V-locity 3. Virtuelle Optimierung wird Realität

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1 V-locity 3 Virtuelle Optimierung wird Realität

2 Kurzfassung Die heutigen virtuellen Umgebungen erfordern einen hohen Aufwand, um ohne Overhead einen bestmöglichen Service gewährleisten zu können. Bestehender physikalischer Speicher wird aufgrund von Beschränkungen des Dateisystems auf Betriebssystemebene nur unzureichend genutzt. Ineffiziente Ressourcennutzung führt zu häufigen Service-Engpässen. V-locity 3, der Optimierer für virtuelle Plattformen, überbrückt die Kluft zwischen virtuellen Gastsystemen, die ihre Laufzeitumgebung nicht kennen können. Indem verschiedene VMs untereinander kommunizieren, ermöglicht die patentierte Technologie von V-locity, dass die Ressourcenzuteilung intelligent synchronisiert wird. Zudem verhindert die bahnbrechende IntelliWrite -Technologie Fragmentierung, bevor sie entsteht, optimiert die Dateianordnung und beseitigt unnötiges Festplatten-I/O. InvisiTasking mit CogniSAN und V-Aware V-locity 3 beinhaltet zwei neue Technologien, die es dem V-locity Gast erlauben, anwachsende Festplatten-I/O-Aktivitäten zu erkennen. Dies geschieht unabhängig davon, ob diese Aktivität von derselben virtuellen Maschine (VM) kommt, oder von einer anderen VM, die auf dieselben physikalischen Ressourcen zugreift, oder gar von einem anderen Host-Rechner, der mit demselben SAN verbunden ist. Die dafür zuständigen Technologien heißen CogniSAN (für das Erfassen von I/O-Aktivität auf SAN-Ebene) und V-Aware (für die Erfassung von I/O-Aktivität anderer VMs). Beide Technologien helfen dem V-locity Gastsystem dabei, Defragmentierungsaufträge zurückzustellen, wenn eine erhöhte Last im I/O-Kanal festgestellt wird. Zusammen mit InvisiTasking, mit dem weiterhin Lastzustände bei CPU und Festplatten innerhalb einer VM festgestellt werden, erweitern diese Technologien InvisiTasking über die lokale VM bzw. den lokalen Host hinaus. So wird sichergestellt, dass eine Defragmentierung andere Anwendungen nicht beeinträchtigt, selbst wenn diese auf anderen VMs oder anderen Hosts laufen, die mit derselben SAN-Infrastruktur verbunden sind. Methodik Um die Auswirkungen dieser neuen Technologien gründlich zu untersuchen, haben wir verschiedene Tests durchgeführt. Die Tests wurden so angelegt, dass der Gesamtnutzen von V-locity 3 in einer modernen virtuellen Umgebung bewertet werden kann. Die Tests wurden zwar in einer VMWare ESX/ESXi Umgebung durchgeführt, wir weisen jedoch darauf hin, dass die Ergebnisse unter Hyper-V, XenServer oder jeder anderen Virtualisierungslösung vergleichbar sein sollten. Die Tests beinhalteten:. InvisiTasking auf einer einzelnen VM sorgt für Unsichtbarkeit während der Optimierung innerhalb der VM.. CogniSAN und V-Aware arbeiten mit InvisiTasking zusammen und sichern so den unsichtbaren Betrieb innerhalb der gesamten Infrastruktur d.h. über alle VMs. 2

3 . Die neue Engine zur Speicherwiederverwendung (Space Reclamation) sorgt effektiv dafür, dass Speicherplatz der Infrastruktur wieder zur Verfügung gestellt wird.. Möglichst minimales Wachstum von dynamischen Festplatten bei einer Defragmentierung.. Die Systemleistung der VM wird durch die V-locity-Optimierung verbessert. 3

4 Tests zur Systemleistung Diese Tests wurden durchgeführt, um die Verbesserung der Systemleistung zu untersuchen, die durch die Beseitigung der Defragmentierung durch V-locity auf den virtuellen Maschinen entsteht. Das eigenständige Hilfsprogramm Readfile wurde benutzt, um die Dateilesegeschwindigkeit vor und nach der Defragmentierung zu messen. Zusätzlich wurde ein Dateikopiervorgang zeitgestoppt, um die Lese- und Schreibgeschwindigkeit vor und nach der Defragmentierung zu messen. Die Ergebnisse finden Sie in der untenstehenden Tabelle. Ergebnisse: Kopierzeit vor Defrag (mm:ss) Kopierzeit nach Defrag (mm:ss) Verbesserung Readfile Ergebnis vor Defrag (msec) Readfile Ergebnis nach Defrag (msec) Verbesserung Test 1 4:04 2: ,78 Test 2 3:03 2: ,31 Mittelw. 3:34 2: ,54 Kopierzeiten (niedrigere Werte sind besser) 3:50 3:21 3:34 2:52 2:24 1:55 2:19 1:26 0:57 0:28 0:00 Kopierzeit vor Defragmentierung Kopierzeit nach Defragmentierung Kopierzeit vor Defragmentierung Kopierzeit nach Defragmentierung 4

5 80,000 70,000 Readfile-Ergebnisse (niedrigere Werte sind besser) 72,750 60,000 50,000 54,167 40,000 30,000 20,000 10,000 0 Readfile vor Defragmentierung Readfile vor Defragmentierung Readfile nach Defragmentierung Readfile nach Defragmentierung InvisiTasking-Tests Dieser Test wurde mit einer einzelnen VM durchgeführt und sollt zeigen, dass die Optimierung mit Hilfe von InvisiTasking unsichtbar im Hintergrund läuft. Zuerst haben wir auf einer virtuellen Festplatte eine moderate Fragmentierung erzeugt und dann gemessen, wie lange das Kopieren einer 2GB-Datei von einem Ordner in einen anderen auf demselben Laufwerk dauerte (dieser Test wurde dreimal durchgeführt). Danach haben wir die automatische Defragmentierung (mit InvisiTasking) auf der virtuellen Festplatte eingeschaltet und denselben Kopiertest wiederholt, während die Defragmentierung lief. Ergebnisse: Kopiertest 1 Kopiertest 2 Kopierzeit vor Defrag (mm:ss) Kopierzeit nach Defrag (mm:ss) Verbesserung 6:38 5:59 9,80 6:34 6:09 6,35 Mittelw. 6:36 6:04 8,08 5

6 InvisiTasking: Kopierzeiten (niedrigere Werte sind besser) 6:43 6:36 6:28 6:21 6:14 6:07 6:00 5:52 5:45 6:36 Vor Defragmentierung Vor Defragmentierung 6:04 Nach Defragmentierung Nach Defragmentierung Tests mit CogniSAN und V-Aware In diesem Testfall wurden zwei virtuelle Maschinen eingesetzt, jeweils mit einer virtuellen Festplatte auf demselben physikalischen VMware-Datastore. Mit dem Test sollte gezeigt werden, dass CogniSAN und V-Aware tatsächlich für einen unsichtbaren Betrieb in der gesamten virtuellen Umgebung sorgen. Auf beiden virtuellen Platten wurde eine moderate Fragmentierung erzeugt. Dann haben wir gemessen, wie lange das Kopieren einer 2GB-Datei von einem Ordner in einen anderen auf derselben virtuellen Festplatte dauerte (dieser Test wurde dreimal durchgeführt). Danach haben wir die automatische Defragmentierung (mit InvisiTasking, CogniSAN und V-Aware) auf der zweiten virtuellen Festplatte, die denselben Datastore benutzt, eingeschaltet und dann den Kopiertest wiederholt, während die Defragmentierung auf der zweiten virtuellen Platte lief. Die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Ergebnisse zeigen, dass es keine oder nur minimale Auswirkungen der Defragmentierung gibt. Ergebnisse: Kopiertest 1 Kopiertest 2 Kopierzeit vor Defrag (mm:ss) Kopierzeit nach Defrag (mm:ss) Verbesserung 6:00 5:56 1,11 6:18 6:01 4,50 Mittelw. 6:09 5:59 2,71 6

7 6:11 CogniSAN and V-Aware: Dateikopierzeiten (niedrigere Werte sind besser) 6:08 6:05 6:02 6:00 5:57 5:54 5:51 Vor Defragmentierung Vor Defragmentierung Während Defragmentierung Während Defragmentierung Space Reclamation Tests Der V-locity 3 Gast beinhaltet eine neue Engine, die unbenutzte Datenblöcke innerhalb virtueller Festplatten auf Null setzt. Durch das Nullsetzen können diese Blöcke mit Hilfe virtueller Tools wiederverwendet werden (d.h. beim Verschieben der VM auf einen anderen Speicher mittels VMotion, Live Migration etc.). Zudem können Thin Disks verkleinert werden, so dass sie weniger Speicherplatz benötigen. Die Space Reclamation Engine läuft entweder automatisch im Hintergrund oder sie wird manuell im V-locity-Client gestartet. Im automatischen Modus benutzt die Engine InvisiTasking mit CogniSAN und V-Aware und stört so andere Anwendungen in derselben VM oder in anderen VMs nicht. Der Test soll die Wirkung der Engine sowohl im automatischen als auch im manuellen Modus nachweisen. Im Test wurden dynamische virtuelle Festplatten (Thin Disks) erzeugt und mit Dateien gefüllt. Danach wurde ein großer Teil dieser Dateien auf der Platte gelöscht und dann V-locity Space Reclamation gestartet, um den ungenutzten Speicherplatz auf Null zu setzen. Schließlich wurde VMotion mit VMware vsphere durchgeführt, um die virtuelle Festplatte zu verkleinern. Die Tests wurden sowohl unter VMware ESXi, als auch unter VMware ESX durchgeführt. Im Folgenden finden Sie die Testergebnisse. 7

8 Ergebnisse unter VMware ESXi: Maximale Größe der virtuellen Platte Anfangsgröße nach Befüllen mit Dateien (GB) Größe der gelöschten Dateien (GB) Größe der virtuellen Platte nach Space Reclamation und VMotion (GB) Verbesserung 40GB 17 6,3 12,18 28,35 10GB 5,4 3,95 1,42 73, VMware ESXi Space Reclamation (niedrigere Werte sind besser) 12,18 4 5, GB Test 10GB Test 1,42 Anfangsgröße Nach Space Reclamation Ergebnisse unter VMware ESX 4.1: Maximale Größe der virtuellen Platte Anfangsgröße nach Befüllen mit Dateien (GB) Größe der gelöschten Dateien (GB) Größe der virtuellen Platte nach Space Reclamation und VMotion (GB) Verbesserung 40GB 22, ,74 8

9 VMware ESX 4.1 Space Reclamation (niedrigere Werte sind besser) , Anfangsgröße des Volumens Anfangsgröße Nach Space Reclamation Nach Space Reclamation Thin Disk Tests Diese Tests sollen zeigen, dass die automatische Defragmentierung von V-locity nur geringe Auswirkungen auf die Größe einer dynamischen virtuellen Festplatte (Thin Disk) hat. Zwei dynamische virtuelle Festplatten mit unterschiedlicher Größe und unterschiedlichem freien Speicherplatz wurden defragmentiert. In beiden Fällen ist der Größenzuwachs sehr gering (etwa 3). Ergebnisse: Maximale Größe der virtuellen Platte Freier Speicher (GB) Größe vor der Defragmentierung (GB) Größe nach der Defragmentierung (GB) Veränderung 40 GB 34,85 10,55 10,82-2,56 20 GB 12,5 10,01 10,36-3,50 Mittelwert 23,675 10,28 10,59-3,02 9

10 Minimaler Wachstum von Thin Disks 2,56 3, GB virtuelle Platte Vor Defragmentierung 20GB virtuelle Platte Nach Defragmentierung 10

11 Grafische Darstellung: Ressourcennutzung in der virtuellen Infrastruktur Dieser Test zeigt, wie InvisiTasking in Zusammenarbeit mit CogniSan und V-Aware externe Festplattenlast (die von anderen VMs stammt, die dieselben physikalischen Ressourcen nutzen) erkennt und diese "externe" Last in einer Grafik in der V-locity Gast-UI darstellt. Dabei wurden im selben Datastore zwei virtuelle Maschinen erzeugt, deren virtuelle Festplatten jeweils etwas Fragmentierung aufweisen. Der V-locity Gast wurde in einer der VMs installiert. Gibt es keine Festplattenaktivität in der zweiten VM, so zeigt die InvisiTasking-Grafik im V-locity Gast, dass keine "externe" Last während der automatischen Defragmentierung entdeckt wurde. Danach wurde in der zweiten VM ein Skript gestartet, dass zahlreiche I/O-Aktivitäten erzeugt. In diesem Fall war in der InvisiTasking-Grafik zu sehen, dass CogniSAN und V-Aware eine externe Last erkannt haben. Die folgenden Screenshots zeigen die jeweiligen InvisiTasking-Grafiken für diese beiden Szenarien. Keine Nutzung von Externen Ressourcen CogniSAN und V-Aware haben eine Nutzung von externen Ressourcen festgestellt und stellen dies in der Grafik dar. Fazit Die überwältigenden Vorteile von V-locity 3 helfen Ihnen bei der Bewältigung der wichtigsten Probleme in einer modernen virtuellen Umgebung. In einem wachsenden Unternehmen sind Lösungen gefragt, die sich nahtlos einfügen, keine manuellen Eingriffe benötigen und die die Produktivität verbessern, ohne dabei wichtige Ressourcen zu verbrauchen. V-locity 3 löst kritische Infrastrukturprobleme, reduziert die Kosten und erhöht den Wert existierender Speicherhardware Diskeeper Corporation. Alle Rechte vorbehalten. Diskeeper, V-locity, IntelliWrite, InvisiTasking, CogniSAN und V-Aware sind eingetragene Handelsmarken oder Handelsmarken der Diskeeper Corporation. Alle übrigen Warenzeichen und Markennamen sind Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber. 11