Best Practices: LUN-Konfiguration für Performance-Optimierung von VMs

Mit diesen Best Practices für LUN-Konfiguration optimieren Sie die Performance virtueller Maschinen. Festplatten-Typen und RAID-Level gehören dazu.

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Moderne Storage-Optionen für virtuelle Maschinen (VM) verbessern möglicherweise die Performance. Von den Vorteilen profitieren Sie aber nur dann, wenn sie sich beim Konfigurieren der LUNs (Logical Unit Numbers) an Best Practices halten.

Nur wenn die LUN-Konfiguration den Ansprüchen der VM-Workloads entgegenkommt, kann sich die Performance der virtuellen Maschinen deutlich verbessern. Bei der Konfiguration einer LUN müssen Sie Hardware-Wahl, I/O-Optimierungen und Platzierung der virtuellen Maschine beachten.

Hardware und LUN-Konfiguration

Die Hardware, auf der sich die LUNs befinden, ist entscheidend für die VM-Performance. Um ein überlastetes Festplatten-Subsystem zu vermeiden, sollte die Hardware mit ähnlichen Ressourcen wie das Host-System ausgestattet sein. Zum Beispiel ist es unsinnig, einen Server-Cluster mit zwei Sechs-Kern-Prozessoren und 128 GByte RAM zu implementieren und es über einen Ein-Gbit-Link an ein iSCSI-SATA- (Serial-Attached Technology Advancement) SAN (Storage Area Network) anzubinden. Diese Konstellation kann einen Storage-Flaschenhals sowohl bei der Übertragung als bei der Festplatten-Latenz erzeugen.

Entscheidend für eine akzeptable Performance der LUN-Konfiguration ist, das Festplatten-Subsystem korrekt zu bemessen. Einige günstigere Komponente zu kaufen, mag im ersten Schritt Geld sparen. Allerdings kann Sie das im Nachhinein teuer zu stehen kommen, wenn diese Komponenten dazu führt, dass die Kapazität oder Stabilität des VM-Speichers beeinträchtigt wird.

Festplatten-Typen

Um die Performance der virtuellen Maschinen zu verbessern, sollten Sie die Festplatten-Typen für das VM-Storage entsprechend der Workload auswählen. Festplatten mit geringeren Geschwindigkeiten, geringerer Lebensdauer und höherer Latenz eignen sich gut für Entwicklungs-Umgebungen. Damit sind zum Beispiel SATA und FATA gemeint. Diese Festplatten weisen in der Regel zwischen 7.200 RMP und 10.000 RPM auf. Produktive Workloads benötigen geringe Latenzen. An dieser Stelle bieten diverse SCSI-/SAS-Alternativen  eine gute Balance an VM-Performance, Kosten und Lebensdauer. Diese Festplatten operieren mit 10.000 RPM und bis zu 15.000 RPM.

SSDs (Solid State Drives) stellen auch eine realistische Option dar. Für die meisten Workloads schießen diese Arten an Massenspeichern über das technische und finanzielle Ziel hinaus. Allerdings gewährleisten sie die geringsten Antwortzeiten.

I/O-Optimierung

Um stabile und konsistente I/O-Antwortzeiten zu erhalten, müssen Sie die Zahl der verfügbaren Storage-Festplatten für die virtuellen Maschinen maximieren. Sie können die Disk-Anzahl in Ihrer LUN-Konfiguration auf zwei Arten erhöhen. Entweder Sie verwenden lokale Festplatten oder SAN-basierte Massenspeicher. Bei letzterem sind iSCSI oder Fibre Channel denkbar. Durch diese Strategie verteilen Sie die Lese- und Schreib-Zugriffe auf mehrere Festplatten, was mit einer kleineren Menge nur bedingt möglich ist. Mit mehr Festplatten steigt der Durchsatz und die Antwort-Zeiten sind schneller. Controller und Übertragungs-Geschwindigkeiten beeinflussen die VM-Performance ebenfalls. Durch eine größere Anzahl der Festplatten erhöht sich die Lese-Geschwindigkeit und Ressourcen-intensive Schreib-Prozesse werden schneller durchgeführt.

RAID-Level

Um die die Performance für virtuelle Maschinen zusätzlich zu steigern, sollten die richtigen RAID-Level für die LUN-Konfiguration gewählt werden. Allerdings müssen Sie dabei das Preis-Leistungsverhältnis beachten. RAID 0+1 und 1+0 sind am besten für die Performance der virtuellen Maschinen geeignet. Allerdings sind diese Konfigurationen mit höheren Kosten verbunden, da sie lediglich 50 Prozent der zugewiesenen Festplatten-Kapazität verwenden.

Mit RAID 5 erhalten Sie mehr GByte pro Euro. In diesem Fall werden allerdings Paritäten über die Festplatten verteilt geschrieben. Auf großen SAN-Systemen merkt man VM-Performance-Einbrüche oft nicht. Das liegt an leistungsstarken Controllern und großem Cache-Speicher. Ist das SAN weniger leistungsfähig oder ist lokaler VM-Storage im Einsatz, könnten die RAID-5-Nachteile zum Flaschenhals werden.

Auf vielen modernen SAN-Systemen können Sie das RAID-Niveau für eine spezielle LUN-Konfiguration festlegen. So können Sie entsprechend reagieren, wenn Sie bei der Performance für die virtuellen Maschinen nachbessern müssen. Auch eine Herabstufung ist denkbar, sollten Sie zu viele Ressourcen zugewiesen haben.

Übertragung

Unabhängig die Verbindung zwischen den Host-Servern und den LUNs lokal, iSCSI oder Fibre Channel ist, es kann hier immer zu Ressourcenkonflikten kommen. Das Protokoll bestimmt, wie schnell Daten zwischen Host und Festplatten-Subsystem übertragen werden können. Fibre Channel und iSCSI sind die am häufigsten eingesetzten Transportprotokolle in virtuellen Infrastrukturen. Aber auch hier gibt es verschiedene Klassen, wie zum Beispiel ein oder zehn Gbit iSCSI sowie vier und acht Gbit Fibre Channel.

Thin Provisioning

Thin-Provisioning verbessert nicht unbedingt die Performance der virtuellen Maschinen, erlaubt aber eine effizientere SAN-Nutzung. Denn hier werden nur die Daten, die wirklich in der LUN liegen, in die komplette Kapazitäten-Auslastung eingerechnet werden. Diese Methode behandelt den gesamten Festplatten-Platz als einen Pool, der allen LUNs zur Verfügung steht. Somit lässt sich die Kapazität des SAN besser nutzen, was wiederum Geld spart.

Deduplizierung auf Block-Ebene

Deduplizierung auf Block-Ebene ist eine Technologie, die nicht unmittelbar die VM-Performance über die LUN-Konfiguration verbessert. Allerdings lassen sich damit gleiche Daten nur einmal auf einer physischen Festplatte speichern. Große virtuelle Infrastrukturen sparen somit möglicherweise etliche TByte an Daten, da VM-Workloads oftmals Ähnlichkeiten aufweisen, und virtuelle Festplatten mit fixer Größe oft freie Kapazitäten haben.

Was bedeutet das nun alles? Für optimale VM-Performance und Kosten-Einsparungen verwenden Sie am besten einen gesunden Mix aus den oben erwähnten Methoden. Ideal wären die besten Ressourcen und optimale LUN-Konfiguration. Praktikabel oder notwendig ist diese Herangehensweise für die Mehrheit der virtuellen Infrastrukturen nicht.

Im zweiten Teil dieses Tipps stellen wir Leitfäden zur Verfügung, wie viele virtuelle Maschinen Sie auf ein LUN packen sollten. Das basiert auf der hier empfohlenen LUN-Konfiguration und der Größe Ihrer Infrastruktur.

Artikel wurde zuletzt im Mai 2011 aktualisiert

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