Тесты производительности Hyper-V (SharePoint Foundation 2010)

 

Применимо к: SharePoint Foundation 2010

Последнее изменение раздела: 2016-11-30

В этой статье описываются результаты тестирования производительности Microsoft SharePoint Foundation 2010 в виртуализованной компьютерной среде, в которой используется Технология Windows Server 2008 Hyper-V.

Содержание:

• Цели и описание тестов

• Аппаратная платформа

• Программная платформа

• Топология тестовой фермы

• Методика тестирования

• Результаты тестов

• Заключения и рекомендации

Цели и описание тестов

Помимо глобальной цели, заключающейся в определении производительности Microsoft SharePoint Foundation при виртуализации в среде Hyper-V, тестирование призвано выявить следующие моменты:

• Проблемы производительности.

• Производительность повышается при виртуализации серверов, на которых выполняется SharePoint Foundation, на несущих серверах, поддерживающих новые технологии, такие как Hyper-Threading (HT) и преобразование адресов второго уровня (Second Level Address Translation, SLAT).

• Проблемы и ограничения, которые следует учитывать при виртуализации SharePoint Foundation 2010.

Для целей тестирования предназначены следующие четыре группы тестов, описанные в этой статье:

• Сравнение производительности виртуальной машины и физического компьютера

  Эти тесты показывают результаты производительности при применении одинаковой нагрузки к физическому компьютеру и виртуальной машине.

• Увеличение памяти виртуальной машины

  Эти тесты показывают изменение производительности при увеличении объема выделенной памяти на виртуальной машине.

• Горизонтальное масштабирование одного узла

  Эти тесты показывают изменение производительности при увеличении числа виртуальных машин, развертываемых на одном узле.

• Горизонтальное масштабирование виртуальной машины

  Эти тесты показывают изменение производительности при увеличении числа виртуальных машин на одном или нескольких узлах.

Важно!

При интерпретации результатов перечисленных выше тестов и применении их к вашей среде помните, что наши тесты проводились на специфическом оборудовании с использованием специфической топологии фермы и специфической рабочей нагрузкой.

Аппаратная платформа

В большинстве тестов использовались два комплекта оборудования Hewlett Packard (HP) для размещения виртуальных машин:

• HP BL680c-G5 (blade-сервер)

• HP ProLiant SE326M1 (сервер Mach 1)

Тестирование blade-сервера выполнялось в интересах тех заказчиков, которые склоняются к переориентированию существующей серверной технологии на размещение виртуальных машин, вместо того чтобы покупать новые серверы.

Сервер Mach 1 использовался для демонстрации характеристик производительности набора микросхем Intel, поддерживающих технологию Intel Hyper-Threading (HT). Набор микросхем Mach 1 поддерживает также технологию Intel VT Extended Page Tables (NPT), которую может использовать Windows Server 2008 R2 Hyper-V для реализации преобразования адресов второго уровня (SLAT). Дополнительные сведения см. в статье о новых возможностях Hyper-V в Windows Server 2008 R2 (https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=155234&clcid=0x419).

Blade-серверы HP

В приведенной ниже таблице содержится краткий обзор оборудования, которое использовалось при тестировании SharePoint Foundation на blade-серверах HP.

Количество	Производитель и модель	Роль	ЦП	Память	Сетевой адаптер	Хранилище
4	HP BL680c-G5	Сервер базы данных SQL Server, узел Hyper-V, физический сервер	Intel X7450 с 24 ядрами, ЦП 2,24 ГГц	128 ГБ	Двойной GbE	SAN
8	Dell PE R710	Контроллер рабочей нагрузки, клиент рабочей нагрузки, контроллер виртуального домена	Intel X5550 с 8 ядрами, ЦП 2,66 ГГц	72 ГБ	Двойной GbE	SAS (несколько уровней RAID)
1	F5 BigIP 6800	Балансировка нагрузки

Серверы HP Mach 1

В приведенной ниже таблице содержится краткий обзор оборудования, которое использовалось при тестировании SharePoint Foundation на серверах HP Mach 1.

Количество	Производитель и модель	Роль	ЦП	Память	Сетевой адаптер	Хранилище
5	HP ProLiant SE326M1	Сервер базы данных SQL Server, узел Hyper-V, контроллер виртуального домена, физический сервер	Intel L5520 с 8 ядрами, ЦП 2,26 ГГц, с поддержкой HT	48 ГБ	Двойной GbE	SAS (RAID 10)
5	HP ProLiant DL 380 G5	Контроллер рабочей нагрузки, клиент рабочей нагрузки	Intel 5150 с 4 ядрами, ЦП 2,66 ГГц	32 ГБ	Двойной GbE	SAS (RAID 10)
1	F5 BigIP	Балансировка нагрузки

Программная платформа

Для тестирования производительности использовались 64-разрядные версии следующих продуктов:

• Windows Server 2008 R2 Enterprise

• SQL Server 2008 R2 Enterprise

• Microsoft SharePoint Foundation 2010

• Microsoft Visual Studio 2008 Team System (VSTS)

• Microsoft Visual Studio Team System 2008 Test Edition

Топология тестовой фермы

В обоих вариантах серверного оборудования HP использовалась одинаковая трехуровневая топология фермы. Эта топология поддерживает следующие основные роли Microsoft SharePoint Foundation: интерфейсные веб-серверы, сервер приложений и сервер базы данных.

Примечание

База данных размещалась на физическом сервере для всех тестов.

Методика тестирования

В подборку тестов, полученную на основании схемы использования, определенной для внутренних серверов SharePoint Foundation Майкрософт, входят следующие задачи:

• Создание, использование, обновление и удаление

• Представления страниц, такие как представления списков и библиотеки документов

• Представления Word, Excel и PowerPoint в браузере с использованием Microsoft Office Web Apps

• Смоделированный трафик между сервером и полнофункциональными клиентами, такими как Microsoft Word 2010, Microsoft Excel 2010 и Microsoft PowerPoint 2010 в качестве приложения

Перечисленные выше задачи были протестированы с помощью 84 отдельных действий в диапазоне от 0,02 % до 80 % тестовой подборки. Пошаговые нагрузки (от 1 до 10) применялись для различных групп тестов и ряда смоделированных пользователей в диапазоне от 1 до 1000 на основе модели "подключение на каждого пользователя".

После 10-минутного периода прогрева в течение 10 минут выполнялись тесты со сбором данных каждые 10 секунд.

Для каждой из четырех групп тестов использовались два ключевых показателя эффективности: максимальное число переданных запросов в секунду (максимум переданных RPS) и время, затраченное на каждый запрос и выраженное в миллисекундах.

Результаты тестов

Результаты нашего тестирования относятся к конкретному, описанному выше оборудованию и рабочей нагрузке и не являются показателем производительности во всех возможных случаях. Результаты тестирования показывают потенциальные недостатки решения о виртуализации конфигурации SharePoint Foundation 2010 с применением конкретной схемы использования. Важно интерпретировать результаты наших тестов в контексте вашей инфраструктуры и вашей реализации SharePoint Foundation.

Сравнение производительности виртуальной машины и физического компьютера

Эти тесты показывают результаты производительности при применении одинаковой нагрузки к физическому компьютеру и ряду виртуальных машин.

Перед этой группой тестов стоят следующие задачи:

• Определить повышение или понижение производительности при виртуализации сервера

• Определить виртуальную конфигурацию, необходимую для достижения уровня производительности физического компьютера

• Определить объем дополнительных ресурсов или степень снижения производительности при тестировании рабочей нагрузки, применяемой к физическому серверу, на виртуальной машине.

blade-сервер HP

Физический сервер используется в качестве интерфейсного веб-сервера с 24 ядрами и 24 576 МБ памяти. Для виртуальной среды используется шесть виртуальных машин в качестве веб-серверов на двух узлах. У каждой виртуальной машины имеется четыре виртуальных процессора и 15 000 МБ памяти.

Обратите внимание на следующие результаты на предыдущем графике:

• Максимальное число переданных запросов в секунду примерно на 20 % больше на физическом компьютере.

• Среднее время отклика (мс) примерно на 15 % меньше на физическом компьютере.

• Использование ресурсов ЦП (%) веб-сервера для виртуальных машин примерно на 9 % меньше, чем на физическом сервере.

Сервер HP Mach 1

Физический сервер используется как веб-сервер, имеющий восемь ядер и 49 152 МБ памяти. Для виртуальной среды используются четыре виртуальных машины в качестве веб-серверов на двух узлах. Каждая виртуальная машина имеет конфигурацию, описанную в следующем списке.

• Четыре виртуальных процессора

• 8192 МБ памяти

• Два тома, использующие файлы VHD фиксированного размера

На приведенном ниже рисунке показаны результаты производительности для виртуальных машин с включенной технологией Hyper-Threading (HT вкл.), виртуальных машин с выключенной технологией Hyper-Threading (HT выкл.) и физического компьютера.

Обратите внимание на следующие результаты на предыдущем графике:

• При включенной технологии Hyper-Threading (HT вкл.):

  • Максимальное число переданных запросов в секунду примерно на 18 % больше на физическом компьютере.

  • Среднее время отклика (мс) примерно на 15 % меньше на физическом компьютере.

  • Использование ресурсов ЦП (%) веб-сервера примерно на 46 % меньше, чем на виртуальной машине с включенной технологией Hyper-Threading, и примерно на 36 % меньше, чем на физическом компьютере.

• При выключенной технологии Hyper-Threading (HT выкл.):

  • Максимальное число переданных запросов в секунду примерно на 29 % больше на физическом компьютере.

  • Среднее время отклика (мс) примерно на 20 % меньше на физическом компьютере.

Увеличение памяти виртуальной машины

В этой группе тестов интерфейсные веб-серверы настраиваются на использование различных объемов памяти, чтобы определить влияние масштабирования памяти виртуальных машин на производительность. При тестировании используются четыре интерфейсных веб-сервера на двух несущих серверах (blade-сервер HP). Конфигурация каждой виртуальной машины предусматривает четыре виртуальных процессора и два тома с использованием транзитных дисков.

На приведенном ниже рисунке показаны среднее время отклика и число запросов в секунду для виртуальных машин с начальной конфигурацией 2048 МБ ОЗУ, которая затем увеличена до 15 000 МБ.

На приведенном ранее рисунке показано, что имеется очень небольшое различие в использовании ресурсов ЦП для узлов, SQL Server и агента VSTS.

С точки зрения масштабирования имеется минимальное повышение производительности при увеличении памяти с 2 до 4 ГБ. При выделении свыше 4 ГБ памяти на виртуальных машинах не происходит существенного повышения производительности для тестовой рабочей нагрузки.

Горизонтальное масштабирование одного узла

Тесты показывают, как отражается на производительности увеличение числа виртуальных машин на одном узле. Кроме того, тесты показывают влияние переподписки ядер узла на производительность.

blade-сервер HP

В тесте используется до восьми виртуальных машин, конфигурация каждой из которых описана в приведенном ниже списке.

• Четыре виртуальных процессора

• 15 000 МБ памяти

• Два тома, использующие транзитные диски

На приведенном ниже рисунке показано, что оптимальная пропускная способность достигается при использовании шести интерфейсных веб-серверов с соотношением логических процессоров к виртуальным 1:1. Если добавить еще виртуальные машины, производительность снижается. Единственной замеченной потенциальной проблемой является конфликт ЦП в случае переподписки ЦП.

Подборка тестов, используемая на blade-серверах HP, затем дважды выполнялась на серверах Mach 1. При первом выполнении технология Hyper-Threading была включена, при втором — выключена.

Сервер HP Mach 1

В тесте используется до четырех виртуальных машин, конфигурация каждой из которых описана в следующем списке.

• Четыре виртуальных процессора

• 8192 МБ памяти

• Два тома, использующие файлы VHD фиксированного размера

На приведенном ниже рисунке показаны результаты производительности при включенной на узле технологии Hyper-Threading.

На приведенном ниже рисунке показаны результаты производительности при выключенной технологии Hyper-Threading.

Два представленных выше рисунка показывают, что нет необходимости в переподписке ЦП узла, поскольку существенного повышения или понижения производительности не происходит.

Еще одним ключевым результатом этих тестов является увеличение вычислительного резерва, на которое указывает "загрузка логического ЦП компьютера веб-сервера". Сравнивая это значение на обоих графиках, можно видеть, что значение вычислительной мощности колеблется в диапазоне от 10 до 25 % в зависимости от уровня переподписки ЦП.

Горизонтальное масштабирование виртуальной машины

Эта группа тестов показывает, как меняется производительность при уменьшении числа виртуальных машин на узлах и определении узких мест. Кроме того, роли виртуальных машин комбинируются, чтобы определить влияние на производительность.

В тесте используется ряд несущих серверов (от 2 до 3) и ряд виртуальных машин (от 6 до 12), развернутых на узлах. Конфигурация каждой виртуальной машины описана в приведенном ниже списке.

• Два виртуальных процессора

• 15 000 МБ памяти

• Два тома, использующие транзитные диски

На приведенном ниже рисунке показана производительность при уменьшении числа виртуальных машин.

Обратите внимание на следующие результаты на показанных выше рисунках:

• Когда виртуальные машины имеют выделенные роли, производительность заметно повышается при увеличении числа узлов и числа виртуальных машин до трех узлов с 12 виртуальными машинами. Если использовать в качестве критерия оценки максимальное число переданных запросов в секунду, производительность улучшается примерно в 2,5 раза. Однако показатель среднего времени отклика на запрос ухудшается, на что указывает увеличение времени ответа примерно на 26 %.

• При комбинировании ролей виртуальных машин и использовании одинакового числа узлов и виртуальных машин максимальное число переданных запросов в секунду увеличивается примерно на 31 %. Кроме того, показатель среднего времени отклика (мс) улучшается, на что указывает уменьшение времени ответа примерно на 25 %. Обычно на сервере приложений максимальная нагрузка ниже, что позволяет Hyper-V использовать дополнительные ресурсы для других виртуальных машин, работающих на узле.

В качестве дополнительного наблюдения отмечено значительное увеличение использования ресурсов ЦП SQL Server при выполнении тестов с комбинированными ролями виртуальных машин. Это увеличение составило примерно 35 %.

Сервер HP Mach 1

В тесте используется ряд несущих серверов (от 2 до 4) и ряд виртуальных машин (от 3 до 9), развернутых на узлах. Конфигурация каждой виртуальной машины описана в приведенном ниже списке.

• Четыре виртуальных процессора

• 8192 МБ памяти

• Два тома, использующие файлы VHD фиксированного размера

На приведенном ниже рисунке показана производительность при включенной на узле технологии Hyper-Threading.

Обратите внимание на следующие результаты на этом рисунке:

• Когда виртуальные машины имеют выделенные роли, производительность заметно повышается при увеличении числа узлов и числа виртуальных машин до трех узлов с шестью виртуальными машинами. Если использовать в качестве критерия оценки максимальное число переданных запросов в секунду, производительность улучшается примерно на 42 %, а среднее время отклика на запрос ухудшается примерно на 21 %.

• При последующем увеличении числа узлов и числа виртуальных машин до четырех узлов и девяти виртуальных машин максимальное число переданных запросов в секунду увеличивается примерно на 57 % по сравнению с конфигурацией, включающей три узла и шесть виртуальных машин. По сравнению с blade-серверами HP среднее время отклика (мс) только увеличивается примерно на 4 %.

• Использование ресурсов ЦП SQL Server (%) меняется по той же схеме, что и на blade-серверах HP, увеличиваясь линейно до 41 %.

Заключения и рекомендации

В приведенной ниже таблице резюмируются заключения, сделанные по результатам наших тестов, выполнявшихся для специфической рабочей нагрузки, на основе использовавшегося оборудования и виртуальных машин.

Группы тестов	Несущее оборудование	Заключения
Сравнение производительности виртуальной машины и физического компьютера	blade-сервер HP	Рост производительности на физическом компьютере составляет 15 % (число запросов в секунду) и 42 % (время ответа на запрос).
	Сервер HP Mach 1	Рост производительности на физическом компьютере составляет примерно 15 % (число запросов в секунду) и 18 % (время ответа на запрос).
Увеличение памяти виртуальной машины	blade-сервер HP	Выделение для виртуальной машины дополнительной памяти свыше 4 ГБ не дает преимущества.
Горизонтальное масштабирование одного узла	blade-сервер HP	Соотношение логических процессоров к виртуальным 1:1 обеспечивает максимальную пропускную способность. Переподписка ЦП ухудшает производительность.
	Сервер HP Mach 1	Это оборудование может поддерживать переподписку ЦП без особого ущерба для производительности. Объем вычислительного резерва определяется уровнем переподписки ЦП.
Горизонтальное масштабирование виртуальной машины	blade-сервер HP	Microsoft SharePoint Foundation 2010 масштабируется линейно, как минимум, до трех узлов и 12 виртуальных интерфейсных веб-серверов. Максимальная пропускная способность достигается комбинированием ролей Microsoft SharePoint Foundation на каждом хосте.
	Сервер HP Mach 1	Microsoft SharePoint Foundation 2010 масштабируется линейно, как минимум, до четырех узлов и девяти виртуальных интерфейсных веб-серверов.

В нашей тестовой среде наблюдалось ухудшение производительности при виртуализации ролей SharePoint Foundation. Это ухудшение является результатом дополнительных издержек Hyper-V, а также дополнительных издержек операционной системы на каждой виртуальной машине.

Объем издержек виртуализации и снижение производительности (относительно физического компьютера с аналогичной конфигурацией) зависит от размера (например, объема памяти и количества ядер) и возможностей набора микросхем несущего оборудования (например, поддержки технологии преобразования адресов второго уровня и технологии Hyper-Threading).

Вы должны четко представить себе, какие показатели надеетесь увеличить за счет виртуализации всей фермы SharePoint или ее части. После принятия решения о виртуализации необходимо провести тщательное планирование и тестирование, чтобы понять все варианты изменения производительности и возможные последствия.

Можете использовать результаты тестов, описанные в этой статье, в качестве руководства. Однако помните, что эти результаты не являются универсальными, они получены для конкретной рабочей нагрузки в конкретной физической среде.