Максимальное увеличение плотности виртуальных машин в Hyper-V (часть 6)

• Максимальное увеличение плотности виртуальных машин в Hyper-V (часть 5)
• Максимальное увеличение плотности виртуальных машин в Hyper-V (часть 7)

Введение

В этой серии статей я обсуждал функции и методы, которые можно использовать для увеличения плотности виртуальных машин в Windows Server 2012 Hyper-V. В этой статье я хочу рассказать о том, как можно еще больше увеличить плотность виртуальных машин в Windows Server 2012 R2.

Дедупликация

Microsoft впервые представила встроенные возможности дедупликации в Windows Server 2012. С момента появления этой функции возникла по крайней мере некоторая путаница (о чем свидетельствует дезинформация, найденная в Интернете) относительно того, как эту функцию можно и нельзя использовать.

В Windows Server 2012 дедупликация не поддерживалась для использования с виртуальными средами. Можно было выполнять дедупликацию томов, содержащих файлы шаблонов или виртуальные жесткие диски, которые активно не использовались, но при дедупликации тома, содержащего активные виртуальные жесткие диски, могли возникнуть проблемы.

Давно известно, что Windows Server 2012 R2 будет поддерживать дедупликацию виртуальных жестких дисков. Однако именно способ поддержки иногда понимается неправильно.

Большой проблемой при дедупликации тома, содержащего активно используемые файлы виртуального жесткого диска, является влияние процесса дедупликации на производительность. Проще говоря, механизм дедупликации требует использования различных системных ресурсов. Процесс дедупликации тома потребляет ресурсы ЦП, ресурсы памяти и создает дисковые операции ввода-вывода. Это большая проблема, если ваша цель — добиться максимально возможной плотности виртуальных машин. В конце концов, механизм дедупликации данных потребляет те самые ресурсы, которые необходимы вашим виртуальным машинам. На самом деле, когда процесс дедупликации запущен, он может уменьшить количество виртуальных машин, которые может обслуживать сервер.

Еще один вопрос, который необходимо учитывать, — это производительность. Сегодня существует множество организаций, использующих высокопроизводительные виртуальные машины. Если эти виртуальные машины используются круглосуточно, то не будет периода бездействия, когда процесс дедупликации может работать без изменения содержимого виртуальных жестких дисков до завершения процесса дедупликации.

Это не означает, что дедупликация томов, содержащих работающие виртуальные жесткие диски, невозможна. Как упоминалось ранее, Microsoft предоставляет эту возможность в Windows Server 2012 R2. Однако есть два основных предостережения, которые применяются при использовании этой возможности.

Первое предостережение заключается в том, что Microsoft поддерживает дедупликацию только виртуальных жестких дисков, которые используются виртуальными рабочими столами в среде VDI. Основная причина этого заключается в том, что среды VDI, как правило, имеют более предсказуемый шаблон ввода-вывода, чем виртуальные серверы.

Некоторые могут сразу же указать, что Hyper-V использует одни и те же механизмы независимо от того, размещает ли он виртуальные серверы или виртуальные рабочие столы. В этом случае Windows Server 2012 R2 не препятствует дедупликации тома, содержащего виртуальные жесткие диски, принадлежащие виртуальным серверам. Однако Microsoft просто не поддерживает дедупликацию томов, содержащих такие типы виртуальных жестких дисков. Я видел в Интернете сообщения от тех, кто утверждает, что использовал Windows Server 2012 R2 для дедупликации этих типов томов без каких-либо негативных последствий, но должен признаться, что сам не пробовал.

Второе предостережение относительно дедупликации томов, содержащих активные виртуальные жесткие диски, на самом деле соответствует теме этой серии статей. Эта серия статей, как вы знаете, посвящена максимальному увеличению плотности вашей виртуальной машины. Как упоминалось ранее, процесс дедупликации потребляет ресурсы, которые могут быть использованы хост-сервером для фактического запуска виртуальных машин, и в некоторых случаях может снизить плотность ваших виртуальных машин. Здесь вступает в действие второе предостережение.

Windows Server 2012 R2 поддерживает дедупликацию томов, содержащих виртуальные жесткие диски, используемые инфраструктурой VDI, если узлы хранения и вычисления подключены удаленно. Другими словами, Microsoft хочет, чтобы вы избегали использования дедупликации в любой ситуации, когда хост-сервер полагается на хранилище с прямым подключением. При использовании удаленного хранилища накладные расходы производительности, связанные с процессом дедупликации, могут быть перенесены с хост-сервера на удаленную систему, чтобы они не влияли напрямую на способность хоста эффективно запускать виртуальные машины.

Это поднимает еще один вопрос. Какая польза может быть получена от дедупликации тома, содержащего активные виртуальные жесткие диски? Есть два основных преимущества. Преимущество заключается в снижении затрат на хранение. Но во многих случаях есть и преимущество в производительности.

Этот прирост производительности требует небольшого объяснения. Когда вы выполняете дедупликацию тома, вы, по сути, удаляете избыточные блоки хранилища. В случае тома, содержащего виртуальные жесткие диски, используемые серией идентичных виртуальных рабочих столов, имеется много избыточных блоков хранения. Все виртуальные рабочие столы обычно работают под управлением одной и той же операционной системы, имеют одни и те же исправления и запускают одни и те же приложения. По некоторым оценкам, дедупликация тома, содержащего ряд виртуальных рабочих столов, может снизить требования к хранилищу более чем на 95%.

Когда вы удаляете избыточные блоки хранения, вы заменяете множество повторяющихся блоков хранения одной копией каждого блока хранения (могут быть предоставлены дополнительные копии исключительно для отказоустойчивых целей, но они не имеют отношения к данному обсуждению).

Причина, по которой я рассказываю вам все это, заключается в том, что замена многих повторяющихся блоков хранения одной копией каждого блока хранения означает, что одна оставшаяся копия, вероятно, будет часто считываться. При этом рассмотрим, как работают пулы носителей в Windows Server 2012 R2.

Windows Server 2012 R2 позволяет создавать пулы носителей, содержащие как стандартные жесткие диски, так и твердотельные диски. При создании виртуального жесткого диска поверх пула носителей Windows Server 2012 R2 у вас есть возможность создать структуру уровней хранения. Когда используется многоуровневое хранилище, Windows отслеживает так называемые горячие блоки. Горячие блоки — это блоки хранения, которые часто считываются. Windows автоматически и динамически перемещает горячие блоки в твердотельное хранилище, чтобы их можно было считывать с максимальной эффективностью. Кроме того, Windows даже позволяет использовать PowerShell для закрепления часто используемых файлов на уровне быстрого хранилища.

Другими словами, при дедупликации тома, содержащего файлы виртуального жесткого диска, можно повысить производительность за счет автоматического перемещения Windows наиболее часто используемых оставшихся блоков памяти в твердотельное хранилище. Однако, даже если ваш сервер не использует твердотельное хранилище, можно кэшировать наиболее часто используемые блоки хранилища в памяти, чтобы повысить производительность.

Вывод

В этой статье я объяснил, что при правильном использовании дедупликация может служить механизмом, помогающим вам повысить общую плотность виртуальных машин. Тем не менее, есть ряд рекомендаций, которых вам придется придерживаться при этом. В следующей статье этой серии я планирую завершить обсуждение, рассказав о еще одной новой функции Windows Server 2012 R2, известной как Storage QoS.

• Максимальное увеличение плотности виртуальных машин в Hyper-V (часть 5)
• Максимальное увеличение плотности виртуальных машин в Hyper-V (часть 7)