Windows Server 2012 R2: Wie RDMA die Live-Migration deutlich schneller macht

RDMA bringt vor allem für Hyper-V und die Live-Migration einen Leistungsschub. Die Technologie wurde für Windows Server 2012 R2 nochmals optimiert.

Fangen wir mit Grundlagen an: In herkömmlichen Umgebungen übernimmt der Prozessor die Steuerung der Daten und deren...

Abwicklung auf einem Server. Das ist auch sinnvoll, da nur er Zugriff auf die Speicher und alle anderen Komponenten im Server hat. Bei jeder Aktion, mit der ein Serverdienst Daten über das Netzwerk senden muss, zum Beispiel bei einer Live-Migration, muss der Prozessor ein Datenpaket für das Netzwerk erstellen. Dazu benötigt der Zugriff auf den Arbeitsspeicher des lokalen Rechners. Wenn das Paket fertig berechnet und geschnürt ist, schickt es der Prozessor zu einem Zwischenspeicher auf der Netzwerkkarte. Hier warten die Pakete auf die Übertragung. Das ist auch umgekehrt der Fall, also wenn ein Datenpaket beim Server ankommt. Hier erreicht es erst die Netzwerkkarte und wird danach erst zum Prozessor zur Weiterverarbeitung gesendet. Der Vorgang ist vor allem bei großen Datenmengen, die zum Beispiel bei der Übertragung virtueller Server mit der Live-Migration anfallen, sehr zeit- und rechenintensiv.

Hard- und Software-Entwickler arbeiten schon lange daran, dass einzelne Systemkomponenten wie Speicher-Subsysteme und Netzwerkkarten direkt auf den Arbeitsspeicher zugreifen können, um Ihre Aufgaben zu erfüllen. Das entlastet den Prozessor und erhöht die Geschwindigkeit des Servers. Diese Technologie wird Direct Memory Access (DMA) genannt und arbeitet mit separaten DMA-Controllern. Diese entlasten den Prozessor bei alltäglichen Aufgaben. Sobald ein bestimmter Job an den DMA-Controller delegiert wurde, übernimmt er die Aufgaben der Datenübertragung und die Speicherzugriffe. Ist der Vorgang abgeschlossen, informiert der DMA-Controller den Prozessor.

RDMA und Windows Server 2012 R2

Remote Direct Memory Access (RDMA) erweitert diese Technologie noch um Netzwerkfunktionen. Einfach ausgedrückt ermöglicht diese Technologie zwei Dinge: die Übertragung des Speicherinhalts auf einen anderen Server im Netzwerk sowie den direkten Speicherzugriff eines Servers auf den Arbeitsspeicher eines anderen Servers. RDMA wurde in Windows Server 2012 R2 deutlich verbessert und auch in Hyper-V integriert. Bei diesem Vorgang müssen weder der Prozessor des fremden Systems eingebunden, noch das Betriebssystem angepasst werden. Die Technologie wird automatisch eingesetzt, wenn zwei Server mit Windows Server 2012 R2 im Netzwerk kommunizieren. RDMA erhöht den Datendurchsatz im Netzwerk deutlich und verringert die Latenz bei der Datenübertragung. Auch das spielt bei der Live-Migration eine wesentliche Rolle. Microsoft behauptet, dass Hyper-V-Hosts auf Basis von Windows Server 2012 R2 mit einer Geschwindigkeit von 56 GBit in 10-GBit-Netzwerken übertragen können. Bei diesem Vergleich dürfte Microsoft allerdings mit Komprimierung gearbeitet haben (siehe unten). Die RDMA-Technologie ist am effizientesten, wenn Sie in schnellen Netzwerken mit Clustern auf Basis von Windows Server 2012 R2 genutzt wird, und Administratoren Server mit der Live-Migration übertragen.

In diesem Bereich ist auch Data Center Bridging in Windows Server 2012 R2 ein wichtiges Thema. Damit erweitern Administratoren den Server um Funktionen zur Steuerung des Datenverkehrs in großen Netzwerken. Unterstützt der Netzwerkadapter die Funktion Converged Network Adapter (CNA), lassen sich Daten via iSCSI oder RDMA besser nutzen. Außerdem können Sie Bandbreiten für die verschiedenen Funktionen festlegen.

Für eine schnelle Kommunikation zwischen Servern auf Basis von Windows Server 2012 R2 müssen die Netzwerkkarten natürlich die RDMA-Funktion unterstützen. Wichtig ist RDMA auch dann, wenn Sie Windows Server 2012 R2 als NAS-Server sowie iSCSI-Target einsetzen und auf dem Server Datenbanken von SQL Server 2012/2014 speichern. Eingeschränkt kann auch SQL Server 2008 R2 diese Funktion nutzen. Das trifft aber nicht auf Windows Server 2008 R2 oder ältere Versionen von Microsoft SQL Server zu.

Durch die Workload-Migration mit RDMA profitieren daher vor allem Unternehmen, die ihre Server virtualisieren und in schnellen Netzwerken betreiben. Windows Server 2012 R2 erlaubt bei der Datenübertragung mit der Live-Migration auch Komprimierung. Diese Funktion und RDMA beschleunigen Hyper-V in schnellen Netzwerken deutlich. Zwar sind die beiden Technologien bereits weitgehend ausgereift, es ist jedoch dringend empfohlen, diese Funktionen in der Praxis und der jeweiligen Produktivumgebung ausführlich zu testen. Schon vor einem solchen Test sollten Administratoren die Funktionen aber in einer Testumgebung überprüfen.

Artikel wurde zuletzt im November 2013 aktualisiert

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