第10章-虚拟机资源池resource pool-云计算课程资料

工程部-测试虚拟机
CPU 份额：1000 预留：0Mhz 限制：4000 Mhz
工程部-生产虚拟机
CPU 份额：2000 预留：250 Mhz 限制：4000 Mhz
资源池示例：CPU 份额
独立主机 – Srv001 （根资源池）
““工工程程部部””资资源源池池
CPU 份额：1000
““工财程务部部””资资源源池池
根资源池
资源池属性
资源池属性：
– 份额
• Low（低）、Normal（正常）、 High（高）、Custom（自定义）
– 预留
• 以 MHz 或 GHz、MB 或 GB 为单位
– 限制
• 以 MHz 或 GHz、MB 或 GB 为单位 • 默认情况下为不受限制的访问（最
大值为 可访问的最大资源量）
Virtual SMP
单核 VM
双核 VM
四核 VM
线程 核心 插槽
LCPU
LCPU
单核双插槽系统
LCPU
LCPU
双核单插槽系统
虚拟 物理
LCPU
LCPU LCPU LCPU
四核单插槽系统
超线程
• 借助超线程功能，一个核 心可以同时执行两个线程 或指令集。
• 要启用超线程，请：
1. 确认系统支持超线程。 2. 在系统 BIOS 中启用超线程。 3. 确保 ESXi 主机的超线程功能
已开启。
单核 VM
双核 VM
LCPU LCPU
LCPU LCPU
具有超线程的双核单插槽系统
CPU 负载平衡
单核 VM
单核 VM
单核 VM
双核 VM
LCPU LCPU
LCPU LCPU
LCPU LCPU
LCPU LCPU
具有超线程的双核双插槽系统
第 2 课： 资源控制
学员的学习目标
本课时结束后，您应能够做到以下几点：
资源池应用案例
X 公司的 IT 部门有两个内部客户：
– 财务部提供预算的 2/3。 – 工程部提供预算的 1/3。
每个内部客户都拥有生产和测试/开发虚拟机。 您必须限定测试/开发虚拟机的最大资源使用量。
资源池示例
“工程部”资源池
CPU 份额：1000 预留：1,000 Mhz 限制：4,000 Mhz 可扩展预留：是
第十章 虚拟机资源池
教师：XXX
日期：XXX
• 第 1 课： 虚拟 CPU 和内存概念
目
• 第 2 课： 资源控制
录
• 第 3 课： 资源池
• 第 4 课： 监控资源使用情况
04
第 1 课： 虚拟 CPU 和内存概念
学员的学习目标
本课时结束后，您应能够做到以下几点：
– 讨论虚拟化环境中的 CPU 和内存的概念 – 介绍资源超额分配意味着什么 – 指出可提高内存利用率的其他技术 – 介绍 VMware vSphere® Virtual Symmetric Multiprocessing
制定一项任务计划来更改 资源池或虚拟机的资源设置。
第 4 课： 监控资源使用情况
学员的学习目标
本课时结束后，您应能够做到以下几点：
– 监控虚拟机的资源使用情况：
• CPU • 内存 • 磁盘 • 网络带宽
性能调整方法
评估性能。
– 使用适当的监控工具。 – 更改前记录下数字基准。
确定限制性资源。 使更多资源可用。
1000
VM B
1000
VM C
更改份额数。
1000
VM A
3000
VM B
1000
VM C
开启虚拟机。
1000
VM A
3000
VM B
1000
VM C
1000
VM D
关闭虚拟机。
1000
VM A
3000
VM B
1000
VM D
虚拟机如何争用资源
实例一： 物理主机内存2000M VM1 预留500M 限制1000M 份额值1000 VM2 预留500M 限制1000M 份额值1000 VM1 实际得到的物理内存为1000M VM2 实际得到的物理内存为1000M 实例二： 物理主机内存2000M VM1 预留500M 限制1000M 份额值2000 VM2 预留500M 限制1000M 份额值1000 VM1 实际得到的物理内存为1166M VM2 实际得到的物理内存为833M
预留： 1,200 MHz 是否可扩展？是
“电子商务网站” 资源池
预留： 1,000 MHz 是否可扩展？否
VM1
VM2
R=400 R=300
VM3 R=500
“零售”资源池预留了 3,000 MHz， “电子商务”资源池预留了其中的 2,200 MHz。
开启“电子商务网站”资源池中的 虚拟机。
由于在“电子商务网站”资源池中禁 用了“Expandable Reservation” （可扩展预留）选项，因此无法以 500 MHz 的预留量启动 VM3。
– 预留类型
• 选择“Expandable”（可扩展）： 虚拟机和子资源池可以提取其父级 池中的资源。
• 取消选择“Expandable”（可扩 展）： 虚拟机和子资源池仅可提取自有池 中的资源，即使其父级池具有可用 资源，也不可提取。
使用资源池的原因
使用资源池可带来以下优势：
– 灵活的分层结构组织方式 – 资源池之间相互隔离，而资源池内则共享资源 – 访问控制和委派 – 资源与硬件分离 – 可管理运行多层服务的多组虚拟机 – 可以确定虚拟机负载的优先级
直到需要扩充的虚拟机关闭或 其预留量 减少时，扩充的预留才会被释 放。
可扩展预留如果管理不当或大小调整不当， 可能会索要全部未预留容量。
可扩展预留示例 (1)
根资源池 CPU 总量：10,200 MHz 内存总量：3,000 MB
“零售”资源池 预留：3,000 MHz 可扩展预留：否
“电子商务应用” 资源池
本课时结束后，您应能够做到以下几点：
– 介绍 CPU 和内存的资源分配设置 – 创建资源池 – 设置资源池属性 – 介绍可扩展预留
关于资源池
资源池是一个逻辑抽象概念， 用于 采用分层方式管理 CPU 和内 存资源。 它可用于独立主机或启用了 VMware vSphere® Distributed Resource Scheduler™ (DRS) 的集群。资源池 资源池可为虚拟机和子级资源 池 提供资源。
否
预留是否可扩展？
是 – 转到父级池。
资源池的“Summary”（摘要）选项卡
在主机和群集清单视图中单击资源池的 “Summary”（摘要）选项卡。
“Resource Allocation”（资源分配）选项卡
单击资源池的“Resource Allocation” （资源分配）按钮。
制定资源设置更改计划
““工工程程部部””资资源源池池
CPU 份额：1000 - 约占 PCPU 33%
““工财程务部部””资资源源池池
CPU 份额：2000 - 约占 PCPU 67%
工程部-测试虚拟机
CPU 份额：1000
“工程部-测试” 虚拟机获得的资源 占“工程部”CPU 资源分配额的 33% 左右，约等于 11% 的 PCPU 资源。
**使用全部预留量**
“电子商务应用” 资源池
预留： 1,200 MHz 是否可扩展？是
“电子商务网站” 资源池
预留： 1,000 MHz 是否可扩展？是
VM4 VM5 R=500 R=500 VM6 VM7 R=500 R=500
VM1 VM2 R=400 R=300
VM3 R=500
在“电子商务网络”资源池中 启用“Expandable Reservation”（可扩展 预留）选项。
“电子商务应用” 资源池
预留： 1,200 MHz 是否可扩展？是
“电子商务网站” 资源池
预留： 1,000 MHz 是否可扩展？否
系统将以递归的方式从当前资 源池的上级资源池中借用资源。
– 必须启用“Expandable Reservation”Hale Waihona Puke Baidu可扩展预留） 选项。
– 此选项可提供更高的灵活性， 但保护力度会降低。
CPU 份额：2000
工程部-测试虚拟机
CPU 份额：1000
工程部-生产虚拟机
CPU 份额：2000
“Fin-Test” 虚拟机
CPU 份额：1000
“Fin-Prod” 虚拟机
CPU 份额：2000
资源池示例：CPU 争用
Srv01 以下所有虚拟机均基于同一 物理 CPU (PCPU) 运行。
– 基于虚拟机请求将内存 重新分配给其他虚拟机
主机内存 = 2 GB 虚拟机配置的内存总量 = 4 GB
开启
开启
开启
关闭
1 GB
1 GB
1 GB
1 GB
vmxd-*.vswp
VM 1 VM 2 VM 3 .vswp .vswp .vswp
内存回收技术
有效利用物理内存页：
– 采用透明页共享技术，内容相同的页面只会存储一次。
系统会考虑子级资源池及其上 一级资源池中的可用资源。
虚拟机的预留量根据“电子商 务网站” 资源池的预留量扩充。
“电子商务网站”的预留量根 据“零售”资源池的预留量扩 充。
CPU 和内存预留的接入控制
启动虚拟机。
使用虚拟机自身的预留 创建一个新的子资源池。
增加资源池的预留。
成功
是
否
失败
该资源池能否满足预留？
– 介绍可在虚拟机上优化的资源 – 为 CPU、内存和磁盘资源分配份额值 – 确定 CPU 和内存的预留量和限制 – 介绍虚拟机如何争用资源
份额、限制和预留
可用容量
限制
份额用于在此范围内 争用资源。
预留
0 MHz/MB
仅当可以保证预留量时， 虚拟机才会启动。
虚拟机如何争用资源
份额数
1000
VM A
将虚拟机的内存重新分配给其他虚拟机：
– 内存释放机制可在内存不足时激活，强制虚拟机使用自己的 分页区域。
内存压缩：
– 尝试在内存出现激烈争用时回收部分内存性能。
主机级 SSD 交换：
– 在主机上使用固态磁盘 (SSD) 保存主机缓存交换文件可提高 性能。
将虚拟机内存分页移到磁盘中：
– 如非必要，系统不会轻易使用 VMkernel 交换空间，因为这 会极大影响性能。
• vSphere Virtual Symmetric Multiprocessing
由管理员调整
• 限制 • 预留 • 份额分配
• 可用内存
• 限制 • 预留 • 份额分配
•
虚拟机文件位置
• •
多路径 存储 I/O 控制
• 网卡捆绑
• 流量调整 • 网络 I/O 控制
第 3 课： 资源池
学员的学习目标
– 降低虚拟机的预留量。
– 启用“Expandable Reservation” （可扩展预留）。
– 增加“电子商务网站”资源池的 预留量。
可扩展预留示例 (2)
根资源池 CPU 总量：10,200 MHz 内存总量：3,000 MB **“零售”资源池使用 200 MHz**
“零售”资源池 预留：3,000 MHz 可扩展预留：是
工程部-生产虚拟机
CPU 份额：2000
“Fin-Test” 虚拟机
CPU 份额：1000
“Fin-Prod” 虚拟机
CPU 份额：2000
财务部约 67%
11%
工程部约 33%
22%
45%
22%
可扩展预留
根资源池 CPU 总量：10,200 MHz 内存总量：3,000 MB
“零售”资源池 预留：3,000 MHz 可扩展预留：是
– 分配更多资源。 – 减少资源争用。 – 记录下您的更改。
再次记录基准。
请勿随意更改生产系统。
资源监控工具
客户操作系统范围内
perfmon dll Iometer 任务管理器
客户操作系统范围外
vCenter 性能图表 vCenter Operations Manager VMware vCenter™ Hyperic® vSphere/ESXi 系统日志 resxtop 和 esxtop
虚拟机 应用 操作系统
VMware ESXi™ 主机
客户操作系统 虚拟内存
客户操作系统 物理内存
ESXi 主机内存
虚拟机内存超额分配
允许主机为虚拟机配置多 于其实际拥有的内存：
– 虚拟机往往无法使用为 其分配的所有内存。
– 内存开销存储在交换文 件 (.vswp) 中。
主机如何管理内存分配：
– 存储在交换文件中
（多vcpu） 的工作原理以及 VMkernel 如何使用超线程功能
内存虚拟化基本知识
VMware vSphere® 包含 三层内存：
– 客户操作系统虚拟内存， 由操作系统提供给应用。
– 客户操作系统物理内存， 由 VMkernel 提供给虚拟 机。
– 由 VMkernel 管理的主机 内存，可向虚拟机提供连 续的可寻址内存空间。
用于优化虚拟机资源使用情况的系统
CPU 周期
RAM 磁盘带宽 网络带宽
由 VMkernel 管理
• 超线程 • 负载平衡 • 非统一内存访问
• 透明页共享 • vmmemctl • 内存压缩 • 虚拟机的 VMkernel
交换文件
• 精简配置
由 Virtual Machine Creator 配置