Technisches Whitepaper. Skalierbarkeit von 64-Bit Terminalserver-Plattformen. Dr. Bernhard Tritsch, Christa Anderson.

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1 Technisches Whitepaper Skalierbarkeit von 64-Bit Terminalserver-Plattformen Dr. Bernhard Tritsch, Christa Anderson

2 Inhalt 1 Einleitung Testaufbau Testumgebung Testwerkzeuge und Testskripte Benutzerkonten anlegen Anwendungen installieren und Dokumente bereitstellen Benutzersitzungen erstellen Benutzerprofile und Testablauf Testmethodik Auswertung der Ergebnisse Testserver mit 4 GB RAM Testserver mit AMD CPUs und 16 GB RAM Testserver mit Intel CPUs und 16 GB RAM Fazit Speicherbedarf steigt bei 64-Bit-Betriebssystemen PTEs sind nicht die einzige speicherrelevante Windows-Einschränkung Bei aktuellen Hardwarepreisen sind 64-Bit-Betriebssysteme nicht unbedingt rentabel2 5 Anhang Ausgewertete Leistungsindikatoren Hintergrundinformationen Schrittweise Beschreibung eines Testlaufs Steuerungsrechner einrichten Clients (Lastgeneratoren) einrichten Server einrichten Testen Aufräumen

3 1 Einleitung Mit Microsoft Windows Terminal Services (WTS) lassen sich Windows-basierte Anwendungen auf einer entfernten Windows Server 23 Plattform ausführen. Die wichtigsten Vorteile von Terminalservern sind die schnelle und zentralisierte Verteilung von Anwendungen sowie der optimierte Zugang zu Daten bei geringer Netzwerkbandbreite. Die Produktivität der Benutzer steigt, da der Zugang zu aktuellen Anwendungen über viele verschiedene Geräte ermöglicht wird. In einer serverbasierten Umgebung erfolgt die Ausführung der Anwendungen und die Verarbeitung aller Daten auf dem Server. Aus diesem Grund ist es für Serverhersteller sinnvoll und wünschenswert, die Skalierbarkeit und Kapazität ihrer Server zu testen, um festzustellen, wie viele Clientsitzungen ein Server üblicherweise in verschiedenen Szenarien bewältigen kann. Normalerweise wird ein geplantes typisches Arbeitsszenario vor der produktiven Installation in einer eigens eingerichteten Testumgebung simuliert. Schwerpunkt dieses Tests ist ein realitätsnaher Vergleich zwischen 32- und 64-Bit-Serverplattformen. Die Windows Server 23 x64 Edition mit Terminaldiensten im Applikationsservermodus ist in der Lage, die Speicherbeschränkungen der 32-Bit-Edition zu überwinden. Dies bedeutet allerdings nicht, dass sich die Anzahl der Terminalserver-Benutzer durch den Einsatz der 64-Bit-Technologie auf jeden Fall und automatisch erweitern lässt. Dieses Whitepaper beschreibt zunächst die Testumgebung und die angewendete Methodik. Danach folgen detaillierte Beschreibungen der verschiedenen Testergebnisse. In der abschließenden Zusammenfassung werden die Ergebnisse mit existierenden Terminalserverumgebungen verglichen. Bitte beachten Sie, dass die hier vorgestellten Untersuchungen und Ergebnisse nicht isoliert betrachtet werden sollten. Die im Test eingesetzten Anwendungen wurden in Terminalserversitzungen ausgeführt und sollten lediglich einen reproduzierbaren Teil der Serverressourcen belegen. Die Tests erfolgten unter vergleichsweise statischen Bedingungen: Die Benutzer melden sich am System an, starten drei Anwendungen mit entsprechenden Dokumenten und bleiben in der Folge für den Rest ihrer Sitzung inaktiv. Dadurch konnten reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden, die sich allerdings von Ihren eigenen Ergebnissen unterscheiden können. 2

4 2 Testaufbau Der Testaufbau wurde von der visionapp GmbH, Systemintegrator für Terminalserversysteme und unabhängiger Softwareanbieter, festgelegt. Die Tests wurden unter der Leitung von erfahrenen Terminalserverspezialisten am Terminalserver-Testlabor der visionapp in Frankfurt am Main und am Labor des Fujitsu Siemens Computers Support in Augsburg durchgeführt. Die Testumgebung umfasste Hard- und Softwarekomponenten. Die Hardwarekomponenten waren über ein eigens eingerichtetes lokales Netzwerk (LAN) miteinander verbunden. Mit dieser Konfiguration wurden eventuelle Störeinflüsse durch einen nicht zur Testumgebung gehörenden Netzwerkbetrieb vermieden. 2.1 Testumgebung Am Terminalserver-Testlabor der visionapp wurde ein einfacher Testaufbau mit zwei verschiedenen Servertypen eingesetzt: > 2 Dell PowerEdge 85 Server; 1 x Intel XEON 3. GHz Dual-Core CPU, 2 MB Second Level Cache, 4 GB Arbeitsspeicher. > 1 Fujitsu Siemens Computers BX6 Blade Server, die als Clients eingesetzt wurden und Last erzeugen sollten; 2 x Intel 2.8 GHz CPUs, 2 GB Arbeitsspeicher. > 1 IBM T43 Notebook zur Steuerung und Überwachung des Testablaufs. Am Labor des Fujitsu Siemens Computers Support gab es folgenden Testaufbau: > 1 Fujitsu Siemens Computers Primergy BX63-A Server: 2 x AMD 1.8 GHz Dual-Core CPU, 16 GB Arbeitsspeicher. > 1 Fujitsu Siemens Computers RX3S2-A Server: 2 x Intel 2.8 GHz Dual-Core CPU, 16 GB Arbeitsspeicher. > 1 Fujitsu Siemens Computers BX3 Blade Server, die als Clients eingesetzt wurden und Last erzeugen sollten; 2 x Intel 933 MHz CPUs, 2 GB Arbeitsspeicher. > 1 Fujitsu Siemens Computers E41D Notebook zur Steuerung und Überwachung des Testablaufs. Hinzu kam an beiden Testlaboren eine Gigabit-Ethernet-Infrastruktur. In nachfolgender Tabelle sind die Serversystemkomponenten zusammengefasst. Systemkomponente Menge Beschreibung Hardware-Typ 2 DELL PowerEdge 85 Server Betriebssystem Windows Server 23, R2 Prozessor 1 Intel XEON 3. GHz Dual-Core, EM64T Arbeitsspeicher 4 Gigabyte Plattensubsystem 1 15 GB, Adaptec DELL Array SCSI NIC 1 Broadcom NetXtreme Gigabit Ethernet 3

5 Systemkomponente Menge Beschreibung Hardware-Typ 1 FUJITSU SIEMENS RX3S2-A Betriebssystem Windows Server 23, SP1 Prozessor 2 Intel 2.8 GHz Dual-Core, EM64T Arbeitsspeicher 16 Gigabyte Plattensubsystem 2 7 GB, LSI Logic RAID 1 SCSI NIC 1 Broadcom NetXtreme Gigabit Ethernet Systemkomponente Menge Beschreibung Hardware-Typ 1 FUJITSU SIEMENS PRIMERGY BX63-A Betriebssystem Windows Server 23, SP1 Prozessor 2 AMD 2.8 GHz Dual-Core, AMD64 Arbeitsspeicher 16 Gigabyte Plattensubsystem 2 36 GB, LSI Logic RAID 1 SCSI NIC 1 Broadcom NetXtreme Gigabit Fiber Für alle während des Tests eingesetzten Serversysteme wurden mit Hilfe des Systemprogramms msinfo32.exe die Systeminformationen dokumentiert. 4

6 Abb. 1 Systeminformationen eines für die Tests eingesetzten Servers 2.2 Testwerkzeuge und Testskripte Um die Tests zu unterstützen, hat visionapp eine Reihe von Werkzeugen und Skripten entwickelt, die auf den verschiedenen Client- und Serverrechnern eingesetzt wurden. 2.3 Benutzerkonten anlegen Vor dem Beginn der Tests mussten auf jeder Serverplattform 25 lokale Benutzer angelegt werden. Diese Testbenutzerkonten wurden mittels eines Visual Basic Skripts der lokalen Benutzergruppe und der Gruppe "Remote Desktop Users" hinzugefügt. 5

7 nmaxusers = 41 strpassword = "BigIron26_!" Set objcomputer = CreateObject("Shell.LocalMachine") strcomputer = objcomputer.machinename Wscript.Echo "Computer name: " & strcomputer Wscript.Echo "Multiple users enabled: " & objcomputer.ismultipleusersenabled Wscript.Echo "Remote connections enabled: " & objcomputer.isremoteconnectionsenabled ncounter = 1 Do While ncounter < nmaxusers struser = "v" & ncounter Set colaccounts = GetObject("WinNT://" & strcomputer & "") Set objuser = colaccounts.create("user", struser) objuser.setpassword strpassword objuser.setinfo wscript.echo "User account " + struser + " created" Set objnewuser = GetObject("WinNT://" & strcomputer & "/" & struser & ",user") Set objgroup = GetObject("WinNT://" & strcomputer & "/Remote Desktop Users,group") objgroup.add(objnewuser.adspath) wscript.echo "Added User account " + struser + " to Remote Desktop Users group" Set objgroup = GetObject("WinNT://" & strcomputer & "/Users,group") objgroup.add(objnewuser.adspath) wscript.echo "Added User account " + struser + " to Users group" ncounter = ncounter + 1 Loop Abb. 2 Skript nuser.vbs zur Erstellung von 4 Benutzerkonten mit Windows Script Host. Das Skript musste im Rahmen einer Benutzersession mit Administratorrechten ausgeführt werden Anwendungen installieren und Dokumente bereitstellen Die für dieses Whitepaper durchgeführten Tests basieren auf dem Aufruf einer Reihe von Anwendungen und der Öffnung von Dokumenten. Folgende Anwendungen wurden auf den Terminalservern installiert: 6

8 > Microsoft Office 23 > Adobe Acrobat Reader 7 HINWEIS: Einzelheiten zur Feineinstellung der Anwendungen siehe Server einrichten. Während der Tests wurden drei Anwendungen mit folgenden Dokumenten gestartet: > Notepad.exe ComputerWorld.txt: ANSI Textdatei, 8,4 KB > Acrobat Reader vcc_admin_en.pdf: Adobe Acrobat PDF-Datei, 3,8 MB > Microsoft Word vpms_inst_en.doc: Microsoft Word-Dokument, 3,1 MB Die Anwendungen hinterließen während der Tests einen vom jeweils geladenen Dokument abhängigen spezifischen Speicherabdruck (Memory-Footprint). winword.exe belegte zwischen 13 und 18 MB, notepad.exe ca. 3 MB und Acrobat Reader fast 3 MB pro Session Benutzersitzungen erstellen Während des Testablaufs wurden die Benutzersitzungen durch die Lastgeneratoren der visionapp Remote Desktop Load Edition initiiert. Auf jedem Clientrechner waren in einer XML- Datei die IP-Adresse auf dem Zielserver und die Benutzerdaten (Name und Passwort) definiert. HINWEIS: Von jedem der Lastgeneratoren können problemlos bis zu 4 Benutzersitzungen geöffnet werden. Für diesen Testablauf wurden folgende Standardeinstellungen verwendet: > Anzahl Lastgeneratoren pro Test: 1 > Anzahl Benutzer pro Lastgenerator: 2 bis 4 > Intervall zwischen Benutzeranmeldungen: 6 Sekunden (6. ms) 7

9 Abb. 3 Eine Instanz der vrd Load Edition mit 2 konfigurierten und unmittelbar nach Testbeginn angezeigten Benutzern. Es ist noch kein Testbenutzer angemeldet. <?xml version="1." encoding="utf-16"?> <vrdloadconfigurationfile> <Testcase ServerName=" "> <Domain>VAFESD3</Domain> <User>v1</User> <Password>BigIron26_!</Password> </Testcase> <Testcase ServerName=" "> <Domain>VAFESD3</Domain> <User>v2</User> <Password>BigIron26_!</Password> </Testcase> </vrdloadconfigurationfile> Abb. 4 XML-Beispiel für die Konfiguration der vrd Load Edition 8

10 2.3.3 Benutzerprofile und Testablauf Da es nicht möglich ist, ein und dasselbe physikalische Dokument aus mehreren Benutzersitzungen heraus zu öffnen, mussten für alle Benutzer individuelle Dokumente bereitgestellt werden. Zu diesem Zeck wurden individuelle Benutzerprofile verwendet, mit deren Hilfe die benötigten Dokumente auf den jeweiligen Arbeitsplatz des Benutzers kopiert und die dazugehörigen Anwendungen gestartet werden konnten. Um die Benutzerprofile automatisch ohne Verwendung eines Domänencontrollers erstellen zu lassen, wurde unter All Users dem Ordner Startup (Autostart) ein einfaches Skript hinzugefügt. Damit sollten alle benötigten Dokumentdateien aus einer gemeinsamen Quelle auf den Arbeitsplatz des jeweiligen Benutzers kopiert werden, sobald sich dieser anmeldet. Nach einer Wartezeit von 1 Sekunden wurde die ASCII-Datei mit notepad.exe geöffnet. Nach weiteren 2 Sekunden wurde die PDF-Datei mit Adobe Acrobat Reader und wiederum nach 2 Sekunden schließlich das Word-Dokument mit Microsoft Word geöffnet. HINWEIS: Die während des Tests erstellten Benutzerprofile waren im Schnitt 7,3 MB groß. HINWEIS: Die Abstände zwischen den verschiedenen Aktionen im Skript wurden mit Hilfe des Kommandozeilenwerkzeugs sleep.exe aus dem Microsoft Windows Server 23 Resource Kit gesteuert. Es wurde überprüft, ob die Pfade für den Aufruf der 32-Bit-Anwendungen Adobe Acrobat Reader und Microsoft Word korrekt gesetzt waren. Auf der 32-Bit-Plattform lautete der Pfad C:\Program Files\, auf der 64-Bit-Plattform hingegen C:\Program Files (x86)\. Auf der 64-Bit-Plattform sah das Anmeldeskript wie folgt off if not exist "%userprofile%\desktop\computerworld.txt" copy c:\documents\computerworld.txt "%userprofile%\desktop" if not exist "%userprofile%\desktop\vcc_admin_en.pdf" copy c:\documents\vcc_admin_en.pdf "%userprofile%\desktop" if not exist "%userprofile%\desktop\vpms_inst_en.doc" copy c:\documents\vpms_inst_en.doc "%userprofile%\desktop" echo Document files copied sleep 2 start /B notepad.exe "%userprofile%\desktop\computerworld.txt" echo Tried to launch Notepad with ComputerWorld.txt (8.4 KB) sleep 2 start /B "C:\Program Files (x86)\adobe\acrobat 7.\Reader\AcroRd32.exe" "%userprofile%\desktop\vcc_admin_en.pdf" echo Tried to launch Acrobat Reader with vcc_admin_en.pdf (3.8 MB) sleep 2 start /B "C:\Program Files (x86)\microsoft Office\Office\WinWord.exe" "%userprofile%\desktop\vpms_inst_en.doc" echo Tried to launch Microsoft Word with vpms_inst_en.doc (3.1 MB) pause Abb. 5 Skript BigIron.cmd im Ordner Startup (Autostart) unter All Users 9

11 2.4 Testmethodik Ziel des Tests war es, die maximale Anzahl Benutzer zu ermitteln, ab der sich die Reaktionszeit eines Terminalservers mit beschränkten Arbeitsspeicherressourcen auf einen nicht mehr akzeptablen Wert verschlechtert (ca. 15 Sekunden für das Öffnen eines Fensters). Für jedes Testszenario setzte der Testingenieur die vrd Load Edition ein, um den Testlauf vom Steuerungsrechner aus auf jedem Lastgenerator mit visionapp Remote Desktop zu starten. Die vrd Load Edition war so konfiguriert, dass alle 6 Sekunden automatisch ein Benutzer angemeldet wurde. Die festgelegte Reihenfolge der Anwendungsaufrufe wurde über ein einfaches Skript im Ordner Startup (Autostart) unter All Users gesteuert. > 1 Sekunden nach erfolgreicher Benutzeranmeldung: Notepad.exe ComputerWorld.txt: ANSI-Textdatei, 8,4 KB > 3 Sekunden nach erfolgreicher Benutzeranmeldung: Acrobat Reader vcc_admin_en.pdf: Adobe Acrobat PDF-Datei, 3,8 MB > 5 Sekunden nach erfolgreicher Benutzeranmeldung: Microsoft Word vpms_inst_en.doc: Microsoft Word-Dokument, 3,1 MB Durch den gleichzeitigen Einsatz von 1 Lastgeneratoren und den Start der Testreihen auf den einzelnen Lastgeneratoren in einem Abstand von nur einigen Sekunden, melden sich 1 Benutzer innerhalb von rund 2 Sekunden an. Nach einer Minute melden sich weitere 1 Benutzer am System an, bis der Testlauf beendet ist nach 2 oder 4 Testbenutzern pro Lastgenerator. 1

12 Abb. 6 Typische Situation, nachdem sich ein Testbenutzer angemeldet und drei Dateien mit Notepad, Adobe Acrobat Reader bzw. Microsoft Word geöffnet hat. Jede Benutzersitzung produzierte einen Speicherabdruck von ca. 6 MB, nachdem alle Anwendungen gestartet worden waren. Während des gesamten Ablaufs wurden folgende Leistungsindikatoren (Performance Counter) überwacht und protokolliert: > Speicher: Available MBytes (Verfügbare MBytes) > Speicher: Free System Page Table Entries (Freie Seitentabelleneinträge) > Speicher: Page Faults/sec (Seitenfehler/s) > Speicher: Pages/sec (Seiten/s) > Speicher: Pool Nonpaged Bytes (Nicht-Auslagerungsseiten, Bytes) > Speicher: Pool Paged Bytes (Auslagerungsseiten, Bytes) > Festplatte: Avg. Disk Queue Length (Durchschnittliche Warteschlangenlänge) > Prozess: Working Set (Arbeitsmenge) > Prozessor: % Interrupt Time (Interruptzeit, %) > Prozessor: % Processor Time (Prozessorzeit, %) > Prozessor: Interrupts/sec (Interrupts/s) 11

13 > Server: Pool Nonpaged Bytes (Nicht-Auslagerungsseiten, Bytes) > Server: Pool Paged Bytes (Auslagerungsseiten, Bytes) > System: Context Switches/sec (Kontextwechsel/s) > System: Processes (Prozesse) > System: Processor Queue Length (Prozessor Warteschlangenlänge) > Terminaldienste: Active Sessions (Aktive Sitzungen) HINWEIS: Für die Sammlung der Systeminformationen haben die Testingenieure auf dem Server Windows Performance Monitor eingesetzt. HINWEIS: Um einen einheitlichen Ausgangszustand sicherzustellen, wurden vor jeder Wiederholung eines Tests alle Testbenutzerprofile gelöscht und alle Systeme neu gestartet. 3 Auswertung der Ergebnisse 3.1 Testserver mit 4 GB RAM Beim ersten Test wurden auf einem DELL PowerEdge 85 Server mit einem Intel XEON 3. GHz Dual-Core Prozessor und 4 GB Arbeitsspeicher die 64- und 32-Bit-Versionen von Windows Server 23 R2 miteinander verglichen. Auf jedem Testsystem wurden pro Minute 1 weitere Benutzer angemeldet, bis die Systemressourcen erschöpft waren. 64-Bit Windows Server 23 x64 2 Intel CPU-Kerne, 4 GB RAM Terminal Services\Active Sessions 32-Bit Windows Server 23 2 Intel CPU-Kerne, 4 GB RAM Terminal Services\Active Sessions 3:54:11 3:55:41 3:57:11 3:58:41 4::11 4:1:41 4:3:11 4:4:41 4:6:11 4:7:41 4:9:11 4:1:41 4:12:23 4:13:53 4:15:23 4:16:53 4:18:23 4:19:53 12:59:44 13:1:34 13:3:24 13:5:14 13:7:4 13:8:54 13:1:44 13:12:34 13:14:24 13:16:14 13:18:4 13:19:54 13:21:45 13:23:35 13:25:25 13:27:15 13:29:5 13:3:55 13:32:45 13:34:35 13:36:25 Memory\Available MBytes Memory\Available MBytes 4, 4, 3,5 3,5 3, 3, 2,5 2,5 2, 2, 1,5 1,5 1, 1, 5 5 3:54:11 3:55:41 3:57:11 3:58:41 4::11 4:1:41 4:3:11 4:4:41 4:6:11 4:7:41 4:9:11 4:1:41 4:12:23 4:13:53 4:15:23 4:16:53 4:18:23 4:19:53 12:59:44 13:1:24 13:3:4 13:4:44 13:6:24 13:8:4 13:9:44 13:11:24 13:13:4 13:14:44 13:16:24 13:18:4 13:19:44 13:21:25 13:23:5 13:24:45 13:26:25 13:28:5 13:29:45 13:31:25 13:33:5 13:34:45 13:36:25 12

14 13 Process (_Total)\Working Set (in Bytes) 2,,, 4,,, 6,,, 8,,, 1,,, 3:54:11 3:55:41 3:57:11 3:58:41 4::11 4:1:41 4:3:11 4:4:41 4:6:11 4:7:41 4:9:11 4:1:41 4:12:23 4:13:53 4:15:23 4:16:53 4:18:23 4:19:53 Process (_Total)\Working Set (in Bytes) 2,,, 4,,, 6,,, 8,,, 1,,, 12:59:44 13:1:24 13:3:4 13:4:44 13:6:24 13:8:4 13:9:44 13:11:24 13:13:4 13:14:44 13:16:24 13:18:4 13:19:44 13:21:25 13:23:5 13:24:45 13:26:25 13:28:5 13:29:45 13:31:25 13:33:5 13:34:45 13:36:25 Processor\% Processor Time :54:11 3:55:51 3:57:31 3:59:11 4::51 4:2:31 4:4:11 4:5:51 4:7:31 4:9:11 4:1:51 4:12:43 4:14:23 4:16:3 4:17:43 4:19:23 Processor\% Processor Time :59:44 13:1:34 13:3:24 13:5:14 13:7:4 13:8:54 13:1:44 13:12:34 13:14:24 13:16:14 13:18:4 13:19:54 13:21:45 13:23:35 13:25:25 13:27:15 13:29:5 13:3:55 13:32:45 13:34:35 13:36:25 System\Processor Queue Length :54:11 3:55:41 3:57:11 3:58:41 4::11 4:1:41 4:3:11 4:4:41 4:6:11 4:7:41 4:9:11 4:1:41 4:12:23 4:13:53 4:15:23 4:16:53 4:18:23 4:19:53 System\Processor Queue Length :59:44 13:1:24 13:3:4 13:4:44 13:6:24 13:8:4 13:9:44 13:11:24 13:13:4 13:14:44 13:16:24 13:18:4 13:19:44 13:21:25 13:23:5 13:24:45 13:26:25 13:28:5 13:29:45 13:31:25 13:33:5 13:34:45 13:36:25 Memory\Page Faults/sec 5, 1, 15, 2, 25, 3, 3:54:11 3:55:51 3:57:31 3:59:11 4::51 4:2:31 4:4:11 4:5:51 4:7:31 4:9:11 4:1:51 4:12:43 4:14:23 4:16:3 4:17:43 4:19:23 Memory\Page Faults/sec 5, 1, 15, 2, 25, 3, 12:59:44 13:1:24 13:3:4 13:4:44 13:6:24 13:8:4 13:9:44 13:11:24 13:13:4 13:14:44 13:16:24 13:18:4 13:19:44 13:21:25 13:23:5 13:24:45 13:26:25 13:28:5 13:29:45 13:31:25 13:33:5 13:34:45 13:36:25

15 Physical Disk\Avg. Disk Queue Length Physical Disk\Avg. Disk Queue Length :54:11 3:55:41 3:57:11 3:58:41 4::11 4:1:41 4:3:11 4:4:41 4:6:11 4:7:41 4:9:11 4:1:41 4:12:23 4:13:53 4:15:23 4:16:53 4:18:23 4:19:53 12:59:44 13:1:24 13:3:4 13:4:44 13:6:24 13:8:4 13:9:44 13:11:24 13:13:4 13:14:44 13:16:24 13:18:4 13:19:44 13:21:25 13:23:5 13:24:45 13:26:25 13:28:5 13:29:45 13:31:25 13:33:5 13:34:45 13:36: aktive Sitzungen 1.1 Prozesse 12 x Command Shell 99 x Notepad 98 x Acrobat Reader 86 x Microsoft Word 2 aktive Sitzungen 1.4 Prozesse 125 x Command Shell 123 x Notepad 118 x Acrobat Reader 112 x Microsoft Word Auf dem 32-Bit x86 Windows-System wurden rund 2% mehr aktive Sitzungen geöffnet und Anwendungen erfolgreich gestartet. Die Erklärung für dieses Phänomen liegt auf der Hand: Der Aufruf einer Anwendung unter x64-windows erfordert mehr Arbeitsspeicher als unter x86-windows. Ein Grund hierfür liegt im WOW64-Subsystem, das eine hochleistungsfähige 32-Bit-Windows- Umgebung erstellt, die x64-windows erlaubt, 32-Bit-Anwendungen ohne Modifikationen auszuführen. Aber auf einem x64-windows-system benötigen die 32-Bit-Programme mehr Arbeitsspeicher, weil ihre Daten in 64-Bit-Strukturen abgelegt werden. Die Ablage von 32-Bit- Daten in 64-Bit-Datenstrukturen ist deutlich speicherintensiver als die Ablage in 32-Bit- Datenstrukturen. Das Gleiche gilt für 64-Bit-Anwendungen. Deren Daten sind intern in 64-Bit-Strukturen organisiert, und die erfordern mehr Platz als die gleichen Daten in 32-Bit-Strukturen. So benötigt beispielsweise die 32-Bit-Version von Notepad üblicherweise 2,5 MB Arbeitsspeicher auf x86-windows, während die 64-Bit-Version auf x64-windows 4,8 MB Arbeitsspeicher belegt. Der höhere Speicherbedarf ist der Grund, warum die Ressourcen des 64-Bit-Systems früher erschöpft sind als die des 32-Bit-Systems. Auf beiden Systemen wird der verfügbare Speicher so weit wie möglich durch den Memory Manager optimiert, aber ab einem gewissen Zeitpunkt ist physikalisch kein Speicher mehr verfügbar, wodurch das Paging in hohem Maße auf der Festplatte erfolgt. Bei den wichtigsten Leistungsindikatoren zeigen sich im Vergleich der beiden Systeme keine wesentlichen Unterschiede. 3.2 Testserver mit AMD CPUs und 16 GB RAM Bei diesem Test wurden die 64- und 32-Bit-Versionen von Windows Server 23 auf einem Fujitsu Siemens Primergy BX63-A mit 2 AMD 2.8 GHz Dual-Core Prozessoren und 16 GB Arbeitsspeicher miteinander verglichen. Wie bei dem vorherigen Test wurden auf jedem System solange 1 weitere Benutzer angemeldet bis die Systemressourcen erschöpft waren. 14

16 64-Bit Windows Server 23 x64 4 AMD CPU-Kerne, 16 GB RAM Active Sessions 32-Bit Windows Server 23 4 AMD CPU-Kerne, 16 GB RAM Active Sessions :23:4 18:26:4 18:29:4 18:32:4 18:35:4 18:38:4 18:41:4 18:44:4 18:47:4 18:5:4 18:53:8 18:56:27 19::17 19:3:17 19:6:17 1:51:31 1:54:31 1:57:31 11::31 11:3:31 11:6:31 11:9:31 11:12:31 11:15:31 11:18:31 11:21:31 11:25:2 11:28:21 11:31:21 11:34:21 11:37:21 11:4:21 Available MBytes Available MBytes 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2, 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2, 18:23:4 18:26:4 18:29:4 18:32:4 18:35:4 18:38:4 18:41:4 18:44:4 18:47:4 18:5:4 18:53:8 18:56:27 19::17 19:3:17 19:6:17 1:51:31 1:54:31 1:57:31 11::31 11:3:31 11:6:31 11:9:31 11:12:31 11:15:31 11:18:31 11:21:31 11:25:2 11:28:21 11:31:21 11:34:21 11:37:21 11:4:21 Working Set Working Set 3,,, 3,,, 25,,, 25,,, 2,,, 2,,, 15,,, 15,,, 1,,, 1,,, 5,,, 5,,, 18:23:4 18:26:4 18:29:4 18:32:4 18:35:4 18:38:4 18:41:4 18:44:4 18:47:4 18:5:4 18:53:8 18:56:27 19::17 19:3:17 19:6:17 1:51:31 1:54:31 1:57:31 11::31 11:3:31 11:6:31 11:9:31 11:12:31 11:15:31 11:18:31 11:21:31 11:25:2 11:28:21 11:31:21 11:34:21 11:37:21 11:4:21 % Processor Time % Processor Time :23:4 18:26:4 18:29:4 18:32:4 18:35:4 18:38:4 18:41:4 18:44:4 18:47:4 18:5:4 18:53:8 18:56:27 19::17 19:3:17 19:6: :51:31 1:54:31 1:57:31 11::31 11:3:31 11:6:31 11:9:31 11:12:31 11:15:31 11:18:31 11:21:31 11:25:2 11:28:21 11:31:21 11:34:21 11:37:21 11:4:21 15

17 16 Processor Queue Length :23:4 18:26:4 18:29:4 18:32:4 18:35:4 18:38:4 18:41:4 18:44:4 18:47:4 18:5:4 18:53:8 18:56:27 19::17 19:3:17 19:6:17 Processor Queue Length :51:31 1:54:31 1:57:31 11::31 11:3:31 11:6:31 11:9:31 11:12:31 11:15:31 11:18:31 11:21:31 11:25:2 11:28:21 11:31:21 11:34:21 11:37:21 11:4:21 Page Faults/sec 5, 1, 15, 2, 25, 3, 35, 4, 18:23:4 18:26:4 18:29:4 18:32:4 18:35:4 18:38:4 18:41:4 18:44:4 18:47:4 18:5:4 18:53:8 18:56:27 19::17 19:3:17 19:6:17 Page Faults/sec 5, 1, 15, 2, 25, 3, 35, 4, 1:51:31 1:54:31 1:57:31 11::31 11:3:31 11:6:31 11:9:31 11:12:31 11:15:31 11:18:31 11:21:31 11:25:2 11:28:21 11:31:21 11:34:21 11:37:21 11:4:21 Avg. Disk Queue Length :23:4 18:26:4 18:29:4 18:32:4 18:35:4 18:38:4 18:41:4 18:44:4 18:47:4 18:5:4 18:53:8 18:56:27 19::17 19:3:17 19:6:17 Avg. Disk Queue Length :51:31 1:54:31 1:57:31 11::31 11:3:31 11:6:31 11:9:31 11:12:31 11:15:31 11:18:31 11:21:31 11:25:2 11:28:21 11:31:21 11:34:21 11:37:21 11:4:21 Page Reads/sec :23:4 18:26:4 18:29:4 18:32:4 18:35:4 18:38:4 18:41:4 18:44:4 18:47:4 18:5:4 18:53:8 18:56:27 19::17 19:3:17 19:6:17 Page Reads/sec :51:31 1:54:31 1:57:31 11::31 11:3:31 11:6:31 11:9:31 11:12:31 11:15:31 11:18:31 11:21:31 11:25:2 11:28:21 11:31:21 11:34:21 11:37:21 11:4:21

18 17 Free System PTEs 16,4, 16,45, 16,5, 16,55, 16,6, 16,65, 16,7, 16,75, 16,8, 18:23:4 18:26:4 18:29:4 18:32:4 18:35:4 18:38:4 18:41:4 18:44:4 18:47:4 18:5:4 18:53:8 18:56:27 19::17 19:3:17 19:6:17 Free System PTEs 2, 4, 6, 8, 1, 12, 14, 16, 18, 2, 1:51:31 1:54:31 1:57:31 11::31 11:3:31 11:6:31 11:9:31 11:12:31 11:15:31 11:18:31 11:21:31 11:25:2 11:28:21 11:31:21 11:34:21 11:37:21 11:4:21 Pool Paged Bytes 2,, 4,, 6,, 8,, 1,,, 1,2,, 1,4,, 1,6,, 1,8,, 18:23:4 18:25:24 18:27:44 18:3:4 18:32:24 18:34:44 18:37:4 18:39:24 18:41:44 18:44:4 18:46:24 18:48:44 18:51:5 18:53:28 18:56:2 18:58:27 19:1:37 19:3:57 19:6:17 Pool Paged Bytes 2,, 4,, 6,, 8,, 1,,, 1,2,, 1,4,, 1,6,, 1,8,, 1:51:31 1:54:21 1:57:11 11::1 11:2:51 11:5:41 11:8:31 11:11:21 11:14:11 11:17:1 11:19:51 11:22:42 11:26:21 11:29:11 11:32:1 11:34:51 11:37:41 11:4:31 Pool Nonpaged Bytes 2,, 4,, 6,, 8,, 1,, 12,, 14,, 16,, 18,, 2,, 18:23:4 18:25:24 18:27:44 18:3:4 18:32:24 18:34:44 18:37:4 18:39:24 18:41:44 18:44:4 18:46:24 18:48:44 18:51:5 18:53:28 18:56:2 18:58:27 19:1:37 19:3:57 19:6:17 Pool Nonpaged Bytes 2,, 4,, 6,, 8,, 1,, 12,, 14,, 16,, 18,, 2,, 1:51:31 1:54:11 1:56:51 1:59:31 11:2:11 11:4:51 11:7:31 11:1:11 11:12:51 11:15:31 11:18:11 11:2:51 11:23:53 11:27:1 11:29:41 11:32:21 11:35:1 11:37:41 11:4:21 % Interrupt Time :23:4 18:25:4 18:27:4 18:29:4 18:31:4 18:33:4 18:35:4 18:37:4 18:39:4 18:41:4 18:43:4 18:45:4 18:47:4 18:49:4 18:51:5 18:53:8 18:55:22 18:57:27 19::17 19:2:17 19:4:17 19:6:17 % Interrupt Time :51:31 1:53:51 1:56:11 1:58:31 11::51 11:3:11 11:5:31 11:7:51 11:1:11 11:12:31 11:14:51 11:17:11 11:19:31 11:21:51 11:24:38 11:27:21 11:29:41 11:32:1 11:34:21 11:36:41 11:39:1

19 Interrupts/sec Interrupts/sec 2, 2, 15, 15, 1, 1, 5, 5, 18:23:4 18:25:14 18:27:24 18:29:34 18:31:44 18:33:54 18:36:4 18:38:14 18:4:24 18:42:34 18:44:44 18:46:54 18:49:4 18:51:15 18:53:28 18:55:52 18:58:7 19:1:7 19:3:17 19:5:27 1:51:31 1:54:1 1:56:31 1:59:1 11:1:31 11:4:1 11:6:31 11:9:1 11:11:31 11:14:1 11:16:31 11:19:1 11:21:31 11:24:28 11:27:21 11:29:51 11:32:21 11:34:51 11:37:21 11:39: aktive Sitzungen 2.9 Prozesse 264 x Command Shell 261 x Notepad 256 x Acrobat Reader 252 x Microsoft Word 319 aktive Sitzungen 2.8 Prozesse 243 x Command Shell 243 x Notepad 243 x Acrobat Reader 237 x Microsoft Word Hier wurde auf beiden Systemen eine annähernd gleiche Anzahl von aktiven Sitzungen gestartet, jedoch auf dem x86-windows-system rund 1% weniger Anwendungen. Bei den Leistungsindikatoren zeigen sich deutliche Unterschiede hinsichtlich des verfügbaren Speichers. Auf dem x64-windows-system war der Speicher fast vollständig aufgebraucht, während x86-windows nur etwas mehr als die Hälfte des verfügbaren Speichers nutzen konnte. In dem Augenblick (11:15:31), als es für x86-windows schwieriger wurde, den verfügbaren Speicher zu nutzen, wiesen auch die durchschnittliche Länge der Festplattenwarteschlange (Avg. Disk Queue Length) und die Zahl der Seitenlesevorgänge (Page Reads/sec) einen deutlichen Anstieg auf. Gleichzeitig konnte auf x86-windows eine deutliche Leistungsverschlechterung für den Benutzer beobachtet werden, die dazu führte, dass Anwendungsfenster nur sehr langsam geöffnet werden. Sobald auf dem 32-Bit-System keine freien Seitentabelleneinträge (System PTEs) mehr zur Verfügung stehen, können sich keine Benutzer mehr anmelden. Diesen Begrenzungsfaktor gibt es bei 64-Bit-Systemen nicht mehr. Aber mit "nur" 16 GB RAM erzeugt dies keinen wirklich entscheidenden Unterschied hinsichtlich der Anzahl der Benutzer, die sich anmelden können auch wenn die letzten 2-3% der auf dem 32-Bit-Rechner angemeldeten Benutzer nicht viel mit ihrer Sitzung anfangen können. Für diese Benutzer wird in der Regel noch nicht einmal die Shell geladen. 3.3 Testserver mit Intel CPUs und 16 GB RAM Bei diesem Test wurden die 64- und 32-Bit-Versionen von Windows Server 23 auf einem Fujitsu Siemens Primergy RX3S2-A mit 2 Intel 2.8 GHz Dual-Core Prozessoren und 16 GB Arbeitsspeicher miteinander verglichen. Während des eines Testlaufs war das Hyper- Threading der CPU deaktiviert, während des anderen Testlaufs aktiviert. Wie bei dem vorherigen Test wurden auf jedem System solange 1 weitere Benutzer angemeldet bis die Systemressourcen erschöpft waren. 64-Bit Windows Server 23 x64 4 Intel CPU-Kerne, 16 GB RAM 64-Bit Windows Server 23 4 Intel CPU-Kerne, HT, 16 GB RAM 18

20 Available MBytes Available MBytes 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2, 15:56:25 15:58:25 16::25 16:2:25 16:4:25 16:6:25 16:8:25 16:1:25 16:12:25 16:14:25 16:16:25 16:18:25 16:2:25 16:22:25 16:24:26 16:26:47 16:28:47 16:3:47 16:32:47 16:34:47 16:36:47 16:38:47 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2, 14:26:38 14:28:28 14:3:18 14:32:8 14:33:58 14:35:48 14:37:38 14:39:28 14:41:18 14:43:8 14:44:58 14:46:48 14:48:38 14:5:28 14:52:18 14:54:8 14:56:3 14:58:19 15:2:1 15:4:28 15:6:2 15:1:14 15:12:4 Avg. Disk Queue Length Avg. Disk Queue Length :56:35 15:58:35 16::35 16:2:35 16:4:35 16:6:35 16:8:35 16:1:35 16:12:35 16:14:35 16:16:35 16:18:35 16:2:35 16:22:35 16:24:36 16:26:57 16:28:57 16:3:57 16:32:57 16:34:57 16:36:57 16:38: :26:48 14:28:38 14:3:28 14:32:18 14:34:8 14:35:58 14:37:48 14:39:38 14:41:28 14:43:18 14:45:8 14:46:58 14:48:48 14:5:38 14:52:28 14:54:18 14:56:13 14:58:29 15:2:2 15:4:38 15:6:3 15:1:24 15:12:14 Page Reads/sec Page Reads/sec :56:25 15:58:25 16::25 16:2:25 16:4:25 16:6:25 16:8:25 16:1:25 16:12:25 16:14:25 16:16:25 16:18:25 16:2:25 16:22:25 16:24:26 16:26:47 16:28:47 16:3:47 16:32:47 16:34:47 16:36:47 16:38: :26:48 14:28:38 14:3:28 14:32:18 14:34:8 14:35:58 14:37:48 14:39:38 14:41:28 14:43:18 14:45:8 14:46:58 14:48:48 14:5:38 14:52:28 14:54:18 14:56:13 14:58:29 15:2:2 15:4:38 15:6:3 15:1:24 15:12:14 27 aktive Sitzungen 2.5 Prozesse 228 x Command Shell 223 x Notepad 222 x Acrobat Reader 214 x Microsoft Word 341 aktive Sitzungen 2.9 Prozesse 252 x Command Shell 241 x Notepad 238 x Acrobat Reader 231 x Microsoft Word Die Ergebnisse weisen gewisse Unterschiede zwischen aktiviertem und deaktiviertem Hyper- Threading auf. Die allgemeine Tendenz hinsichtlich der Skalierbarkeit von x64-windows ist aber die gleiche. 4 Fazit Der ursprüngliche Zweck der Tests bestand darin, das Verhalten einer 64-Bit-Serverhardware bei starker Beanspruchung durch Terminalserver-Benutzersitzungen zu überprüfen unter der 32-Bit-Version und unter der 64-Bit-Version von Windows Server 23. Aus den Tests haben wir die nachfolgenden Schlüsse gezogen. 19

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