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Optimierung von VM-Hardware in VMware-Umgebungen

Die Versionswahl Ihrer VM-Hardware hat ebenso wie deren Konfiguration Auswirkung auf die erzielbare Leistung. Mit diesen bewährten Methoden bleiben Sie am Ball.

Früher war nun wirklich nicht alles besser: Der Leistungsunterschied einer Anwendung zwischen dem Betrieb auf einem physischen Server und einer virtuellen Maschine (VM) lag bei gut und gerne 10 Prozent. VMware schaffte es mit Hilfe einiger bewährter Vorgehensweisen (Best Practices), diesen Unterschied effizienzgetrieben auf bis zu 2 Prozent herunterzuschrauben.

Tatsächlich gibt es von VMware eine ganze Reihe bewährter Vorgehensweisen. Der Bogen der Möglichkeiten erstreckt sich von Deployment und VM-Erzeugung über Optimierung, Aufgabenzuordnung zwischen physischer Hardware und virtueller Maschine bis hin zur Versionsauswahl für Ihre VM-Hardware.

Sie können es dem Titel des Artikels bereits entnehmen: Heute schenken wir dem letzten dieser Aspekte ein besonderes Augenmerk. Der Auswahl der Hardwareversion für Ihre VM kommt durchaus einige Bedeutung bei, denn sie ist tonangebend dafür, welchen Laufwerks-Controller Ihre VM zur Verfügung hat, ob sie auf virtuelle 3D-Grafikbeschleunigung zurückgreifen kann, ob die VM USB-Ports hat und welche VM-Funktionen sie letztlich unterstützt. Wagen wir also einen Blick in die Empfehlungen von VMware, um die bestmögliche Leistung aus Ihrer VM-Hardware zu kitzeln.

Nutzen Sie die Standardvorlage

Je nach Betriebssystem, das Sie installieren möchten, stehen Ihnen passende Vorlagen zur Verfügung. Nutzen Sie die passende Vorlage, denn VMware optimiert diese intensiv. Der Installationsassistent für Betriebssysteme wählt dann automatisch die passende Kombination von Komponenten für Ihre VM aus. VSphere 6.5 nutzt beispielsweise VM-Hardware in Version 13. Einen Überblick zu den virtuellen Hardwareversionen finden Sie bei VMware hier.

Mit jeder neuen Version von vSphere können Sie sich auf Verbesserungen und neue Features freuen, die Sie Ihrer VM zu Gute kommen lassen können. Mehr als die Auswahl der entsprechenden Hardwareversion ist dafür nicht notwendig. Falls Sie einmal in die Verlegenheit kommen, ein gemischtes Szenario betreiben zu müssen, zum Beispiel einige Hosts mit ESXi 6.5 und einige mit Version 5.5, so muss Ihre Hardware zu dem ältesten beteiligten ESXi-Host der Umgebung kompatibel sein. Sollten Sie dies nicht berücksichtigen, so kann die VM mit neuerer Hardware nicht auf einem älteren Host laufen. Grundsätzlich rate ich davon ab, Hardware auf eine neue ESXi-Version zu aktualisieren, wenn dies nur zu dem Zweck geschehen soll, ein neues Feature zu nutzen.

Nutzen Sie nur die benötigten Komponenten

Betrachten und bewerten Sie genau, ob Ihre VM wirklich alle Hardwarekomponenten benötigt, die ihr zur Verfügung stehen. Brauchen Sie wirklich ein virtuelles CD-ROM-Laufwerk, eine virtuelle Maus oder serielle und parallele Schnittstellen? Wenn nicht, weg damit! Auf diese Weise optimieren Sie Ihre VM, denn sie benötigt dann weniger Hauptspeicher und weniger CPU-Ressourcen ihres ESXi-Hosts. Somit stehen Ihnen zusätzliche Ressourcen zur Erhöhung Ihrer Konsolidierungsquote zur Verfügung.

Optimieren Sie das BIOS

Wenn Sie Diskettenlaufwerke und CD-ROMs im BIOS des Gast-Betriebssystems deaktivieren, können Sie noch weitere Optimierungen erzielen. Sie erreichen die BIOS-Konfiguration nach dem Start der VM durch Betätigen der Taste F2. Suchen Sie auf dem Reiter Advanced den Eintrag Select I/O Device Configuration > Floppy Disk Controller. Mit Hilfe der Plus- und Minustasten auf Ihrer Tastatur können Sie den zugehörigen Wert ändern und damit den Diskettenlaufwerks-Controller deaktivieren. Gehen Sie gleich den ganzen Weg und speichern Sie diese Konfiguration als Vorlage ab, um sie als optimierte Vorlage für Ihre gesamte Umgebung nutzen zu können.

Wählen Sie einen Adapter-Typ für das virtuelle Netzwerk

Sie können für Ihre VM den besten Typ eines virtuellen Netzwerk-Adapters auswählen. Einige der älteren Adapter sind mit der Zeit ersetzt worden, und es macht durchaus Sinn, diese Änderung auch in Ihrer Adapterkonfiguration widerzuspiegeln. So ist zum Beispiel der VMXNET Generation 3 (VMXNET3) der derzeit aktuelle paravirtualisierte Adapter mit Multi-Queue-Unterstützung, IPv6-Offloads und MSI/MSI-X Delivery Interruption, die eine alternative In-Band-Methode zur Unterbrechungssignalisierung nutzt. Mit VMXNET3 kam die Unterstützung für Jumbo Frames und Hardware-Offloads. Die gebräuchlichsten virtuellen Netzwerkadapter sind heute VMXNET3 und E1000e.

Nutzen Sie immer die neueste Version der VMware Tools

Die VMware Tools sind eine Sammlung von Gerätetreibern und Utilities, die die Leistung des Gastbetriebssystems verbessern und die Verwaltung der VM erleichtern. Zwar kann ein Gastbetriebssystem durchaus auch ohne die VMware Tools betrieben werden.

Allerdings wird auf diesem Weg auf mannigfaltige Funktionalität und Komfort verzichtet. Nach einem ESXi-Upgrade sollten Sie daher immer auch die VMware Tools aktualisieren. Die VMware Tools enthalten den Balloon Driver, der für die Rückforderung von Hauptspeicher in ESXi zuständig ist. Ohne die Tools können Sie also Ballooning gar nicht erst nutzen. Die VMware Tools spielen eine nicht minder wichtige Rolle bei der Speicherbelegung von VMs: Ohne die Tools können Sie keine Überbelegung einsetzen.

Nutzen Sie paravirtualisierte SCSI-Treiber

Der SCSI-Treiber war lange der absolute Standard für Storage. VMware hat diesen aber inzwischen durch einen paravirtualisierten Treiber ersetzt, der CPU-Nutzung und höheren I/O-Durchsatz ermöglicht. Ob Ihre VM den SCSI-Treiber oder den paravirtualisierten Treiber nutzt, hängt davon ab welches Betriebssystem darauf läuft.

Für einige Betriebssysteme benötigen Sie zuerst einen Treiber. Wenn das bei Ihnen der Fall ist und Sie auf Storage-Controller auf der Boot Disk wechseln müssen, bleiben Sie entspannt: Den Controller für die Datenplatte können Sie problemlos ändern. Die Installation für den Storage-Controller-Treiber auf Windows wird automatisch gestartet.

Nutzen Sie Gastbetriebssysteme mit ESXi-Support

VMware unterstützt eine Menge an Gastbetriebssystemen, wie Sie auch dem VMware Compatibility Guide entnehmen können. Um ein 64-Bit-Betriebssystem installieren zu können, benötigen Sie zwar einen 64-Bit-Prozessor im Host-Computer. Das allerdings ist heute für die meisten modernen CPUs ohnehin Standard.

Optimieren Sie VM- und Gastbetriebssysteme

Bisher haben wir uns angesehen, wie Sie die Hardware Ihrer virtuellen Maschine optimieren können. Schauen wir uns jetzt die einzelnen VMs einmal etwas genauer an. Eine Möglichkeit, diese zu optimieren, liegt in der Deaktivierung des Bildschirmschoners und der für Windows typischen Animationen. Sofern Sie Linux einsetzen, verzichten Sie auf den X-Server, falls Sie ihn nicht wirklich und unbedingt benötigen.

Nebensächlichkeiten wie X-Server und Bildschirmschoner können die Leistung des Hosts beeinträchtigen und damit andere VMs auf demselben Host benachteiligen, wenn Sie eine hohe Konsolidierungsdichte zu erzielen versuchen.

Sie könnten sogar ein Tool zur Optimierung Ihres Gastbetriebssystems in Erwägung ziehen. Für Windows 7, 8, 2006, 2010 und 2012 steht zum Beispiel das VMware OS Optimization Tool zur Nutzung mit VMware Horizon View zur Verfügung. Auch mit diesem Helfer können Sie unnötige Dienste mit Hilfe eingebauter Vorlagen deaktivieren.

Verwenden Sie keine Snapshots in Produktivumgebungen

Snapshots sind exzellente Werkzeuge, wenn es um ein bevorstehendes Upgrade oder Konfigurationsänderungen geht. Sie sollten Sie jedoch nur vorübergehend nutzen und nach erfolgreicher Änderung wieder aufgeben. Verwaiste Snapshots verschwenden massenhaften Speicherplatz und können die Leistung einer VM tatsächlich erheblich beeinträchtigen, da die VM von dem Delta-Laufwerk des Snapshots aus startet statt vom vollen VMDK.

Begrenzen Sie die vCPU-Anzahl Ihrer VM

Mehrere virtuelle Prozessoren (vCPU) zu nutzen macht keinen Sinn, wenn Sie nur Single-Threaded-Anwendungen einsetzen oder eben nicht ausdrücklich für mehrere Threads oder Parallelisierung erstellte Anwendungen.

Der CPU-Scheduler von VMware ESXi ordnet physische Zeitschreiben der physischen CPUs den vCPUs in VMs zu. Verfügt Ihre VM über mehrere vCPUs, so muss der CPU-Scheduler zunächst darauf warten, dass die physischen CPUs verfügbar sind. Auch nicht genutzte vCPUs verbrauchen dabei Ressourcen, selbst wenn das System sie nicht anspricht. Nutzen andere VMs mit einzelner vCPU das System, so wird sich Ihre VM mit mehreren vCPUs bei der Zuweisung von CPU-Zyklen gedulden müssen.

Die Konfiguration Ihrer VMs gehört zu den wichtigsten Designentscheidungen, die Sie in Ihrer Umgebung treffen können. Wenden Sie die oben beschriebenen bewährten Vorgehensweisen von VMware an, nutzen Sie die richtigen Komponenten zur Optimierung Ihrer virtuellen Maschine und verbessern Sie die Gesamtleistung Ihrer Infrastruktur. Denken Sie aber daran, dass die Optimierung jeder einzelnen VM von deren eigenen Anforderungen abhängig ist. Es gibt einfach keine universelle Supervorlage, die für jede VM und jegliche Workloads passen würde.

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Nächste Schritte

So optimieren Sie den Arbeitsspeicher in einer virtuellen Umgebung

Die beste vCPU-Zuweisung für virtuelle Maschinen

Storage optimieren für virtuelle Server

Artikel wurde zuletzt im Mai 2018 aktualisiert

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