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Neun Tipps zur Performance-Optimierung von Linux-VMs auf VMware vSphere

Viele Linux-Admins verwenden vSphere als Hypervisor für den Virtualisierungs-Host. Diese Tipps helfen, die Performance von Linux-VMs zu verbessern.

Auch wenn es sehr einfach ist, Linux-VMs auf VMware vSphere zu installieren, ruft der VMware-Hypervisor in der Standardkonfiguration allerdings nicht das gesamte Performance-Potenzial ab. Es gibt aber glücklicherweise Möglichkeiten, die Performance von Linux-VMs auf vSphere zu verbessern.

Die folgenden Tipps zeigen die Möglichkeiten, die vSphere- und Linux-Admins dabei zur Verfügung stehen.

Virtuelle Hardware

Als erstes sollte man einen Blick auf die virtuelle Hardware werfen. Jede neue Version eines VMware-Produkts bringt auch eine neue Version der virtuellen Hardware mit sich. Soweit möglich, sollte immer die jeweils aktuellste Hardwareversion verwendet werden, da mit jeder Version Patches und Performance-Verbesserungen ausgeliefert werden. Als nächstes gilt der paravirtualisierten Hardware die ganze Aufmerksamkeit.

Paravirtualisierte Hardware

Paravirtualisierte Hardware ist im Grunde nichts anderes als die Softwareimplementierung von Hardware. Der Netzwerk-Controller VMXNET3 beispielsweise ist vollständig paravirtualisiert und spricht direkt mit der Hardware, was eine höhere Performance ermöglicht.

Diese Methode umgeht die unterschiedlichen Schichten der Virtualisierung. Auf die gleiche Weise lassen sich auch SCSI-Controller paravirtualisieren.

Anpassen der virtuellen Hardware an die eigenen Anforderungen.
Abbildung 1: Anpassen der virtuellen Hardware an die eigenen Anforderungen.

Paravirtualisierte Hardware bietet enorme Performance-Vorteile, wo immer möglich sollte daher auf die Paravirtualisierung zurückgegriffen werden. Manche älteren Linux-Plattformen unterstützen die Paravirtualisierung allerdings nicht.

Ungenutzte Hardware

Eine Sache, die Administratoren bei der Performance-Optimierung für virtuelle Maschinen oft vergessen, sind ungenutzte Hardwareressourcen. Standardmäßig werden Linux-VMs mit Hardware bereitgestellt, die meist nie genutzt wird, etwa mit Floppy-Laufwerken, CD-ROMs und Soundkarten.

In den meisten großen Umgebungen werden Floppy-Laufwerke automatisch entfernt. In kleineren Umgebungen setzt man damit zwar keine allzu großen Mengen an RAM frei, aber schon in mittelgroßen kann diese Maßnahme willkommene zusätzliche Speicherressourcen bedeuten.

Standardeinstellungen

Wenn man eine virtuelle Maschine bereitstellt, sollte man dabei nicht einfach die Standardeinstellungen verwenden, da diese meist sehr konservativ sind. Vielmehr empfiehlt sich hierbei der Blick in die Herstellerdokumentation, um die Konfiguration entsprechend anzupassen.

Im Idealfall wird ein Servicekatalog mit einer kleinen, mittleren und großen Größe entwickelt, aus dem die entsprechende virtuelle Maschine je nach Anforderung ausgewählt werden kann. Dies ist vor allem bei der Festplattengröße wichtig, da nachträgliche Anpassungen vor allem von Boot-Laufwerken nur schwer möglich sind.

Installieren einer grafischen Benutzeroberfläche

Neben all diesen Aspekten gibt es noch weitere, Linux-spezifische Komponenten, die bei der Optimierung von Linux-VMs eine entscheidende Rolle spielen. Manche Linux-Distributionen schneiden hierbei besser ab als andere. Eine der wichtigsten Fragen sollte in dieser Hinsicht der grafischen Benutzeroberfläche gelten.

RHEL (Red Hat Enterprise Linux) und CentOS beispielsweise installieren die grafische Benutzeroberfläche standardmäßig mit. Wenn nicht anders möglich, sollte darauf aber besser verzichtet werden. Ohne grafische Benutzeroberfläche werden weniger CPU- und RAM-Ressourcen belegt und es gibt auch weniger Anwendungen, die vom System verwaltet werden müssen.

Manche Server setzen allerdings eine grafische Benutzeroberfläche voraus, zum Beispiel für bestimmte Anwendungen. Wenn Linux-VMs automatisch eine grafische Benutzeroberfläche installieren, kann diese aber oft auch nachträglich deaktiviert werden. Mit dem folgenden Befehl kann ein Linux-System in der Kommandozeile gebootet werden:

systemctl set-default multi.user

Wenn eine grafische Benutzeroberfläche benötigt wird, kann das System entsprechend neugestartet werden:

Systemctl set-default graphical.target

Dabei ist es auch möglich, die grafische Benutzeroberfläche nach Bedarf zu laden, einfach durch Eingabe von init 5. Damit wird die grafische Benutzeroberfläche nur für die Dauer der Sitzung geladen.

Open-VM-Tools oder VMware Tools?

Bisher war eine der ersten Maßnahmen zur Performance-Optimierung die Installation der VMware Tools. In jüngster Zeit verwenden aber mehr und mehr VMware-Admins die Open-VM-Tools (OVT), eine Open-Source-Version der VMware Tools.

Die meisten Linux-Anbieter, inklusive Red Hat und Canonical, binden OVT mittlerweile standardmäßig in ihre Linux-Versionen ein. Wenn OVT installiert ist, sollte man darauf achten, dass sie nicht von den VMware Tools überschrieben werden. Wenn die VMware Tools dagegen bewusst über OVT installiert werden, gehen manche Linux-Anbieter von einer offiziell nicht mehr unterstützten Version aus.

Systemzeit

Administratoren übersehen gerne auch die Systemzeit, die standardmäßig vom Hypervisor übernommen wird. Die Empfehlungen bezüglich der Systemzeit verändern sich immer wieder, derzeit gelten aber die Best Practices, dass die Linux-VMs und ihre Hosts direkt über einen NTP-Host (Network Time Protocol) im Netzwerk synchronisiert werden sollten. Wenn alle im Netzwerk verbundenen Geräte den gleichen NTP-Server verwenden, dann werden sie auch alle mit der gleichen Zeit synchronisiert – was eine wichtige Voraussetzung dafür ist, ein effizientes Netzwerk aufzubauen.

Speicherverwaltung

Linux-VMs die Java ausführen, weisen ein bekanntes Problem bei der Speicherverwaltung auf, das sich negativ auf die Performance auswirken kann. Dabei führt die Art und Weise, wie die Balloon-Treiber der Gast-VM mit Java Speicher zuweist und zurückfordert, zu einer suboptimalen Performance.

Sowohl die Treiber der VMware Tools als auch die von OVT versuchen, ungenutzten Speicher zurückzugewinnen. Java allerdings erwartet, den einmal zugewiesenen Speicher auch weiterhin nutzen zu können. Um dies zu verhindern, sollte der Speicher von Anfang an fest zugewiesen werden. Dies mag gegen die allgemeine Empfehlung verstoßen, die Speicherzuweisung durch die Hypervisor-Plattform durchführen zu lassen, ist in diesem Fall aber notwendig, um eine optimale Performance der Java-VM zu gewährleisten.

Festplattenkonfiguration

Zu guter Letzt sollte auch ein Blick auf die Festplattenkonfiguration geworfen werden. Die Erweiterung einer Festplatte ist in virtuellen Umgebungen leicht möglich, die Empfehlung lautet hier aber, System und Daten auf unterschiedlichen virtuellen Festplatten unterzubringen.

Jeder Administrator, der nicht LVM (Logical Volume Management) oder etwas ähnliches verwendet, lässt eine wirklich wertvolle Funktion zur Verwaltung der virtuellen Umgebung links liegen. LVM funktioniert wie eine Art verbindende Schicht zwischen allen virtuellen Festplatten, wodurch Administratoren Disks unterhalb des Betriebssystems hinzufügen und verwalten können, und die zusätzliche Festplatte trotzdem als einen zusammenhängenden Festplattenspeicher nutzen können. Das eliminiert die Notwendigkeit, mit den vorhandenen Partitionen herumspielen zu müssen, um mehr Festplattenkapazität freizuschaufeln. Zusätzlich lässt sich Thin Provisioning verwenden, wodurch der Festplattenplatz erst dann zugewiesen wird, wenn er auch benötigt wird.

Wer zudem keine virtuellen CD-ROMs oder andere virtuelle Wechseldatenträger verwendet, sollte diese ebenfalls deaktivieren. Virtuelle CDs bleiben nämlich verbunden und können anschließend die Live-Migration von Linux-VMs auf andere Hosts beeinträchtigen, was sich wiederum negativ auf Funktionen wie DRS (Distributed Resource Scheduling) auswirken kann.

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Artikel wurde zuletzt im August 2017 aktualisiert

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