HP StorageWorks 4400 Enterprise Virtual ArrayにおけるMicrosoft Hyper-V R2のパフォーマンス特性レポート

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1 HP StorageWorks 4400 Enterprise Virtual Array における Microsoft Hyper-V R2 のパフォーマンス特性レポート 目次 要旨...2 はじめに...2 テスト方法...3 テストツール...4 テストベッドのデプロイメント...4 Iometer の構成...4 テストトポロジ...11 ProLiant BL490c G6 サーバー ( テスト対象システム )...11 HP StorageWorks EVA Windows Server 2008 Hyper-V R2 ホスト...11 Windows Server 2008 Hyper-V R2 仮想マシン (VM)...11 論理プロセッサー...11 仮想プロセッサー...11 アーキテクチャー図とコンポーネント仕様...12 Iometer コントローラー...13 管理サーバー...13 Hyper-V R2 サーバー...13 ストレージレイアウト...13 テストシナリオと結果...14 ワークロードの定義 :...14 ドライブ 8 台 16 台 32 台の LUN における Hyper-V のパフォーマンス特性...14 Vraid 1 と Vraid 5 における Hyper-V のパフォーマンス特性...19 単一 LUN 内の仮想マシン数が 1 つの場合と複数の場合におけるディスク I/O の総スループットのテスト Microsoft ハイパーバイザーが仮想化環境に及ぼすオーバーヘッド量 テスト分析のまとめ 推奨事項 詳細情報... 36

2 要旨 仮想化テクノロジーへの関心がここ数年大きく高まったことで 仮想化環境の知識を求めるニーズが増えています Microsoft Windows Server 2008 R2 の登場により 仮想化への関心がさらに高まっています Microsoft は Windows Server 2008 R2 のリリースに伴い 新しいバージョンの仮想化サーバー Windows Server 2008 R2 Hyper-V (Hyper-V R2) サーバーロールを導入しました 本書は HP StorageWorks 4400 Enterprise Virtual Array (EVA4400) ストレージデバイスをバックエンドストレージとして配した HP ProLiant BL490c G6 サーバーへの Hyper-V R2 のデプロイメントに関する課題に対処するため EVA4400 のディスクサブシステムのパフォーマンス特性テストに焦点を当てています 最新の HP BladeSystem サーバーブレードと EVA4400 などの信頼できるアレイに Windows Server 2008 R2 を組み合わせることで 柔軟かつ強力なソリューションを実現することができます 対象読者 : 本書は HP StorageWorks EVA4400 を接続した HP BL490c G6 ブレードサーバーに Hyper-V 仮想化テクノロジーを使用して サーバーを統合および移行することに関心を持つ個人または企業を対象としていますが これに限りません このホワイトペーパーは 2009 年 10 月に実施されたテストについて記載したものです はじめに サーバー仮想化のおかげで IT 組織はサーバーの利用率を高めて数を減らし エネルギー消費を抑えてデータセンター環境の総コストを下げることにより コスト管理と生産性および効率向上という大きなメリットを自社にもたらすことができるようになりました ところが こうした仮想化環境への転換の結果 サーバーの仮想化および統合によって 複雑なデータ管理やストレージ利用の非効率さといった 今までとは異なるいくつかのストレージ課題が持ち上がりました ストレージの適切なキャパシティプランニングがなければ サーバーの仮想化および統合のメリットもわずかなものに限られてしまいます HP StorageWorks EVA4400 アレイは 仮想アレイをプロビジョニングして仮想化環境のデータ容量要件を満たす機能と柔軟性を提供することで ストレージインフラストラクチャーの効率が著しく高まり これらの課題に対応することができます EVA4400 ストレージアレイでは HP StorageWorks Command View EVA による管理の容易さと HP StorageWorks Business Copy EVA および HP StorageWorks Continuous Access EVA による包括的なデータ保護により データの保護と復旧が迅速かつ容易に実行できます HP StorageWorks 4400 Enterprise Virtual Array (EVA4400) では 仮想化環境のニーズを満たす 展開が簡単なエンタープライズクラスの仮想ストレージアレイを提供しています 仮想化が組み込まれたこのアレイは 容量の使用率を高めて簡単に管理できるよう設計されており 従来のアレイに比べて低い総所有コスト (TCO) を実現します 加えて パフォーマンスが高く 拡張が容易で 高い信頼性と可用性を備えています 可用性は % の可用性を実現する EVA4100/6100/8100 アーキテクチャーおよびデュアルリダンダント設計に基づいています このアレイは Microsoft Hyper-V R2 Microsoft Exchange Oracle および SAP などの主要なアプリケーションとの統合が実証された 様々なオペレーティングシステムをサポートしています EVA4400 は Business Copy EVA および Continuous Access EVA ソフトウェアによる堅牢なローカルおよびリモート複製機能を備えています Command View EVA と HP StorageWorks EVA Dynamic Capacity Management ソフトウェアを使用することで 簡単に EVA の管理とストレージプロビジョニングを行うことができ 時間も節約できます 以降の項には テスト方法 テストの実行 使用されたテストツール ハードウェア / ソフトウェア構成の詳細と推奨事項に関する記載があります 各項では HP のハードウェアをテスト用に構成する方法 Microsoft Hyper-V R2 および仮想マシン (VM) の構成方法 Hyper-V R2 のパフォーマンス能力をテストするためのテストツールの構成方法が詳しく記載されています 2

3 重要本書はベンチマークテスト結果のレポートではありません 本書の趣旨は ProLiant BL490c G6 ブレードサーバーと HP StorageWorks EVA4400 ストレージアレイ上の Hyper-V R2 仮想マシンのパフォーマンス特性テストの結果を紹介することです 本書の目的は 様々なワークロードをシミュレートして EVA4400 の各種 LUN 構成において Hyper-V R2 のディスク I/O パフォーマンスを文書化することです 本書は 1 つの LUN にいくつの仮想マシンが適合できるか または 1 つの LUN でいくつの仮想マシンを実行できるかをレポートしたものではありません また Windows 2008 R2 および Hyper-V R2 を設定するためのハウツーガイドでもありません 本書で引用されているパフォーマンス評価基準は ラボでのあらゆるテストと同様 理想化されたものです 実稼動環境では これらの評価基準はさまざまな要因の影響を受けることがあります すべてのアプリケーションデプロイメントに対するベストプラクティスとして 実際のターゲットアプリケーションを非実稼動環境で使用して概念実証 (POC) テストを行うことをお勧めします 実際のターゲットアプリケーションを 実稼働環境と同一の ( ただし隔離された ) テスト環境またはステージング環境でテストするのが システム動作を推測する最も効果的な方法です テスト方法 EVA4400 および Hyper-V R2 のパフォーマンス特性テストは スピンドル数 RAID レベル およびワークロードの 3 つの主要変数に基づきます スピンドル数は のいずれかです RAID レベルは Vraid 1 および Vraid 5 です シミュレートされたワークロードは 以下の通りです 1. 頻繁に使用されるファイル共有のシミュレーション (64K 50% ランダム 50% 2. Microsoft Exchangeデータベースのシミュレーション (8K 100% ランダム 60%/40% 3. データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 4. Microsoft Exchangeログファイルのシミュレーション (8K 100% シーケンシャル 100% W) 本書では Hyper-VとEVA4400ストレージアレイが効果的に連携するためのいくつかの構成方法を詳しく説明します このプロジェクトでは 以下のような質問について扱います 以下で構成される 120GB の LUN に 100GB の VHD ファイルを配置することで パフォーマンスにどのような影響があるか? 8 台の15K FCディスクでディスクグループを構成 16 台の15K FCディスクでディスクグループを構成 32 台の15K FCディスクでディスクグループを構成 以下の構成上に VHD ファイルを配置することで パフォーマンスにどのような影響があるか? Vraid 1のLUN Vraid 5のLUN 1 つの LUN に複数の仮想マシンを配置した場合 パフォーマンス特性はどのようになるか? 1 つの LUN の仮想マシンを 1 つから 4 つに増やすと ディスク I/O は増加するか 減少するか あるいは一定に保たれるか? システムにおけるハイパーバイザーロールのオーバーヘッドはどの程度か? 3

4 テストツール シミュレートされたワークロードは Iometer テストツールを使用して生成します このツールは からダウンロードできます Hyper-V R2 および EVA4400 のテストに使用する技術的な構成およびテスト方法については 詳しく後述します Iometer は GUI 制御プログラムです GUI はワークロードの構成 動作パラメーターの設定 およびテストの開始と停止に使用します Iometer は Dynamo クライアントを制御し パフォーマンスデータを収集し データを結果ファイルに要約します Dynamo は テスト対象システム (SUT) に常駐するワークロード生成プログラムです Iometer のコマンドにより Dynamo は I/O 操作を生成し 結果のパフォーマンスデータを記録し データを Iometer に返します テストベッドのデプロイメント HP は Iometer のコピーを入手し Iometer コンソールとして使用する ProLiant BL460c G1 システム上で解凍しました Iometer.exe を初めて実行すると 多くのアプリケーションのインストールにおける setup.exe と同じようにインストールが実行されます HP の技術者は デスクトップアイコンのインストールを選択し デスクトップアイコンを Iometer の起動用に使用しました テストに使用した Iometer の構成については 次項の Iometer の構成 に記載されています HP の技術者はテスト対象システム (SUT) で使用する複数の Iometer データファイル (iobw.tst) を作成し そのコピーをすべてのテスト対象システムのルートディレクトリに配置しました テストファイルは Iometer の [Disk Targets] タブを使用して作成しました すべてのテスト対象システムに Dynamo.exe のコピーを配置しました Iometer の構成 以下の図 1~5 のスクリーンショットは テストに使用した Iometer の基本構成を示しています Iometer は 本書で扱われていない多くの構成オプションを提供しています 図 1 に示す Iometer の [Disk Targets] タブには テスト対象システムの IP アドレスまたはコンピューター名と テストに使用されるディスクドライブが強調表示されています 図 1 では強調表示されていませんが [Maximum Disk Size] パラメーターは テストに使用する 必要な Iometer データファイルを作成するために使用されることがあります HP ではテストの種類に応じて複数のサイズのデータファイル (iobw.tst) を作成し テスト前にそのコピーを各ターゲットシステムに配置しました 4

5 図 1. テスト対象システムのアドレスおよび使用するディスクドライブ 5

6 図 2 は HP のテストで選択した [Assigned Access Specification] オプションを示しています ブロックサイズおよびその他のパラメーターは ワークロードに応じて異なります 図 2. Iometer の構成設定 Iometer の [Access Specifications] タブを使用して ブロックサイズ 読み書きの割合 およびランダム / シーケンシャル配分を指定します 6

7 図 3 は Hyper-V R2 のテストに HP が使用した カスタムのアクセス仕様を示しています HP では Simulating a heavily used file share (64K 50% Random, 50% という名前を使用して ブロックサイズ 64KB 読み取り 50% 書き込み 50% ランダムアクセス 50% およびシーケンシャルアクセス 50% で構成されるワークロードをシミュレートしました 図 3. Iometer の [Edit Access Specification] タブを使用して ブロックサイズ ( 転送要求サイズ ) 読み書きの割合 およびランダム / シーケンシャル配分を定義します 7

8 図 4 は あるテストを実行中のスナップショットで [Total I/Os per Second] およびそれに関連する値を強調表示したものです [Update Frequency (seconds)] オプションを 1 に設定したことを除き HP ではデフォルト設定を使用しました 図 4. Iometer の [Results Display] タブは リアルタイムパフォーマンスの監視に使用できます 各表示について 他の構成オプションも使用できます 8

9 図 5 は HP が使用したテスト設定が強調表示されています [Run Time] ( 各テストの所要時間 ) は 30 秒に設定しました [Ramp Up Time] ( ウォームアップとも呼ばれる ) は 3 秒に設定しました [Cycle Options] には [Cycle # Outstanding I/Os run step outstanding I/Os on all disk at a time] を選択しました [# of Outstanding I/Os] は [Start] が 1 [End] が 40 で [Linear Stepping] は 1 に設定しました 使用するディスク数および RAID レベルによって [# of Outstanding I/Os] の [Start] および [End] の設定は 所定の構成で生成可能な IOPS(1 秒あたりの入出力操作 ) の決定を支援するために変更する必要があります 図 5. Iometer の [Test Setup] タブを使用して [Run Time] [Ramp Up Time] [Cycling Options] および [# of Outstanding I/Os] オプションを設定します 9

10 図 6 は あるテスト対象システムにおける Dynamo コマンドラインを示したもので この事例では仮想マシンは 1 つです Dynamo を実行する前に Iometer コンソールが開いて機能している必要があります /i パラメーターは Iometer コントローラーを /m パラメーターはマネージャーネットワーク名を /n パラメーターはマネージャー名を指定します Dynamo で使用できるパラメーターは他にもありますが 本書では扱いません 図 6. 仮想マシンで実行中の Dynamo の 1 つのインスタンス 10

11 テストトポロジ ProLiant BL490c G6 サーバー ( テスト対象システム ) このテストでは HP ProLiant BL490c G6 サーバー上の Hyper-V R2 および HP StorageWorks EVA4400 ストレージアレイのパフォーマンス特性を測定するために 複数の構成が使用されました Iometer はデータファイル (iobw.tst) を使用して I/O テストを実行します このファイルは 各テストを実行する前に作成できますが あらかじめ作成して テストを開始する前に各テスト対象システムにコピーすることもできます HP StorageWorks EVA4400 外部ストレージのパフォーマンスをテストするために HP StorageWorks EVA4400 ストレージシステムを使用しました テストでは リダンダントな 4Gb ファイバーチャネル (FC) 接続を使用しました EVA4400 ストレージアレイのパフォーマンス特性を調べるために 前述の テスト方法 の項で説明した複数のディスク構成を使用しました リダンダントコントローラーおよびファイバーチャネルパスによる構成をサポートするために 別のソフトウェアサポートが必要となり Hyper-V ホストシステムにマルチパス I/O (MPIO) と Device Specific Module (DSM) をインストールしました 図 7 は 高可用性を得るためのリダンダントなファイバーチャネルパスを実現するために HP が使用したファイバーチャネルケーブル構成を示したものです ホストと EVA の間のいずれかのパスが切断された場合 リダンダントパスあるいはバックアップパスが自動的に使用されます ファイバーチャネルパスの切り替えは MPIO によって管理されます Windows Server 2008 Hyper-V R2 ホスト Hyper-V R2 ホストサーバーは 仮想マシン (VM) の作成 構成 管理 およびホスティングに使用しました Windows Server 2008 Hyper-V R2 仮想マシン (VM) 各仮想マシンが Iometer からのコマンドを受け取るために ホストシステムの NIC ポート 1 つを使用しました 論理プロセッサー 論理プロセッサーは 物理プロセッサー上の単一の実行パイプラインです 以前は 2 プロセッサーシステムと言えば それが何であるかを正しく把握できました 今日では 2 プロセッサーシステムだと言っても 各プロセッサーにいくつのコアがあるのか あるいはインテル ハイパースレッディングが有効になっているかどうかがわからない場合もあります ハイパースレッディング機能を実装した 2 プロセッサーコンピューターは 実際には 4 つの実行パイプライン すなわち 4 つの論理プロセッサーを持ちます クワッドコアプロセッサーを搭載した 2 プロセッサーコンピューターは ハイパースレッディング機能を有効にしなければ 8 つの論理プロセッサーを持つことになります 仮想プロセッサー 仮想プロセッサーは ハイパーバイザーによってパーティションに公開されている単一の論理プロセッサーです 仮想プロセッサーは 物理コンピューター内で使用できるいずれの論理プロセッサーにもマッピング可能で 論理プロセッサーよりも多くの仮想プロセッサーを持つことができるようにハイパーバイザーによってスケジュールされます 11

12 アーキテクチャー図とコンポーネント仕様 図 7 は HP StorageWorks EVA4400 アレイでの Hyper-V R2 のパフォーマンステストに HP が使用した テストベッドのアーキテクチャー図です これらの図では特定の HP サーバーおよびストレージモデルが示されていますが これらのアーキテクチャーは Microsoft Hyper-V R2 をサポートする HP のほかのすべてのサーバーおよびストレージテクノロジーに適用できます 図 7. HP StorageWorks EVA4400 アレイでの Hyper-V R2 のパフォーマンステストに HP が使用した テストベッドのアーキテクチャー図 管理サーバー Iometer Hyper-V Brocade 4/24 SAN スイッチ 2 台 ( ブレードエンクロージャー 仮想マシン EVA GB 15K FC ドライブ 48 台 次の表 1 に Iometer コンソールとして使用した HP ProLiant システムの詳細を示します 12

13 Iometer コントローラー 表 1. ワークロード生成に使用した Windows Server 2003 R2 を実行する ProLiant BL460c サーバー サーバーモデルオペレーティングシステムとパッチレベルプロセッサー / コアメモリ ProLiant BL460c G1 Windows Server 2003 R2 クワッドコア Intel Xeon 3.2 GHz 2 基 8GB 次の表 2 に 管理コンソールとして使用した HP ProLiant システムの詳細を示します 管理サーバー アレイ管理に使用した ProLiant BL460c サーバーで Windows Server 2003 R2 を実行します (Command View EVA は Windows Server 2008 R2 ではまだサポートされていません ) 表 2. 管理コンソールとして使用した HP ProLiant システム サーバーモデルオペレーティングシステムとパッチレベルプロセッサー / コアメモリ ProLiant BL460c G1 Windows Server 2003 R2 クワッドコア Intel Xeon 3.2 GHz 2 基 8GB Hyper-V R2 サーバー Windows Server 2008 R2 x64 を実行するブレードサーバーには Hyper-V ロールがインストールされ Windows Server 2008 R2 x64 を実行する Hyper-V 仮想マシンがそこにインストールされています このサーバー上の各仮想マシンは EVA によって提供される LUN 上に 1 つの仮想ハードディスク (VHD) を持っています このホストサーバーの仕様は以下のとおりです 表 3. Hyper-V サーバーの仕様 サーバーモデルオペレーティングシステムとパッチレベルプロセッサー / コアメモリ ProLiant BL490c G6 Windows Server 2008 R2 Hyper-V クワッドコア Intel Xeon 2.93 GHz 2 基 32 GB ストレージレイアウト 仮想マシンの VHD のストレージには 146GB 15K RPM FC ドライブ 48 台を搭載した HP StorageWorks EVA4400 ストレージアレイが使用されました それぞれの VHD のタイプでパフォーマンステストを行うのに Vraid レベル 1 およびレベル 5 を使用しました 本プロジェクトの EVA では アレイ内の合計 48 台のドライブのうち 32 台のみ使用しました 残りの 16 台については さまざまな VHD および本プロジェクトに関連する Iometer ファイルの保存に使用しました 13

14 テストシナリオと結果 ワークロードの定義 : 頻繁に使用されるファイル共有のシミュレーション (64K 50% ランダム 50% Microsoft 60%/40% データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% Microsoft ドライブ 8 台 16 台 32 台の LUN における Hyper-V のパフォーマンス特性 アクション 1: 仮想マシン 1 個 / LUN 1 個 / 8 スピンドル / Vraid 5 ドライブ 8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します その LUN に 100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します VHD のファイルサイズは メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために LUN の容量いっぱいにはしません VHD のファイルサイズの約 75% に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します この例では Iometer のファイルサイズは 75GB になります Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱいになるように作成すると 仮想マシンの OS は 容量が不足していることを通知します ワークロード定義をすべて実行します アクション 2: 仮想マシン 1 個 / LUN 1 個 / 16 スピンドル / Vraid 5 ドライブ 16 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します その LUN に 100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します VHD のファイルサイズは メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために LUN の容量いっぱいにはしません VHD のファイルサイズの約 75% に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します この例では Iometer のファイルサイズは 75GB になります Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱいになるように作成すると 仮想マシンの OS は 容量が不足していることを通知します ワークロード定義をすべて実行します アクション 3: 仮想マシン 1 個 / LUN 1 個 / 32 スピンドル / Vraid 5 ドライブ 32 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します その LUN に 100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します VHD のファイルサイズは メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために LUN の容量いっぱいにはしません VHD のファイルサイズの約 75% に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します この例では Iometer のファイルサイズは 75GB になります Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱいになるように作成すると 仮想マシンの OS は 容量が不足していることを通知します ワークロード定義をすべて実行します 以下の図では 各ワークロードの結果の概略が棒グラフで示されています 14

15 図 8. 異なるディスク数での各種ワークロードの実行 ディスクが 8 台 16 台 32 台の場合の比較 IOPS 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1VM 8 ディスク RAID 5 1VM 16 ディスク 1VM 32 ディスク RAID 5 RAID 5 IOPS 数の結果 : Exchange ログファイルをシミュレートしたワークロードの IOPS 数が突出しているのは このケースでは EVA4400 アレイのキャッシュ機能によるものです 15

16 図 9. スループット (MBps 単位 ) ディスクが 8 台 16 台 32 台の場合の比較 MBps 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1VM 8 ディスク RAID 5 1VM 16 ディスク RAID 5 1VM 32 ディスク RAID 5 MBps の結果 : データウェアハウスデータベースをシミュレートしたワークロードの MBps スループットは スピンドル数を 16 から 32 に増やしてもほとんど増加していません 16

17 図 10. 平均応答時間 ディスクが 8 台 16 台 32 台の場合の比較 平均応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1VM 8 ディスク RAID 5 1VM 16 ディスク RAID 5 1VM 32 ディスク RAID 5 平均応答時間 (ms) の結果 : 平均応答時間 (ms) は ディスク数を 8 台 16 台 32 台に変化させたテスト全体でほぼ一貫しています 17

18 図 11. 平均読み取り応答時間 ディスクが 8 台 16 台 32 台の場合の比較 平均読み取り応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1VM 8 ディスク RAID 5 1VM 16 ディスク RAID 5 1VM 32 ディスク RAID 5 平均読み取り応答時間 (ms) の結果 : 平均読み取り応答時間 (ms) は ディスク数を 8 台 16 台 32 台に変化させたテスト全体でほぼ一貫しています 18

19 図 12. 平均書き込み応答時間 ディスクが 8 台 16 台 32 台の場合の比較 平均書き込み応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1VM 8 ディスク RAID 5 1VM 16 ディスク RAID 5 1VM 32 ディスク RAID 5 平均書き込み応答時間 (ms) の結果 : 平均書き込み応答時間 (ms) は Microsoft Exchange ログファイルをシミュレートしたワークロードの場合を除き ディスク 32 台の Vraid 5 のテストで高いパフォーマンスが観察されました Vraid 1 と Vraid 5 における Hyper-V のパフォーマンス特性 アクション 1: 仮想マシン 1 個 / LUN 1 個 / 8 スピンドル / Vraid 1 ドライブ 8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 1 の LUN を作成します その LUN に 100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します VHD のファイルサイズは メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために LUN の容量いっぱいにはしません VHD のファイルサイズの約 75% に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します この例では Iometer のファイルサイズは 75GB になります Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱいになるように作成すると 仮想マシンの OS は 容量が不足していることを通知します ワークロード定義をすべて実行します アクション 2: 仮想マシン 1 個 / LUN 1 個 / 8 スピンドル / Vraid 5 ドライブ 8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します その LUN に 100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します VHD のファイルサイズは メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために LUN の容量いっぱいにはしません VHD のファイルサイズの約 75% に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します この例では Iometer のファイルサイズは 75GB になります Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱいになるように作成すると 仮想マシンの OS は 容量が不足していることを通知します ワークロード定義をすべて実行します 以下の図では 各ワークロードの結果の概略が棒グラフで示されています 19

20 図 13. IOPS 数の結果 Vraid 1 と Vraid 5 の比較 ( 単一 LUN ディスク 8 台 ) IOPS 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% Vraid 1 Vraid 5 IOPS 数の結果 : MS Exchange ログファイルをシミュレートしたワークロードの IOPS 数が突出しているのは このケースでは EVA4400 アレイのキャッシュ機能によるものです 20

21 図 14. Vraid 1 と Vraid 5 の場合の MBps の比較 Vraid 1 と Vraid 5 の比較 ( 単一 LUN ディスク 8 台 ) MBps 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% Vraid 1 Vraid 5 MBps の結果 : データウェアハウスデータベースをシミュレートしたワークロードの MBps スループットは Vraid 5 に比べて Vraid 1 の方が明らかに高くなりました 21

22 図 15. 平均応答時間 Vraid 1 と Vraid 5 の比較 ( 単一 LUN ディスク 8 台 ) 平均応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% Vraid 1 Vraid 5 平均応答時間 (ms) の結果 : 平均応答時間 (ms) は Vraid 1 テストと Vraid 5 テストでほぼ一貫していますが Vraid 5 のパフォーマンスがわずかに上回っています 22

23 図 16. 平均読み取り応答時間 Vraid 1 と Vraid 5 の比較 ( 単一 LUN ディスク 8 台 ) 平均読み取り応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% Vraid 1 Vraid 5 平均読み取り応答時間 (ms) の結果 : 平均読み取り応答時間 (ms) は Vraid 1 テストと Vraid 5 テストでほぼ一貫しています 23

24 図 17. 平均書き込み応答時間 Vraid 1 と Vraid 5 の比較 ( 単一 LUN ディスク 8 台 ) 平均書き込み応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% Vraid 1 Vraid 5 平均書き込み応答時間 (ms) の結果 : 平均書き込み応答時間 (ms) は Vraid 1 テストと Vraid 5 テストでほぼ一貫しています 単一 LUN 内の仮想マシン数が 1 つの場合と複数の場合におけるディスク I/O の総スループットのテスト アクション 1: 仮想マシン 1 個 / LUN 1 個 / 8 スピンドル / Vraid 5 ドライブ 8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します その LUN に 100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します VHD のファイルサイズは メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために LUN の容量いっぱいにはしません VHD のファイルサイズの約 75% に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します この例では Iometer のファイルサイズは 75GB になります Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱいになるように作成すると 仮想マシンの OS は 容量が不足していることを通知します ワークロード定義をすべて実行します アクション 2: 仮想マシン 4 個 / LUN 1 個 / 8 スピンドル / Vraid 5 ドライブ 8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します その LUN に仮想マシンを 4 つ作成し 各仮想マシンに 25GB の固定 VHD ファイルを持たせます 4 つの VHD の合計サイズは メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために LUN のサイズと同じにせず たとえば 4 つの VHD ファイルの合計を 100GB とします LUN のサイズは必ず 100GB より大きくします ここでは LUN のサイズは 120GB です 各仮想マシンに対し VHD のファイルサイズの約 75% に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します この例では Iometer のファイルサイズは各仮想マシンにつき 18.75GB になります Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱいになるように作成すると 仮想マシンの OS は 容量が不足していることを通知します ワークロード定義をすべて実行します 24

25 以下の図では 各ワークロードの結果の概略が棒グラフで示されています 図 18. IOPS 数の結果 仮想マシン 1 個と仮想マシン 4 個の場合の比較 ( 単一 LUN ディスク 8 台 Vraid 5) IOPS 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1 VM 4 VM IOPS 数の結果 : 100GB の仮想マシン 1 個と 25GB の仮想マシン 4 個では IOPS 数の合計は予想通りほぼ同じです MS Exchange ログファイルをシミュレートしたワークロードの IOPS 数が突出しているのは このケースでは EVA4400 アレイのキャッシュ機能によるものです 25

26 図 19. MBps の結果 仮想マシン 1 個と仮想マシン 4 個の場合の比較 ( 単一 LUN ディスク 8 台 Vraid 5) MBps 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1 VM 4 VM MBps の結果 : メガバイトスループットのテストでは すべてのワークロードについて 仮想マシン 4 個の方の処理能力が上回りました 26

27 図 20. 平均応答時間の結果 仮想マシン 1 個と仮想マシン 4 個の場合の比較 ( 単一 LUN ディスク 8 台 Vraid 5) 平均応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1 VM 4 VM 平均応答時間 (ms) の結果 : 平均応答時間 (ms) は仮想マシン 1 個と仮想マシン 4 個のテストでほぼ一貫しています 27

28 図 21. 平均読み取り応答時間の結果 仮想マシン 1 個と仮想マシン 4 個の場合の比較 ( 単一 LUN ディスク 8 台 Vraid 5) 平均読み取り応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1 VM 4 VM 平均読み取り応答時間 (ms) の結果 : 平均読み取り応答時間 (ms) は仮想マシン 1 個と仮想マシン 4 個のテストでほぼ一貫しています 28

29 図 22. 平均書き込み応答時間の結果 仮想マシン 1 個と仮想マシン 4 個の場合の比較 ( 単一 LUN ディスク 8 台 Vraid 5) 平均書き込み応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1 VM 4 VM 平均書き込み応答時間 (ms) の結果 : 平均書き込み応答時間 (ms) は Microsoft Exchange ログファイルをシミュレートしたワークロードの場合を除き 仮想マシン 4 個のテストのパフォーマンスの方が高くなりました Microsoft ハイパーバイザーが仮想化環境に及ぼすオーバーヘッド量 アクション 1: ホスト 1 台 / LUN 1 個 / 8 スピンドル / Vraid 5 ドライブ 8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します ローカルディスクとしてホストマシン (ProLiant BL490c G6) に接続します 100GB のサイズの Iometer ファイルを LUN に作成します ワークロード定義をすべて実行します アクション 2: 仮想マシン 1 個 / LUN 1 個 / 8 スピンドル / Vraid 5 ドライブ 8 台で構成されるディスクグループ上に 120GB Vraid 5 の LUN を作成します その LUN に 100GB の固定 VHD ファイルを持つ単一の仮想マシンを作成します VHD のファイルサイズは メモリースワップと仮想マシン構成ファイル用のオーバーヘッドを持たせるために LUN の容量いっぱいにはしません VHD のファイルサイズの約 75% に相当するサイズで Iometer ファイルを作成します この例では Iometer のファイルサイズは 75GB になります Iometer のファイルサイズが VHD の容量いっぱいになるように作成すると 仮想マシンの OS は 容量が不足していることを通知します ワークロード定義をすべて実行します 以下の図では 各ワークロードの結果の概略が棒グラフで示されています 29

30 図 23. IOPS 数の結果 ハイパーバイザーのオーバーヘッド ( ディスク 8 台 Vraid 5) IOPS 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1 ホスト 1 VM IOPS 数の結果 : 予想された通り ワークロードを実行するのがホストであっても仮想マシンであっても ハイパーバイザーがシステムに及ぼすオーバーヘッドはほとんどありません MS Exchange ログファイルをシミュレートしたワークロードの IOPS 数が突出しているのは このケースでは EVA4400 アレイのキャッシュ機能によるものです 30

31 図 24. MBps の結果 ハイパーバイザーのオーバーヘッド ( ディスク 8 台 Vraid 5) MBps 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1 ホスト 1 VM MBps の結果 : データウェアハウスデータベースをシミュレートしたワークロードの MBps スループットは 仮想マシンに比べてホストマシンの方が明らかに高くなりました したがって 最適なスループットを得るために データウェアハウスデータベースのファイルを物理マシン上に配置することを強くお勧めします 31

32 図 25. 平均応答時間の結果 ハイパーバイザーのオーバーヘッド ( ディスク 8 台 Vraid 5) 平均応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1 ホスト 1 VM 平均応答時間 (ms) の結果 : 平均応答時間 (ms) はホスト 1 台と仮想マシン 1 個のテストでほぼ一貫しています 32

33 図 26. 平均読み取り応答時間の結果 ハイパーバイザーのオーバーヘッド ( ディスク 8 台 Vraid 5) 平均読み取り応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1 ホスト 1 VM 平均読み取り応答時間 (ms) の結果 : 平均読み取り応答時間 (ms) はホスト 1 台と仮想マシン 1 個のテストでほぼ一貫しています 33

34 図 27. 平均書き込み応答時間の結果 ハイパーバイザーのオーバーヘッド ( ディスク 8 台 Vraid 5) 平均書き込み応答時間 (ms) 60%/40% ワークロード : データウェアハウスデータベースのシミュレーション (256K 100% シーケンシャル 80%/20% 1 ホスト 1 VM 平均書き込み応答時間 (ms) の結果 : 平均書き込み応答時間 (ms) は 仮想マシンよりもホストの方が高いパフォーマンスを示しました 34

35 テスト分析のまとめ Microsoft Windows 2008 R2 の仮想化機能 Hyper-V R2 の導入により 新機能とオプションが追加されてパフォーマンスが向上しました Hyper-V R2 のパフォーマンステストを実施する際 いくつかのパフォーマンス要因を考慮する必要がありますが 本書ではディスクサブシステムのパフォーマンスに焦点を当て HP ProLiant ブレードサーバーと HP StorageWorks EVA4400 ストレージディスクサブシステムとを組み合わせたときに予想される いくつかの基本的な IOPS パフォーマンス範囲を提供しました 推奨事項 本書に記載されているテスト目標を再現する場合 目標に対して必要と思われる Iometer の [Results Display] および他の重要な Windows パフォーマンスカウンターを監視することをお勧めします HP はテスト中 ホストおよび仮想マシンのプロセッサー使用率のパフォーマンスのほか ディスクサブシステムのパフォーマンスも監視しました (HP はこの事例で ディスクサブシステムのパフォーマンスがパフォーマンスの主要な抑制因子であることを発見しました )Iometer を使用してディスクの IOPS パフォーマンスを生成して記録する場合 各テスト試行後の結果ファイルにあるディスクの平均応答時間とディスク IOPS に注視してください ディスクの平均応答時間が急激に増加し始めたり IOPS パフォーマンスカウンターの増加が止まって減少が始まった場合 ディスクサブシステムの最適なパフォーマンスに到達しています HP 製サーバーおよびソフトウェアの高可用性オプションを検討して 可能であれば実装してください ディスクの RAID レベルやリダンダンシ フォールトトレランス マルチパス I/O などは 考慮すべき高可用性構成オプションのほんの数例に過ぎません ディスク IOPS がパフォーマンスの主要な抑制因子である場合 ほとんどの仮想マシンを論理プロセッサー 1 個と 1GB の RAM で構成することができ 重大なパフォーマンス問題が発生することはありません 35

36 詳細情報 HP ActiveAnswers: ( 英語 ) HP StorageWorks 製品 : HP ストレージ : HP StorageWorks Enterprise Virtual Array: HP BladeSystem: HP BladeSystem c-class サーバーブレード : HP and Microsoft: 文書の品質向上に役立てるため 本書に関するフィードバックを ( 英語 ) までお送りください テクノロジーは ビジネスのより良い成果のために Copyright 2009 Hewlett-Packard Development Company, L.P. 本文書に含まれる内容は 予告なく変更されることがあります HP 製品 またはサービスの保証は 当該製品 およびサービスに付随する明示的な保証文によってのみ規定されるものとします ここでの記載で追加保証を意図するものは一切ありません ここに含まれる技術的 編集上の誤り または欠如について HPはいかなる責任も負いません MicrosoftおよびWindowsはMicrosoft Corporationの米国における登録商標です Intelおよび Xeonは Intel Corporationの米国およびその他の国における商標です OracleはOracle Corporationおよびその関連会社の登録商標です 4AA2-0240ENW 2009 年 10 月