Hyper-V のシステムリソースコスト

2023-07-21

Hyper-V でのゲストオペレーティングシステムの実行に関連するシステムリソースコスト

他のサーバー仮想化ソフトウェアと同様に、Hyper-V 上で実行されているゲストオペレーティングシステムをサポートするために必要な仮想化コードの実行に関連する一定のオーバーヘッドがあります。次の一覧は、Hyper-V 仮想マシンでゲストオペレーティングシステムを実行するときの特定のリソースに関連するオーバーヘッドをまとめたものです。

CPU オーバーヘッド

Hyper-V 仮想マシンでのゲストオペレーティングシステムの実行に関連する CPU オーバーヘッドの範囲は 9 ~ 12% でした。たとえば、Hyper-V 仮想マシンで実行されているゲストオペレーティングシステムでは、通常、物理ハードウェアで実行されている同等のオペレーティングシステムで使用できる CPU リソースの 88 から 91% を使用できます。

メモリオーバーヘッド

Hyper-V ホストコンピューターの場合、Hyper-V 仮想マシンでのゲストオペレーティングシステムの実行に関連するメモリコストは、ハイパーバイザーの場合は約 300 MB、各仮想マシンに割り当てられた最初の GB の RAM には 32 MB、各仮想マシンに割り当てられた追加の RAM ごとにさらに 8 MB であることが確認されました。 Hyper-V 仮想マシンで実行されているゲストオペレーティングシステムにメモリを割り当てる方法の詳細については、「チェックリスト: Hyper-V でのパフォーマンスの最適化」の「メモリパフォーマンスの最適化」セクションを参照してください。

ネットワークオーバーヘッド

Hyper-V 仮想マシンでのゲストオペレーティングシステムの実行に起因するネットワーク待機時間は 1 ミリ秒未満であることが確認され、ゲストオペレーティングシステムでは通常、ネットワーク出力キューの長さが 1 未満に維持されていました。ネットワーク出力キューの長さの測定の詳細については、「チェックリスト: Hyper-V でのパフォーマンスの測定」の「ネットワークパフォーマンスの測定」セクションを参照してください。

ディスクのオーバーヘッド

Hyper-V でパススルーディスク機能を使用する場合、Hyper-V 仮想マシンでのゲストオペレーティングシステムの実行に関連するディスク I/O オーバーヘッドの範囲は 6 ~ 8 % でした。たとえば、Hyper-V で実行されているゲストオペレーティングシステムでは、通常、オープンソースディスクパフォーマンスベンチマークツール IOMeter によって測定された物理ハードウェアで実行されている同等のオペレーティングシステムで使用できるディスク I/O の 92 から 94% を使用できます。

パフォーマンスモニターを使用した Hyper-V ホストまたはゲストオペレーティングシステムでのディスク待機時間の測定については、「チェックリスト: Hyper-V でのパフォーマンスの測定」の「ディスク I/O パフォーマンスの測定」セクションを参照してください。

このセクションの残りの部分では、BizTalk Serverディスクのパフォーマンスに関する背景情報を提供し、使用されるテスト構成パラメーターについて説明し、取得したテスト結果の概要を示します。

Hyper-V でBizTalk Server ソリューションを実行するときのディスクパフォーマンス

BizTalk Serverはデータベースを集中的に使用するアプリケーションであり、SQL Serverで最大 13 個のデータベースを作成する必要がある場合があります。 BizTalk Serverは、高い頻度でディスクにデータを保持し、さらに MSDTC トランザクションのコンテキスト内で保持します。そのため、データベースのパフォーマンスは、BizTalk Server ソリューションの全体的なパフォーマンスに最も重要です。 Hyper-V には、合成 SCSI コントローラーと IDE フィルタードライバーが用意されており、どちらも、仮想サーバー 2005 で提供されるなど、エミュレートされた IDE デバイスを使用する場合よりも大きなパフォーマンス上の利点を提供します。

SCSI コントローラーを使用して、データボリュームのディスクを構成します。これにより、HYPER-V 統合サービスがインストールされている場合にのみ SCSI コントローラーをインストールできるのに対し、エミュレートされた IDE コントローラーは Hyper-V 統合サービスをインストールせずに使用できるため、統合サービスが確実にインストールされます。 SCSI コントローラーまたは統合サービスで提供される IDE フィルタードライバーのいずれかを使用して実行されるディスク I/O は、エミュレートされた IDE コントローラーで提供されるディスク I/O パフォーマンスよりも大幅に優れています。そのため、Hyper-V 仮想化環境のデータファイルに最適なディスク I/O パフォーマンスを確保するには、ホストオペレーティングシステムとゲストオペレーティングシステムの両方に統合サービスをインストールし、合成 SCSI コントローラーを使用してデータボリュームのディスクを構成します。複数のデータドライブにまたがる集中的なストレージ I/O ワークロードの場合は、全体的なパフォーマンスを向上させるために、各 VHD を個別の合成 SCSI コントローラーに接続する必要があります。さらに、各 VHD は個別の物理ディスクまたは LUN に格納する必要があります。

パススルーディスクのパフォーマンスの測定

統合の演習では、使用可能なリソースを最大限に活用することが重要です。前に説明したように、SQL データボリュームのストレージ I/O は、BizTalk Server ソリューションの全体的なパフォーマンスに大きな役割を果たします。そのため、このガイダンスの一環として、Hyper-V のパススルーディスクのパフォーマンスに対する物理ディスクの相対的なパフォーマンスがテストされました。 Physical_SQL01とVirtual_SQL01の MessageBox データドライブの相対的なパフォーマンスは、もともと Intel Corporation によって開発され、現在はオープンソース開発ラボ (OSDL) によって維持されている IOMeter オープンソースツールを使用して測定されました。 IOMeter の詳細については、「」を参照してください https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=122412。

次の表では、テスト環境で使用される物理ハードウェアと仮想ハードウェアの構成、使用された IOMeter 構成オプション、実行されたテストの説明、結果の概要について説明します。

テストに使用される構成

Physical_SQL01

パラメーター	値
Model	HP DL580
プロセッサ	クアッドプロセッサ、Quad-core Intel Xeon 2.4Ghz
メモリ	8 GB
ネットワーク	HP NC3T3i 多機能ギガビットサーバーアダプター
SAN の構成	直接接続された SAN ストレージ (以下の表を参照)

Physical_SQL01 – SAN 構成

ドライブ文字	説明	LUN サイズ	RAID 構成
G:	Data_Sys	10	RAID 0 + 1
H:	Logs_Sys	10	RAID 0 + 1
I:	Data_TempDb	50	RAID 0 + 1
J:	Logs_TempDb	50	RAID 0 + 1
K:	Data_BtsMsgBox	300	RAID 0 + 1
L:	Logs_BtsMsgBox	100	RAID 0 + 1
M:	MSDTC	5	RAID 0 + 1

Hyper-V_Host_SQL01

パラメーター	値
Model	HP DL580
プロセッサ	クアッドプロセッサ、Quad-core Intel Xeon 2.4Ghz
メモリ	32 GB
ネットワーク	Broadcom BCM5708C NetXtreme II GigEHP DL380 G5

Virtual_SQL01 - 仮想マシンの構成

パラメーター	値
仮想プロセッサの数	4 割り当て済み
メモリ	8 GB
ネットワーク	次に接続されている仮想マシンネットワーク: Broadcom BCM5708C NetXtreme II GigE
ハードディスクの構成	IDE コントローラー – オペレーティングシステム用の 30 GB 固定 vhd SCSI コントローラー - 7 つの直接接続されたパススルー SAN LUN (下の表を参照)

Virtual_SQL01 – SAN 構成

ドライブ文字	説明	LUN サイズ	RAID 構成
G:	Data_Sys	10	RAID 0 + 1
H:	Logs_Sys	10	RAID 0 + 1
I:	Data_TempDb	50	RAID 0 + 1
J:	Logs_TempDb	50	RAID 0 + 1
K:	Data_BtsMsgBox	300	RAID 0 + 1
L:	Logs_BtsMsgBox	100	RAID 0 + 1
M:	MSDTC	5	RAID 0 + 1

IOMeter の構成

IOMeter ツールは、アプリケーションの読み取り/書き込みパフォーマンスをレプリケートすることで、ベンチマークおよびトラブルシューティングツールとして使用できます。 IOMeter は、さまざまな種類のパフォーマンスをシミュレートするために使用できる構成可能なツールです。このテストシナリオでは、IOMeter 構成パラメーターは、次の表に示すように、テストされた物理SQL Server コンピューターと、Hyper-V 仮想マシンでSQL Server実行されていたゲストオペレーティングシステムの両方で設定されています。

IOMeter – パススルーディスク比較テストの構成

パラメーター	値
テストの長さ	10 分
時間の増加	30 秒
ワーカーの数	4
転送要求のサイズ	2 KB
読み取り/書き込みディストリビューション	66% の読み取り、33% の書き込み
バースト長	1 I/O
ターゲットドライブ	K：\

テストの説明

SQL Server サービスは、ディスクに対して I/O を実行する唯一のプロセスが IOMeter であることを確認するために、両方のサーバーで停止されました。このテストで使用された LUN はどちらも、このラボ環境専用の同じ SAN に配置されていました。テスト中に SAN に対して他の I/O アクティビティは実行されず、結果が歪んでいないことを確認しました。その後、各SQL Serverから IOMeter ツールをローカルで実行してテストを実行し、次のパフォーマンスモニターカウンターを収集しました。

Virtual_SQL01とPhysical_SQL01の両方から収集されます。

\LogicalDisk(*)\*
\PhysicalDisk(*)\*

仮想マシン Hyper-V_02 から収集されます。
\Hyper-V 仮想記憶域デバイス\*

結果

パススルーディスクは、Physical_SQL01に直接接続されている SAN LUN のスループットの 90% 以上を達成できました。 1 秒あたりの合計、読み取り、書き込み I/O はすべて、1 秒あたりの転送合計 MB と同じ 10% 以内でした。正常なディスクの応答時間は、読み取りと書き込みの場合は 1 から 15 ミリ秒の間である必要があります。両方のディスクで平均 I/O 応答時間が 4 ミリ秒未満でした。ランダム読み取りの応答時間は、物理ディスクでは 5.4 ミリ秒、パススルーディスクでは 5.7 ミリ秒でした。書き込み応答時間は、物理環境と仮想環境の両方で 0.5 ミリ秒未満でした。

この結果は、対応する SCSI コントローラーを使用するパススルーディスクが、直接接続された物理ディスクのパフォーマンスの 90% 以上を提供できることを示しています。 I/O サブシステムのパフォーマンスは、優れたスループットと応答時間を提供することで、効率的なBizTalk Server操作に不可欠です。Hyper-V は、BizTalk Server環境を統合するための優れた候補です。次の表は、パススルーディスクと物理ディスクのパフォーマンスを比較するときに観察されるディスクテスト結果の概要を示しています。

Measurement	Physical_SQL01 (物理ディスク)	Virtual_SQL01 (パススルー)	物理ディスクに対するパススルーディスクの相対的なパフォーマンス
1 秒あたりの I/O の合計	269.73	250.47	92.86%
1 秒あたりの I/O の読み取り	180.73	167.60	92.74%
1 秒あたりの I/O の書き込み	89.00	82.87	93.11%
1 秒あたりの合計 MB 数	0.53	0.49	92.45%
平均読み取り応答時間 (ミリ秒)	5.4066	5.7797	93.54%
平均書き込み応答時間 (ミリ秒)	0.2544	0.3716	68.42% 注: 平均書き込み応答時間のパススルーディスクの相対的なパフォーマンスは物理ディスクのパフォーマンスの 68.42% でしたが、パススルーディスクの平均書き込み応答時間は、まだ 10 ミリ秒の確立された許容制限内にありました。
平均 I/O 応答時間 (ミリ秒)	3.7066	3.9904	93.89%

Note

パススルーディスクの値を対応する物理ディスク値で割って、1 秒あたりの合計 I/O、1 秒あたりの読み取り I/O、1 秒あたりの書き込み I/O、および 1 秒あたりの合計 MB のパーセンテージ値を計算しました。

平均読み取り応答時間 (ms)、平均書き込み応答時間 (ms)、および平均 I/O 応答時間 (ms) のパーセンテージ値は、物理ディスクの値を対応するパススルーディスク値で割って計算しました。

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