優(yōu)化虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能

提升虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率

針對(duì)不同的虛擬機(jī)用途，虛擬網(wǎng)卡界面的設(shè)置是相當(dāng)重要的，因?yàn)閿?shù)據(jù)的傳輸速率，將會(huì)直接影響到應(yīng)用系統(tǒng)的整體性能表現(xiàn)。接下來(lái)就讓我們來(lái)學(xué)習(xí)一下，如何為您的關(guān)鍵虛擬機(jī)，選擇設(shè)置最佳的網(wǎng)絡(luò)類型。

首先是“SR-IOV傳遞”類型的使用，這里所謂的SR-IOV（Single Root I/O Virtualization）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，便是vSphere 5.1版本開始所加入的新功能，借助在網(wǎng)卡上啟用的SR-IOV功能，可以使個(gè)別虛擬功能（VFs）在設(shè)備上有效發(fā)揮傳輸效率，因?yàn)樗屜鄬?duì)運(yùn)行中的虛擬機(jī)利用Passthrough模式的特點(diǎn)，繞過(guò)傳統(tǒng)Hypervisor的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式而直到目的位置，不僅加快了I/O傳輸?shù)乃俣?，也大幅降低了CPU核心資源的使用率。關(guān)于SR-IOV的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，非常適用在高度要求低延遲率的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)負(fù)載環(huán)境之中，不過(guò)必須特別注意對(duì)于下列虛擬機(jī)功能的使用，是無(wú)法設(shè)置采用SR-IOV網(wǎng)絡(luò)傳輸模式的。

* vSphere vMotion、Storage vMotion

* NetFlow、VXLAN Virtual Wire

* vSphere High Availability（HA）、Fault Tolerance（FT）

* vSphere DRS（Distributed Resource Scheduler）、DPM（Distributed Power Management）

* 虛擬機(jī)運(yùn)行階段時(shí)的暫停、繼續(xù)、快照

* 針對(duì)開通虛擬功能（VFs）且以MAC地址為基礎(chǔ)的VLAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

* 相關(guān)虛擬設(shè)備、內(nèi)存以及vCPU的熱插入

* 已加入群集（Cluster）環(huán)境中的虛擬機(jī)

* 針對(duì)虛擬機(jī)正在使用SR-IOV passthrough的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)

目前主要有哪些網(wǎng)卡支持SR-IOV？

目前主要有以設(shè)計(jì)在Intel 82599ES 10 Gigabit Ethernet Controller Family （Niantic）與 Intel Ethernet Controller X540 Family （Twinville） 技 術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以及Emulex OneConnect （BE3）支持SR-IVO。

最新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持查詢，可直接到以下VMware網(wǎng)址查詢：

http://www.vmware.com/resources/compatibility/search.php?deviceCategory=io

圖4 網(wǎng)絡(luò)連接速度比較

啟用虛擬機(jī)網(wǎng)卡界面的“SR-IOV傳遞”設(shè)置，除了可以經(jīng)由vSphere Web Client來(lái)完成之外，也可以通過(guò)Esxcli的命令工具來(lái)設(shè)置。它的命令語(yǔ)法會(huì)像是esxcli system module parameters set -m NIC_Driver_Module-p "max_vfs=n"，其中 NIC_Driver_Module即是網(wǎng)卡的模塊名稱，而n則是要使用的虛擬功能的數(shù)量。

舉例來(lái)說(shuō)，如果您有兩塊支持SR-IOV的網(wǎng)卡（或單張雙端口的NIC），則可以直接執(zhí)行esxcli system module parameters set -m ixgbe-p "max_vfs=6,6"。至于虛擬功能（VFs）的數(shù)量設(shè)置限制，目前最新vSphere 6.0在Intel系列的網(wǎng)卡部分支持最高43個(gè)VFs，而Emulex則是支持最高64個(gè)VFs設(shè)置。

在虛擬機(jī)的“編輯設(shè)置”頁(yè)面中，您可以在添加網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置中選擇“界面卡類型”，其中包括前面所介紹的“SR-IOV傳遞”，至于默認(rèn)傳統(tǒng)的E1000與E1000E選項(xiàng)則是不建議，而是選擇可以高達(dá)10GB傳輸速率的VMXNET3虛擬網(wǎng)卡界面。

完成VMXNET3虛擬網(wǎng)卡界面的設(shè)置之后，進(jìn)入Guest OS之中的網(wǎng)絡(luò)連接管理中來(lái)查看。在此可以發(fā)現(xiàn)Ethernet1使用的是VMXNET3虛擬網(wǎng)卡，而Ethernet0則是傳統(tǒng)的E1000E。至于雙方的網(wǎng)絡(luò)傳輸率相差多少呢？讓我們繼續(xù)往下看。

如圖5所示，在此您可以發(fā)現(xiàn)左邊的Ethernet0僅有1Gbps的傳輸率，而以VMXNET3虛擬網(wǎng)卡為主的Ethernet1，則 有 10Gbps的傳輸率。所以相信大家應(yīng)該已經(jīng)很清楚，在新虛擬機(jī)創(chuàng)建時(shí)如何挑選正確的網(wǎng)絡(luò)界面了。

優(yōu)化iSCSI網(wǎng)絡(luò)傳輸性能

以iSCSI協(xié)議架構(gòu)技術(shù)所創(chuàng)建的IP SAN存儲(chǔ)環(huán)境，無(wú)論是在實(shí)體主機(jī)或虛擬機(jī)的規(guī)劃中，都是最被IT單位所普遍使用的。如何設(shè)置才能夠讓它的傳輸性能徹底發(fā)揮出來(lái)呢？

一般網(wǎng)卡的高級(jí)設(shè)置中有一項(xiàng)Jumbo框架的功能，在默認(rèn)的狀態(tài)下是沒有啟用的，一旦選擇啟用它，就必須設(shè)置它的MTU值。而此功能的啟用若應(yīng)用在VMware ESXi主機(jī)iSCSI的存儲(chǔ)區(qū)連接中，將可以降低網(wǎng)絡(luò)封包處理任務(wù)的負(fù)載，進(jìn)而改善CPU對(duì)于存儲(chǔ)設(shè)備的I/O處理效率，且無(wú)論是在軟件式還是硬件式的iSCSI界面連接都是支持的，而它支持的MTU大小為9KB。然而，9KB也是目前MTU的最大設(shè)置值，這同時(shí)也意味著它能夠容下8KB的數(shù)據(jù)量，恰好NFS的一個(gè)Block數(shù)據(jù)量也是8KB，因此這項(xiàng)參數(shù)設(shè)置的最大值，也可應(yīng)用在改善NFS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的傳輸性能。

提 示 ：ESXi/ESX 3.5對(duì) 于軟件式iSCSI的Jumbo框架功能支持僅在實(shí)驗(yàn)測(cè)試階段，直到ESXi/ESX 4.x版本以后才被列為正式支持的功能。

在vSphere 5.1以后的版本，對(duì)于所有iSCSI網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)界面的Jumbo框架參數(shù)設(shè)置值之修改，已可通過(guò)圖形界面的連接來(lái)完成，以下讓我們來(lái)看看如何通過(guò)vSphere Web Client來(lái)修改MTU參數(shù)值。請(qǐng)?jiān)谒O(shè)置的ESXi主機(jī)節(jié)點(diǎn)上，切換至“管理→網(wǎng)絡(luò)功能”下的“虛擬交換器”頁(yè)面。在此您將可以針對(duì)任何現(xiàn)行的虛擬交換器（vSwitch），點(diǎn)擊“編輯設(shè)置”小圖示繼續(xù)。

在虛擬交換器的編輯設(shè)置頁(yè)面中，您可以從“屬性”頁(yè)面中修改其MTU設(shè)置值。默認(rèn)狀態(tài)下，此MTU值是1500字節(jié)，建議您將它修改至9000字節(jié)。

注意：上述對(duì)于MTU參數(shù)值的設(shè)置步驟，將會(huì)應(yīng)用在此標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)交換器的所有實(shí)體網(wǎng)卡之上。如果您采用的是獨(dú)立硬件式的iSCSI界面卡連接，則可以考慮改用界面卡本身的設(shè)置來(lái)下手， “管理”頁(yè)面中的“存儲(chǔ)區(qū)界面卡”節(jié)點(diǎn)，然后對(duì)于所選取的iSCSI界面卡，切換至“高級(jí)選項(xiàng)”并點(diǎn)擊“編輯”按鈕，即可修改MTU的參數(shù)設(shè)置值。

結(jié)論

不管是哪一類虛擬化平臺(tái)的調(diào)整，除了可以使用系統(tǒng)內(nèi)置的監(jiān)視程序，或原廠所提供的高級(jí)集成管理系統(tǒng)之外，其實(shí)不妨也可以評(píng)估一下第三方工具的使用，尤其是一些已通過(guò)原廠認(rèn)證的第三方集成管理工具。因?yàn)樵S多時(shí)候，它們甚至提供了比原廠工具更直覺化設(shè)計(jì)的操作界面，還有更優(yōu)惠的價(jià)格與貼心的售后服務(wù)。

此外，還有一些免費(fèi)或開源的管理工具或移動(dòng)App，也是值得我們隨時(shí)注意的IT動(dòng)向。諸如此類的第三方工具，往往也會(huì)提供有功能限制的免費(fèi)版本，對(duì)于小型的虛擬化平臺(tái)架構(gòu)環(huán)境管理而言，可能就已經(jīng)綽綽有余了。

總而言之，無(wú)論管理工具來(lái)源為何，懂得開放管理思維肯定是做好IT管理任務(wù)的一門重要課題。