拟机。 由 VMkernel 管理的主机内存，可向虚拟机提供连续的可寻址内存空间。虚拟机应用操作系统VMwareESXi 主机ESXi 主机内存客户操作系统物理内存客户操作系统虚拟内存虚拟机内存超额分配允许主机为虚拟机配置多于其实际拥有的内存： 虚拟机往往无法使用为其分配的所有内存。 内存开销存储在交换文件 (.vswp) 中。主机如何管理内存分配： 存储在交换文件中 基于虚拟机请求将内存重新分配给其他虚拟机主机内存 = 2 GB虚拟机配置的内存总量 = 4 GB开启开启关闭开启1 GB1 GB1 GB1 GB

3、vmxd-*.vswpVM 1.vswpVM 2.vswpVM 3.vswp内存回收技术有效利用物理内存页： 采用透明页共享技术，内容相同的页面只会存储一次。将虚拟机的内存重新分配给其他虚拟机： 内存释放机制可在内存不足时激活，强制虚拟机使用自己的 分页区域。内存压缩： 尝试在内存出现激烈争用时回收部分内存性能。主机级 SSD 交换： 在主机上使用固态磁盘 (SSD) 保存主机缓存交换文件可提高性能。将虚拟机内存分页移到磁盘中： 如非必要，系统不会轻易使用 VMkernel 交换空间，因为这会极大影响性能。Virtual SMP单核VM双核VM四核VM虚拟物理线程核心插槽 LCPU LCPU

4、LCPU LCPU LCPU 单核双插槽系统双核单插槽系统四核单插槽系统LCPULCPULCPU超线程 借助超线程功能，一个核心可以同时执行两个线程或指令集。 要启用超线程，请：1. 确认系统支持超线程。2. 在系统 BIOS 中启用超线程。3. 确保 ESXi 主机的超线程功能已开启。双核VM单核VM LCPU LCPU LCPU LCPU 具有超线程的双核单插槽系统CPU 负载平衡双核VM单核VM单核VM单核VM LCPU LCPU LCPU LCPU LCPU LCPU LCPU LCPU 具有超线程的双核双插槽系统第 2 课： 资源控制学员的学习目标本课时结束后，您应能够做到以下几点：

5、 介绍可在虚拟机上优化的资源 为 CPU、内存和磁盘资源分配份额值 确定 CPU 和内存的预留量和限制 介绍虚拟机如何争用资源份额、限制和预留可用容量限制预留0 MHz/MB仅当可以保证预留量时， 虚拟机才会启动。虚拟机如何争用资源100010001000份额数VM AVM BVM C100010003000更改份额数。VM CVM AVM B1000100010003000开启虚拟机。VM CVM AVM BVM D100030001000关闭虚拟机。VM AVM BVM D虚拟机如何争用资源实例一：物理主机内存2000MVM1 预留500M限制1000M份额值1000VM2 预留500M限

6、制1000M份额值1000VM1 实际得到的物理内存为1000M VM2 实际得到的物理内存为1000M实例二：物理主机内存2000MVM1 预留500M限制1000M份额值2000VM2 预留500M限制1000M份额值1000VM1 实际得到的物理内存为1166M VM2 实际得到的物理内存为833M用于优化虚拟机资源使用情况的系统由 Virtual由 VMkernel 管理Machine由管理员调整Creator 配置 超线程vSphere Virtual限制CPU 周期负载平衡Symmetric预留 非统一内存访问Multiprocessing份额分配 透明页共享 vmmemctl限制

7、RAM内存压缩可用内存预留 虚拟机的 VMkernel份额分配交换文件磁盘带宽精简配置虚拟机文件位置多路径 存储 I/O 控制 流量调整网络带宽网卡捆绑网络 I/O 控制第 3 课： 资源池学员的学习目标本课时结束后，您应能够做到以下几点： 介绍 CPU 和内存的资源分配设置 创建资源池 设置资源池属性 介绍可扩展预留关于资源池资源池是一个逻辑抽象概念， 用于采用分层方式管理 CPU 和内存资源。它可用于独立主机或启用了VMware vSphereDistributed Resource Scheduler (DRS) 的集群。资源池资源池可为虚拟机和子级资源池提供资源。根资源池资源池属性资源

8、池属性： 份额 Low（低）、Normal（正常）、High（高）、Custom（自定义） 预留 以 MHz 或 GHz、MB 或 GB 为单位 限制 以 MHz 或 GHz、MB 或 GB 为单位 默认情况下为不受限制的访问（最大值为可访问的最大资源量） 预留类型 选择“Expandable”（可扩展）： 虚拟机和子资源池可以提取其父级池中的资源。 取消选择“Expandable”（可扩展）：虚拟机和子资源池仅可提取自有池中的资源，即使其父级池具有可用资源，也不可提取。使用资源池的原因使用资源池可带来以下优势： 灵活的分层结构组织方式 资源池之间相互隔离，而资源池内则共享资源 访问控制和委派

9、 资源与硬件分离 可管理运行多层服务的多组虚拟机 可以确定虚拟机负载的优先级资源池应用案例X 公司的 IT 部门有两个内部客户： 财务部提供预算的 2/3。 工程部提供预算的 1/3。每个内部客户都拥有生产和测试/开发虚拟机。您必须限定测试/开发虚拟机的最大资源使用量。资源池示例工程部-生产虚拟机CPU 份额：2000 预 留 ：250 Mhz 限制：4000 Mhz工程部-测试虚拟机CPU 份额：1000 预留：0Mhz限制：4000 Mhz“工程部”资源池CPU 份额：1000 预留：1,000 Mhz 限制：4,000 Mhz可扩展预留：是资源池示例：CPU 份额独立主机 Srv001（

10、根资源池）“Fin-Prod” 虚拟机CPU 份额：2000“Fin-Test” 虚拟机CPU 份额：1000工程部-生产虚拟机CPU 份额：2000工程部-测试虚拟机CPU 份额：1000“工财程务部部”资资源源池池CPU 份额：2000“工工程程部部”资资源源池池CPU 份额：1000资源池示例：CPU 争用Srv01以下所有虚拟机均基于同一物理 CPU (PCPU) 运行。工程部约 33%11%22%“工程部-测试” 虚拟机获得的资源占“工程部”CPU 资源分配额的 33%左右，约等于 11%的PCPU 资源。财务部约 67%22%45%“Fin-Prod” 虚拟机CPU 份额：2000

11、“Fin-Test” 虚拟机CPU 份额：1000工程部-生产虚拟机CPU 份额：2000工程部-测试虚拟机CPU 份额：1000“工财程务部部”资资源源池池CPU 份额：2000- 约占 PCPU 67%“工工程程部部”资资源源池池CPU 份额：1000- 约占 PCPU 33%可扩展预留系统将以递归的方式从当前资 源池的上级资源池中借用资源。 必 须 启 用 “Expandable Reservation”（可扩展预留） 选项。 此选项可提供更高的灵活性， 但保护力度会降低。直到需要扩充的虚拟机关闭或其预留量减少时，扩充的预留才会被释放。根资源池预留：1,000 MHz是否可扩展？否预留：

12、1,200 MHz是否可扩展？是可扩展预留如果管理不当或大小调整不当， 可能会索要全部未预留容量。“电子商务网站” 资源池“电子商务应用” 资源池“零售”资源池预留：3,000 MHz可扩展预留：是CPU 总量：10,200 MHz内存总量：3,000 MB可扩展预留示例 (1)“零售”资源池预留了 3,000 MHz， “电子商务”资源池预留了其中的2,200 MHz。开启“电子商务网站”资源池中的虚拟机。由于在“电子商务网站”资源池中禁用了“Expandable Reservation”（可扩展预留）选项，因此无法以500 MHz 的预留量启动 VM3。 降低虚拟机的预留量。 启用“Exp

13、andable Reservation”（可扩展预留）。 增加“电子商务网站”资源池的预留量。根资源池预留：1,200 MHz是否可扩展？是预留：1,000 MHz是否可扩展？否VM1VM2R=400R=300VM3R=500“电子商务网站” 资源池“电子商务应用” 资源池“零售”资源池预留：3,000 MHz可扩展预留：否CPU 总量：10,200 MHz内存总量：3,000 MB可扩展预留示例 (2)根资源池在“电子商务网络”资源池中启 用 “Expandable Reservation”（可扩展预留）选项。系统会考虑子级资源池及其上一级资源池中的可用资源。 虚拟机的预留量根据“电子商务网

14、站”资源池的预留量扩充。“电子商务网站”的预留量根据“零售”资源池的预留量扩充。“零售”资源池预留：1,000 MHz是否可扩展？是预留：1,200 MHz是否可扩展？是VM3 R=500VM2 R=300VM1R=400VM7 R=500VM6 R=500VM5 R=500VM4 R=500“电子商务网站” 资源池“电子商务应用” 资源池预留：3,000 MHz可扩展预留：是*使用全部预留量*CPU 总量：10,200 MHz内存总量：3,000 MB*“零售”资源池使用 200 MHz*CPU 和内存预留的接入控制是成功该资源池能否满足预留？否否失败预留是否可扩展？是 转到父级池。增加资源

15、池的预留。使用虚拟机自身的预留创建一个新的子资源池。启动虚拟机。资源池的“Summary”（摘要）选项卡在主机和群集视图中单击资源池的“Summary”（摘要）选项卡。“Resource Allocation”（资源分配）选项卡单击资源池的“Resource Allocation”（资源分配）按钮。制定资源设置更改计划制定一项任务计划来更改资源池或虚拟机的资源设置。第 4 课：监控资源使用情况学员的学习目标本课时结束后，您应能够做到以下几点： 监控虚拟机的资源使用情况：CPU内存磁盘网络带宽性能调整方法评估性能。 使用适当的监控工具。 更改前记录下数字基准。确定限制性资源。使更多资源可用。 分

16、配更多资源。 减少资源争用。 记录下您的更改。再次记录基准。请勿随意更改生产系统。资源监控工具perfmon dll Iometer任务管理器vSphere/ESXi 系统日志resxtop 和 esxtop客户操作系统范围外vCenter 性能图表vCenter Operations ManagerVMware vCenter Hyperic客户操作系统范围内客户操作系统监控工具Iometer任务管理器使用 Perfmon 监控虚拟机资源VMware Tools 的 Perfmon DLL 提 供虚拟机处理器和内存对象，可用于在虚拟机内访问主机统计信息。vCenter Server 性能图表

17、“Performance”（性能） 选项卡可显示两种主机和虚拟机图表： 概览图表： 显示最常用的对象衡量指标 高级图表： 显示概览图表中未显示的数据计数器使用工具解读数据各种 VMware vCenter Server监控工具和客户操作系统监控工具可提供不同的视角。虚拟机客户操作系统中的任务管理器服务器主机的 CPU 使用率图表受 CPU 限制的虚拟机检查虚拟机的CPU 使用率。单个虚拟机的 CPU 使用率如果 CPU 使用率持续居高不下，则虚拟机受 CPU 的限制。但主机仍可能有足够的 CPU 供其他虚拟机运行。注：在存在资源紧张的平台中，一般会使用资源限制，限制部分非关键业务的资源，而保证

18、其他关键业务存在足够的资源所有虚拟机的 CPU 使用率受 CPU 限制的虚拟机多个操作系统的任务管理器多个虚拟机的 CPU 就绪图如果存在下列情况，则会有多台虚拟机受到 CPU 限制： 客户操作系统中的 CPU 使用率较高 各虚拟机均具有相对较高的 CPU 就绪值受内存限制的虚拟机检查虚拟机的内存释放活动： 如果内存释放活动频繁，但所有虚拟机的内存充足，则不存在问题。 如果内存释放活动频繁，且客户操作系统正在交换内存，那么虚拟机 就会受到内存的限制。因此在观察虚拟机是否内存不足时，观察其交换内存占用的空间值则可 以判断。受内存限制的主机如果当前存在主机级别的交换，则主机内存超额分配。监控虚拟机

19、的活动内存监控主机上活动内存的增加情况： 主机活动内存是指虚拟机和 VMkernel 当前正在使用的物理内存。 如果活动内存量较高，将会导致虚拟机受内存限制。受磁盘限制的虚拟机占用大量磁盘资源的应用可占满存储或路径。如果您怀疑虚拟机受到磁盘访问的限制，请执行以下操作： 测量虚拟机与存储之间的吞吐量和延迟。 使用高级性能图表监控： 读取速率和写入速率 读取延迟和写入延迟对象图表选项存储类型主机数据存储FC、iSCSI、NFS主机存储适配器FC主机存储路径FC、iSCSI虚拟机数据存储FC、iSCSI、NFS虚拟机虚拟磁盘FC、iSCSI、NFS监控磁盘延迟要确定磁盘性能问题，请监控两个磁盘延迟数

20、据计数器： 内核命令延迟： VMkernel 处理每个 SCSI 命令花费的平均时间。 数值较大（大于 23 毫秒）表示阵列超负荷或主机超负荷。 物理设备命令延迟： 物理设备完成 SCSI 命令花费的平均时间。 数值较大（大于 1520 毫秒）表示阵列速度慢或超负荷。受网络限制的虚拟机网络密集型应用经常在 ESXi 主机外部的路径分段上出现瓶颈： 示例：服务器与客户端之间的 WAN 链路如果您怀疑虚拟机受网络限制，请执行以下操作： 确认 VMware Tools 已安装。 具有增强型网络驱动程序可用。 测量虚拟机与其对等系统之间的有效带宽。 检查是否有丢弃的接收数据包和传输数据包。概览性能图表

21、VMware 概览性能图表主机性能图表的“Overview”（概览）面板局部视图高级性能图表图表选项对象图表类型统计信息类型计数器汇总图表选项：实时和历史vCenter Server 会以不同的指定间隔存储统计信息。时间间隔数据频率样本数量实时（过去 1 小时）20 秒180过去一天5 分钟288过去一周30 分钟336过去一个月2 小时360过去一年1 天365图表类型线形图： 各实例单独显示堆叠图： 图形堆叠显示柱状图： 各实例显示为图表中的一个立柱饼图： 各实例显示为圆形饼图中的一个切片对象和计数器对象是指设备的实例或集合。 示例： vCPU0、vCPU1、vmhba 1:1:2，跨所有网卡聚合计数器用于指示要收集的统计信息。 示例： CPU：已用时间、就绪时间、使用率 (%) 网卡：接收的网络数据包 内存：交换的内存统计类型统计类型是指统计间隔期间使用的测量单位。统计类型说明示例比率当前间隔内的统计值CPU 使用率 (MHz)增量与上一统计间