hyper-v服务器虚拟化及高级管理之宿主机架构和估算指南

1、宿主机架构和估算指南服务器虚拟化及高级管理读者对象客户2008年6月12日，星期四Version .1 草稿编写David Ziembicki高级顾问撰稿文档撰稿修订和签收表修改记录日期作者版本修改范围.1草稿初步审阅/讨论审阅姓名版本核准职位日期目录1概述12Windows Server 2008和Hyper-V系统需求23宿主机架构形式33.1Hyper-V单一宿主机服务器架构33.2Hyper-V双节点宿主机集群33.3Hyper-V宿主机服务器场44宿主机存储架构64.1存储连接性64.1.1直接附加存储64.1.2iSCSI存储区域网络64.1

2、.3光纤通道存储区域网络64.2驱动器类型74.2.1SCSI74.2.2SATA74.2.3SAS74.2.4光纤通道74.3磁盘冗余架构84.3.1RAID 184.3.2RAID 584.3.3RAID 1+0（RAID 10）84.4存储控制器架构84.4.1磁盘控制器或HBA接口94.4.2控制器缓存94.4.3控制器通道95宿主机服务器架构115.1系统架构115.1.1标准机架式服务器115.1.2刀片式服务器115.1.3大型SMP服务器125.2处理器架构125.3内存架构135.4网络架构135.5主机总线适配器架构145.6操作系统架构145.6.1操作系统版本145.6

3、.2卷和分区155.7Hyper-V架构165.7.1虚拟机客户机165.7.2虚拟机存储175.7.3虚拟网络236宿主机估算方法266.1整合候选工作负载分析266.2选择宿主机服务器架构形式266.2.1分支机构宿主机服务器架构276.2.2地区办事处宿主机服务器架构286.2.3总部/数据中心宿主机服务器架构306.3定义客户机硬件配置文件326.4宿主机和客户机服务器架构的基准测量346.5宿主机服务器所需计算346.5.1服务器整合总资源需求346.5.2宿主机服务器资源351 概述SVAM宿主机架构和估算指南概述了在为服务器整合而设计宿主机服务器架构时必须要考虑的设计、硬件、软件

4、和支持问题。宿主机服务器是一个动态、虚拟架构中的关键组成之一，运行带有Hyper-V的Windows Server 2008的宿主机服务器，为运行虚拟客户机提供了基础，也为虚拟客户机和System Center Virtual Machine Manager之间提供了管理接口。本指南将概述最小系统需求，所支持的操作系统，宿主机服务器架构形式，存储设计和服务器设计所需要考虑的问题，详细描述了宿主机服务器的设计和估算方法，并介绍了一套服务器参考架构。服务器架构参考旨在成为设计过程的起点，并为最终设计方案提供基础。2 Windows Server 2008和Hyper-V系统需求本节概述了Virtu

5、al Server 2005 R2 SP1所支持的操作系统和最小系统需求，文档的后续章节提供了详细指导和推荐配置。本节概述了运行Hyper-V角色的Windows Server 2008所支持的操作系统和最小系统需求，文档的后续章节提供了详细的安装和配置过程说明。所支持的宿主机操作系统： 内含Hyper-V的Windows Server 2008 x64标准版本 内含Hyper-V的Windows Server 2008 x64企业版本 内含Hyper-V的Windows Server 2008 x64数据中心版本Intel处理器需求： x64处理器架构 支持硬件执行禁用（Hardware E

6、xecute Disable） Intel VT硬件虚拟化AMD处理器需求： x64处理器架构 支持硬件执行禁用 AMD-V硬件虚拟化最小CPU速度：1.4 GHz（参见SVAM宿主机架构和估算指南中的建议）内存：最小512 MB内存（参见SVAM宿主机架构和估算指南中的建议）需要可用磁盘空间：10 GB可用磁盘空间（参见SVAM宿主机架构和估算指南中的建议）注意大于16 GB内存的计算机将需要更多用于页面和转储文件的磁盘空间。3 宿主机架构形式3.1 Hyper-V单一宿主机服务器架构单一宿主机服务器架构形式如下图示意。该架构包含一个单一宿主机服务器，运行内含Hyper-V的Windows

7、Server 2008操作系统，在其上运行多个虚拟机客户机。这种形式虽然实现了服务器整合，但是不提供高可用性，由于宿主机服务器属于一个单一故障点，在宿主机服务器需要维护或重启时，要求虚拟机客户机处于“保存状态”或“关闭”，因此这种形式适用于测试和开发环境，以及可以接受以上所提到的停机限制的小型分支机构。3.2 Hyper-V双节点宿主机集群双节点宿主机集群架构形式如下图示意。该架构包含双节点Windows Server 2008集群，使用共享存储，如iSCSI或光纤通道存储区域网络（SAN）和存储阵列。集群的每个节点运行内含Hyper-V的Windows Server 2008，虚拟机客户机由

8、配置文件和存储在SAN上的虚拟硬盘文件组成，虚拟机能够运行在集群的任一节点上，如果一个节点出现故障或进行计划中的脱机维护，虚拟机将能在第二个节点上恢复运行。双节点宿主机集群形式为整合工作负载提供了显著增加的总体可用性，并降低了在单一虚拟服务器宿主机上进行大量服务器整合的风险。3.3 Hyper-V宿主机服务器场宿主机服务器场架构形式如下图示意。该架构包含多个节点的Windows Server 2008集群，使用共享存储系统，如iSCSI或光纤通道存储区域网络（SAN）和存储阵列。集群的每个节点运行内含Hyper-V的Windows Server 2008，单一集群最多支持16个节点。与双节点形

9、式类似，在多节点形式中的每个活动节点上运行虚拟机，如果一个节点出现故障或进行计划中的脱机维护，即开始启动集群容错。虚拟机客户机将能在剩下的节点上恢复运行。宿主机服务器场形式相比双节点形式提供了更高的可用性，以及对硬件的更好利用，因为能有一个单一物理主机作为一个被动节点，供最多15个活动节点使用。对于多节点集群，需要认真进行容量规划。多节点集群容量规划的关键是确保被动节点能足以支持使用最多的活动节点上的全部工作。如果需要应对两个活动节点的容错，则被动节点必须能支持使用最多的两个活动节点上的全部工作。建议的方式是每个节点采用同样的物理配置，并在每个节点分配同样的工作负载，从而满足上述的规则。4 宿

10、主机存储架构宿主机服务器架构的存储利用设计对于宿主机和客户机性能会有重要的影响。影响存储性能的因素很复杂，需要综合考虑驱动器、接口、控制器、缓存、协议、SAN、HBA、驱动程序和操作系统。存储架构的整体性能通常使用最大吞吐量、每秒最大IO操作（IOPS）和延迟或响应时间来衡量，虽然这三个指标每个都很重要，但是IOPS和延迟是与服务器虚拟化最相关的因素。本节将概述对各种存储架构的考虑，并为每种整体架构形式提供建议。注意为了使每个虚拟机客户机能够在集群节点之间独立实现容错，在使用宿主机集群时，每个客户机必须置于各自的LUN。例如，有三个客户机，每个都具有单一的系统磁盘，将在宿主机集群上有三个可用的

11、LUN，从而使每个客户机拥有自己的LUN。如果将两个VHD文件置于同一个LUN，在启动容错时，这两个客户机都将保存状态并同时进入容错（虽然能使用脚本进行实现，但是多个HA VM VHD文件位于同一个LUN是不受支持的场景）。本指南的第5章为大型宿主机集群提供了关于存储选项和架构的详细指导，并且不必消耗每个集群上有限数量的驱动器符号。4.1 存储连接性宿主机服务器有三种方式能访问独立磁盘和存储阵列：直接附加存储、iSCSI存储区域网络和光纤通道存储区域网络。4.1.1 直接附加存储直接附加存储通常包含宿主机服务器自身的内部硬盘，或者是通过SCSI、SAS或eSATA直接连接到服务器专用存储阵列中

12、的磁盘，宿主机服务器使用内部SCSI、SAS或SATA控制器卡让服务器访问存储并激活各种RAID级别，独立服务器通常使用专门的存储阵列。4.1.2 iSCSI存储区域网络iSCSI是越来越流行的存储联网架构，使用TCP/IP之上的SCSI协议网络架构。iSCSI使用标准的以太网联网组件，如网卡、交换机和路由器，建立存储区域网络。通常iSCSI SAN的实施比传统的光纤通道SAN要便宜，iSCSI架构使用的存储阵列一般是被多个宿主机服务器共享的中小规模阵列。建议在单一宿主机服务器和双节点宿主机集群架构使用iSCSI存储区域网络，在这两种情况下，进行iSCSI连接建议使用冗余的、专用的千兆网卡。4

13、.1.3 光纤通道存储区域网络光纤通道存储区域网络为存储阵列提供了高速、低延迟的连接性。宿主机服务器使用主机总线适配器（HBA）通过交换机和引向器连接到光纤通道SAN。光纤通道SAN通常用于高中端存储阵列，并提供多种功能，如RAID、磁盘快照、多路径IO等等。建议直接附加存储或iSCSI SAN存储建议用于单一宿主机服务器架构形式。iSCSI或光纤通道SAN建议用于双节点宿主机集群形式。光纤通道SAN建议用于宿主机服务器场形式。考虑到性能和安全问题，强烈建议iSCSI SAN使用与局域网相独立的专用网卡和交换机。4.2 驱动器类型宿主机服务器所使用的硬盘类型或访问的存储阵列是整体存储架构性能的

14、最显著影响因素。硬盘的关键性能因素有接口架构（如U320 SCSI、SAS、SATA），驱动器转速（7200、10k、15k RPM）和毫秒级的平均延迟，其他因素，如驱动器缓存和原生命令队列（Native Command Queing，NCQ）这样的高级功能则可以提高性能。至于存储连接性，对于宿主机服务器估算和客户机性能来说，高IOPS和低延迟比最大持续吞吐量要更加重要，转换到选择驱动器时，就是要尽可能选择那些具有最高转速和最低延迟的驱动器。相比10k RPM的驱动器，使用15k RPM的驱动器在每个驱动器的IOPS上最大能多35%。以下信息可以用于评估成本/性能以获得折衷的选择。4.2.1

15、SCSISCSI驱动器正在迅速被SATA、SAS和光纤通道驱动器所取代，虽然现有宿主机服务器上使用的U320 SCSI驱动器能提供优异的性能特点，但是不建议在新的宿主机服务器架构中使用SCSI驱动器。4.2.2 SATASATA驱动器属于成本低性能高的存储选项，SATA驱动器可用的标准主要是1.5Gb/s和3.0Gb/s（SATA I和SATA II），转速7200 RPM，平均延迟时间约为4ms。少数SATA I驱动器的转速能达到10k RPM，平均延迟时间为2ms，能提供卓越的低成本存储解决方案。4.2.3 SASSAS驱动器通常比SATA驱动器要昂贵得多，但是在吞吐量和更重要的低延迟上能

16、提供更高的性能。SAS驱动器通常转速为10k或15k RPM，平均延迟时间为2到3ms。4.2.4 光纤通道光纤通道驱动器是最为昂贵的，一般和SAS驱动器具有类似的性能特点，但是使用不同的接口。选择光纤通道或SAS驱动器通常取决于存储阵列的选择。同SAS驱动器一样，光纤通道驱动器一般提供10k和15k RPM的转速，平均延迟时间也基本相同。建议虽然首选是10k或15k RPM转速的SAS驱动器，但是建议在单一宿主机服务器架构形式使用最小7200 RPM转速的SATA驱动器。15k RPM转速的SAS或光纤通道驱动器建议用于双节点宿主机集群和宿主机服务器场架构形式。如果使用光纤通道SAN，需要确

17、保交换机和引向器架构能够处理服务器整合所产生的大量的存储I/O。通常，由于在项目中要进行整合的服务器当前并没有连接到SAN，因此，现有的SAN设计可能并非能够满足处理宿主机服务器所产生的大量I/O负载的要求。4.3 磁盘冗余架构强烈建议在所有的Hyper-V宿主机存储中使用独立磁盘冗余阵列（RAID）。根据定义，Hyper-V宿主机运行和存储来自多个工作负载的数据，RAID对于在磁盘故障时能继续保证可用性不可或缺。此外，如果选择和配置正确，RAID阵列能够提供总体性能的改进。4.3.1 RAID 1RAID 1是磁盘镜像，即两个驱动器存储相同的信息，其中一个驱动器是另一个的镜像。对于每次磁盘操

18、作，系统必须在两个磁盘上写入相同的信息。由于双倍的写操作会降低系统性能，因此许多情况都采用全双工，即每个镜像驱动器具有自己的主机适配器。虽然镜像方式提供了很好的容错性，但是实施成本相对较高，因为只有一半的可用磁盘空间能用于存储，而另一半需要用于镜像。4.3.2 RAID 5RAID 5也被称为带奇偶校验的磁盘切分，是中小规模存储系统的主流策略。RAID 5将数据在阵列中的磁盘上切分成大数据块，并在RAID 5集合中的所有磁盘写入奇偶数据，通过奇偶信息提供数据冗余。数据和奇偶信息分布在磁盘阵列中，两种类型的信息总是位于不同的磁盘上。带奇偶校验的磁盘切分比磁盘镜像（RAID 1）能提供更好的性能。

19、不过，当一个数据切分成员丢失时，例如，在一块磁盘发生故障时，会引起读性能下降。由于比RAID 1更加有效地利用了磁盘空间，因此RAID 5的成本较低。4.3.3 RAID 1+0（RAID 10）这一级别也被称为带切分的镜像。RAID 1+0使用切分磁盘阵列，然后与另一组同样的切分磁盘阵列构成镜像。例如，使用5个磁盘能建立一个切分阵列，然后和另一组5个切分磁盘构成镜像。RAID 1+0利用带磁盘镜像冗余的磁盘切分提供了性能受益，比其他RAID级别具有最大的读-写性能，但是代价是要使用两倍的磁盘数量。高于RAID 10（1+0）的RAID级别能提供额外的容错或性能增强，这些级别通常用于专门的系统

20、，关于这些RAID系统类型的更多信息，请联系存储硬件供应商。建议RAID 1建议用于所有宿主机服务器架构形式的系统卷。RAID 1或RAID 1+0建议用于单一宿主机服务器架构形式的数据卷。RAID 1+0建议用于双节点和宿主机服务器场形式的数据卷。4.4 存储控制器架构存储控制器是SCSI这样的服务器插卡，或者是SAS控制器或中高端存储阵列的组件。存储控制器为磁盘驱动器和服务器或存储区域网络之间提供接口，影响存储控制器性能的设计因素包括接口或HBA类型，缓存数量和独立通道的数量。4.4.1 磁盘控制器或HBA接口磁盘控制器接口决定了能被使用的驱动器类型以及速度和存储I/O的延迟。下表概述了最

21、常用的磁盘控制器接口。架构吞吐量（理论最大值，兆字节/秒）iSCSI（千兆以太网）125 MB/s光纤通道（2 GFC）212.5 MB/sSATA（SATA II）300 MB/sSCSI（U320）320 MB/sSAS375 MB/s光纤通道（4 GFC）425 MB/s表1：磁盘控制器接口比较建议SATA II或SAS建议用于单一宿主机服务器架构形式，SAS为首选。iSCSI、2 GFC光纤通道或4 GFC光纤通道建议用于双节点宿主机集群架构形式。4 GFC光纤通道建议用于宿主机服务器场架构形式。4.4.2 控制器缓存通过在比物理磁盘I/O要快几个数量级的缓存内存中存储数据，在突发传输

22、或者经常访问相同数据时，存储控制器缓存能提高性能。建议当比较相似的存储控制器或选择存储控制器时，要选择那些缓存内存具有较高容量和速度的存储控制器。4.4.3 控制器通道存储控制器具有的内部和外部通道数量对于总体存储性能会有较大影响，尤其是在使用高级RAID阵列时，多个通道增加了能够执行同步读写IO操作（IOPS）的数量。建议为单一宿主机服务器架构形式至少使用双通道存储控制器，一个通道用于RAID 1系统分区，另一个通道用于RAID 1+0数据分区。为双节点和宿主机服务器场架构形式使用带多通道的多个控制器，根据存储设备供应商的最佳实践分配RAID 1+0镜像和跨多个通道的磁盘切分，以实现最大性能

23、。注意本节重点是对存储系统的考虑和建议，下一节将重点介绍对服务器的考虑，如处理器、内存和I/O。5 宿主机服务器架构宿主机服务器架构是虚拟化架构的关键组件，也是服务器整合比例和成本分析的重要变量。宿主机服务器处理大量整合服务器的工作负载的能力会提高整合比例并有助于提供满足需要的成本受益。本节将概述主要的宿主机服务器架构考虑，第7章将提供三种宿主机服务器的参考架构。由于有许多现成的优秀候选商品，微软在本节中并不会推荐特定的服务器供应商或型号，但是建议把重点放在主流的高端的Intel或AMD服务器商品上，挑选具有最佳性价比的宿主机服务器。“甜点（sweet spot，最佳击球点，这里引申为最佳选择

24、）”一般是在具有2到4个插座的服务器中，运行最高速度或次高速度的四核CPU处理器。5.1 系统架构宿主机服务器的系统架构是指对服务器硬件自身的一般分类，例如包括机架式服务器、刀片式服务器和大型对称多处理器服务器（SMP）。在选择系统架构时，首要考虑的原则是每个Virtual Server宿主机将运行包含多种负载的多个客户机。处理器、内存、存储和网络能力以及高速的I/O和低延迟都很关键，重要的是要保证这些分类中的每一个宿主机服务器能够提供所需要满足的处理能力。5.1.1 标准机架式服务器最常见的系统架构是标准机架式服务器。典型的是2U或4U的型号，这些服务器一般包含2到4个CPU插座，2到8个P

25、CI-E或PCI-X插槽，4到6个硬盘托架。由于其在2和4个插座服务器商品中的低成本，以及能通过增加网卡和HBA插槽提供与生俱来的可扩展性，机架式服务器是Hyper-V宿主机服务器的最佳选择。建议建议在任何宿主机服务器架构形式中使用基于Intel或AMD的机架式服务器。5.1.2 刀片式服务器随着对能力和服务器密度不断增加的需求，刀片式服务器在普及程度和能力上都获得了显著的提高。刀片式服务器架构是服务器制造商主要的研发领域，因此出现了大量突出的创新，但是其劣势是制造商之间所局限的标准和互操作性，在某些情况下，同一个制造商在更换刀片底盘架构时都会出现问题。在最初的几代刀片式服务器中，是以牺牲扩展

26、性以及所支持的网卡和HBA数量，换来了在处理器和空间密度上的受益。现在，刀片式架构中的每个刀片都包含8到16个内核，最多64GB内存，最重要的是，6个或更多的IO接口已经消除了许多之前在虚拟化中使用刀片式服务器架构存在的劣势。对于每个宿主机服务器用于支持一定数量的客户机所需的网络和存储I/O必须加以仔细考虑，以保证刀片上运行的每个宿主机服务器和刀片底盘自身能够提供支持。评估刀片式服务器系统架构时，必须考虑宿主机服务器架构。对于双节点和服务器场形式，需要为集群的心跳网络使用专门的网卡。如果规划了iSCSI存储系统，还需要额外的两个专用网卡，用于访问存储和冗余，最后，至少还要有两个专用网卡用于网络

27、I/O。每个宿主机需要的网卡数量要求能轻松扩展到4到6个或更多，这会经常超出许多刀片式服务器所支持的数量。警告微软不支持使用网卡联合软件，对这些第三方技术的支持必须由供应商提供。建议刀片式服务器建议用于各种形式的宿主机服务器架构，必须仔细分析网络和I/O需求，保证每个刀片服务器和刀片底盘自身能处理所需要的全部I/O。如果多个部门或业务集团需要使用专用的Hyper-V宿主机或小型宿主机分组，刀片式服务器也是出色的候选对象。5.1.3 大型SMP服务器在本文档中，大型SMP服务器被认为是那些具有8个或更多CPU插座的服务器，对于非常高端的应用，在64位硬件上的Windows Server 2008

28、数据中心版本能支持最多64个CPU插座和2TB内存，许多这种非常高端的服务器都包含一些高级功能，如硬件分区、热添加资源、热备用组件等等。这种硬件能力足以支持数百个虚拟机客户机。提示Hyper-V的RTM版本只支持最多16个核心的系统，由于在x64服务器市场中，两个和四个插座的服务器占据了95%以上的份额，因此这个限制重点是为了关注测试效果，并不意味着Hyper-V不能运行在大型SMP服务器上，只是说大型系统还没有经过产品组的测试，所以在发布初期不能提供支持。在提供优异的整合比例的同时，大型SMP服务器通常比之前讨论的2和4个插座的服务器更加昂贵。完整的主流32插座大型SMP服务器的费用能轻松超

29、过50万美元，而4插座的商品服务器只需要3万美元，实施8节点的4插座服务器集群差不多才是SMP服务器的一半花销。在一些情况下，一个大型SMP服务器或大型SMP服务器集群可能会适用，例如需要进行非常大量的服务器整合，企业具有运营大型“大型机”级别服务器的经验，或如果已经具有标准化的大型SMP硬件时，这些都是恰当的选择。建议只建议具有大型关键任务服务器运营经验或已经具有这种标准化平台的组织使用大型SMP服务器。5.2 处理器架构内含Hyper-V的Windows Server 2008操作系统需要使用Intel或AMD的x64处理器架构，并要求处理器支持硬件执行禁用和硬件虚拟化，如Intel VT

30、或AMD-V。Intel和AMD都提供适用于宿主机服务器的一系列处理器，两家之间的行业竞争非常激烈，彼此都会在某些时间在性能上超过对方，无论选择哪个制造商，许多性能特点都很重要。处理器内核的数量是重要的性能特点。Window Server 2008和Hyper-V能充分利用多核处理器，因此内核越多越好。处理器时钟速度也是重要的特性，即处理器中的所有内核所运转的速度，时钟速度之所以重要，是因为它们将是所有虚拟机客户机的时钟速度，这在整合比例中是重要的变量，因为会影响宿主机服务器能处理的客户机数量以及客户机将运行的速度。例如，在托管20个客户机的服务器上选择2GHz处理器而不是3GHz处理器，意味

31、着所有这些客户机都只能运行在2GHz。简而言之，服务器处理器架构的设计选择条件包括处理器类型和处理器缓存数量、内存控制器架构和总线/传输架构，关于这些因素的详细分析已经超出了本文档的范畴。建议所有Hyper-V宿主机服务器架构形式都需要x64处理器架构。如果购买新的服务器，我们建议与服务器供应商合作，以保证所选择的硬件能够运行Windows Server 2008和Hyper-V，并经过Windows Server 2008容错集群的验证。对于新的服务器，我们建议选择可用的具有最多内核的处理器，并选择可用的最高或次高时钟速度的处理器。5.3 内存架构一旦完成系统架构和处理器架构的选择，由于制造

32、商通常预定义了系统-处理器组合，剩下的内存架构就没有多少相关的选项了。剩下的内存架构选择一般是数量、速度和延迟。对于Hyper-V，最重要的内存架构选择是内存的数量。大多数整合的工作负载（如独立的虚拟机客户机）将需要至少512MB到1GB或更多的内存，由于多数4插座的商业服务器只能在支持32GB到128GB内存之间达到成本有效，因此，这往往是宿主机服务器能力的限制因素。内存数量是比内存速度或延迟更加重要的因素，一旦确定了成本有效的最大内存数量，如果还要在速度和延迟之间进行选择，建议选择较低延迟的内存。建议在已经选定了系统和处理器架构时，我们建议使用宿主机系统能够成本有效支持的最大内存数量。通常

33、，转移到下一个DIMM大小（例如，从2GB DIMM转移到4GB DIMM）会有一个价格点，可能会达到两倍以上的费用，并且在某些情况下可能会接近整个服务器的费用，因此我们建议服务器要充分考虑那个价格点。例如，如果服务器有8个DIMM插槽，而4GB DIMM的费用是2GB DIMM的两倍以上，则我们建议服务器完全采用2GB DIMM，如果需要额外的能力，应该考虑购买第二台宿主机服务器。对于所有的宿主机服务器架构形式，我们建议最小使用16GB的内存，对于双节点和多节点宿主机服务器场形式，我们建议最小使用64GB的内存。5.4 网络架构由于千兆以太网卡现在非常便宜，多数服务器都内置了至少两个网卡，因

34、此在宿主机服务器估算中，宿主机服务器的网络架构是经常被忽视的话题。但是这个话题十分重要，因为网络架构直接受到所选择的宿主机服务器架构形式的影响。如果选择了两种宿主机集群形式之一，集群私有（心跳）网络需要每个服务器都提供一个专用网卡。如前所述，如果使用了iSCSI存储架构，存储I/O通讯也将需要专门的网卡。千兆以太网是高速的网络传输，托管大量客户机的宿主机服务器可能需要比千兆速度更高的连接速度，因此需要更多的网卡。最后，建议每个宿主机服务器要有一个自身的专用网卡，用于网络I/O和管理。如上所述，宿主机服务器可能会需要相当多数量的网卡，这在某些情况下是对刀片式服务器不利的因素。最近，万兆以太网已经

35、变得很常见，并开始按照千兆以太网这几年所采取的方式下调了价格，对于提高整合比例，服务器能够使用万兆以太网是一个重要的因素。建议在每台宿主机服务器上使用多网卡和多端口网卡。每台宿主机服务器需要一个专用网卡/端口用于自身的网络I/O和管理，不用该网卡创建虚拟交换。如果宿主机服务器是服务器集群的一部分，每台宿主机服务器需要一个专用网卡/端口用于私有（心跳）网络。如果使用iSCSI存储架构，每台宿主机服务器至少需要两个网卡/端口用于iSCSI网络。每台宿主机服务器需要至少一个网卡/端口用于虚拟机客户机的网络I/O，对于最大整合比例，需要1个或多个万兆以太网网卡用于虚拟机的网络I/O。5.5 主机总线适

36、配器架构所有虚拟机客户机的磁盘存储是宿主机服务器所使用的存储系统上的一个或多个VHD文件，除了之前讨论的系统、处理器、内存和网络架构，主机存储I/O是进行宿主机服务器估算的最后一个重要环节。根据每台服务器上运行的大量客户机及其各种工作负载，Hyper-V的I/O由对存储系统的大量读写IOPS组成。如果使用直接附加存储，建议采用前面讨论的SATA II或SAS RAID服务器内置控制器。如果使用存储阵列和SAN，需要在宿主机服务器上采用主机总线适配器（HBA）。HBA提供从宿主机服务器到存储阵列的访问，存储连接性是高可用性和高性能的重要组成部分。建议在单一宿主机服务器架构形式使用至少一个光纤通道

37、HBA或一个iSCSI专用网卡。在双节点和宿主机服务器场架构形式使用至少两个光纤通道HBA或两个iSCSI网卡。如果使用光纤通道，则采用4 GFC或8 GFC的HBA。5.6 操作系统架构5.6.1 操作系统版本从支持和性能以及整体成本角度看，Hyper-V宿主机操作系统的选择非常重要。如前所述，所有的场景都需要x64版本的Windows Server操作系统。选择操作系统版本的另一个考虑是虚拟化使用权问题。某些版本的Windows Server 2008（标准版、企业版和数据中心版）包括了“虚拟化使用权”，即运行一定数量Windows虚拟机的权利和授权。Windows Server 2008

38、标准版包括运行一个虚拟机的授权，Windows Server 2008企业版包括运行最多四个虚拟机的授权，这并不是限制宿主机能够运行的客户机数量，而是代表提供了四个Windows客户机的授权。要运行四个以上的虚拟机，只需要保证额外增加的虚拟机具有合法的Windows Server授权。Windows Server 2008数据中心版本包含了无限数量的虚拟化使用权，允许在运行Windows Server 2008数据中心版本的物理服务器上托管你所希望的客户机数量。建议为所有Hyper-V宿主机使用Windows Server 2003 R2 x64企业版或数据中心版。在完成了宿主机服务器估算方法

39、并确定了将要在每台宿主机上运行多少客户机之后，即可同微软经销商或帐户经理联系，确定具有最佳成本效益的数据中心服务器操作系统。5.6.2 卷和分区由于具有和SQL或Exchange服务器相同的磁盘I/O性能，Windows Server 2008和Hyper-V宿主机服务器可以从许多相同的磁盘I/O性能微调技术中受益。建议为操作系统指定专用的高速LUN，为页面交换文件指定专用的高速LUN，并将虚拟硬盘文件（VHD）和虚拟机配置文件放在独立的高速LUN。如果使用双节点或宿主机服务器场形式，VHD文件必须放在SAN或iSCSI阵列这样的共享存储中，并为每个虚拟机客户机指定专用的LUN。所有宿主机服务

40、器的卷都要使用NTFS文件系统。Hyper-V还提供使用直通磁盘的选择，即客户机能越过主机磁盘直接访问LUN。这个功能能被用于双节点或宿主机服务器场形式，以避免单一集群上只有26个驱动器符号的限制。如果使用存储阵列，需要和供应商确认合适的存储系统磁道（track）和扇区（sector）值，并使用Diskpart.exe工具验证磁盘磁道的扇区是否整齐。在大多数使用Windows Server 2008的情况下，虽然这并不是必要的，但是这是应该和存储供应商进行确认的事情。信息微软知识库文章“当您在 Windows Server 2003 、Windows XP和Windows 2000 中使用多个

41、磁盘时，磁盘性能速度可能比预期变慢”中提供了diskpart命令的相关信息。/kb/对客户机VHD文件定期进行磁盘整理、预压缩和压缩，对宿主机卷进行磁盘整理，将有助于优化磁盘I/O性能。信息可以使用Windows内置的磁盘整理工具进行宿主机的磁盘整理，关于对VHD进行磁盘整理、预压缩和压缩的详细介绍，请参见：/blogs/virtualzone/archive/2007/01/17/three-steps-to-vhd-compaction-with-virtual-server-2005-r2-s

42、p1.aspx5.7 Hyper-V架构5.7.1 虚拟机客户机Hyper-V同Virtual Server 2005相比，增强了虚拟机客户机的可扩展性，在使用所支持的操作系统时，Hyper-V客户机能够支持以下选项： x86或x64操作系统 最多4个逻辑处理器 每个客户机最多64 GB内存 最多4个IDE设备 最多4个SCSI控制器，每个控制器最多支持64个磁盘 最多4个传统网络适配器 最多8个合成网络适配器注意需要确认对多处理器、大内存等的支持级别，并为每个操作系统规划使用这些设置。由于Hyper-V支持如此大量的虚拟机客户机，因此会有更大量的工作负载服务器需要整合，包括多处理器多核服务器

43、、具有大容量磁盘或IO需求的服务器等等。虽然Hyper-V能支持大量的客户机，但是一般慎重的做法是只为每个客户机配置所需要的资源，这样能保证其他客户机或未来扩展所需要的可用资源。例如，如果客户机没有特殊的需要，不建议所有客户机都使用四个逻辑处理器，而处理器、内存等这些额外的资源在需要的时候都能轻松地添加。建议只为客户机配置使用能满足性能需要的资源。下图示意了一个虚拟机客户机适当的资源配置，包括4个逻辑驱动器，4GB内存，多个SCSI控制器和多个网络适配器，并运行Windows Server 2008操作系统。在这个例子中，客户机包含一个IDE启动磁盘（VHD）和四个SCSI直通磁盘，客户机存储

44、架构将在下一节进行详细介绍。5.7.2 虚拟机存储 虚拟硬盘（VHD）虚拟硬盘在VHD文件中封装了客户机的硬盘，VHD文件则被放置在宿主机服务器能访问的存储上。使用虚拟硬盘获得的受益包括动态扩展磁盘的能力，制作磁盘快照的能力，移动到不同服务器上的便携性等等。虚拟硬盘有三种形式：动态扩展磁盘动态扩展虚拟硬盘随着存储数据的需要提供了对存储容量的扩展。在磁盘创建时，.vhd文件的大小很小，随着在磁盘中不断添加数据，文件大小随之增加，但是当数据从虚拟硬盘中被删除时，.vhd文件的大小不会自动缩减，不过，使用“编辑虚拟硬盘向导”能够在删除数据后压缩磁盘以减少文件尺寸。固定大小磁盘固定虚拟硬

45、盘是在磁盘创建时为.vhd文件虚拟硬盘指定大小，提供固定的磁盘容量。无论添加多少数据量，.vhd文件的大小都是“固定”的。不过，可以使用“编辑虚拟硬盘向导”增加虚拟硬盘的容量，即增加.vhd文件的尺寸。通过在创建磁盘时分配全部容量，宿主机级别的磁盘整理就不会产生问题（VHD自身的磁盘整理必须在客户机内进行管理）。差分磁盘差分虚拟硬盘在不调整磁盘的条件下能对父虚拟硬盘进行修改以提供存储，差分磁盘.vhd文件的大小随着修改被存储在磁盘中而增长。建议对于生产环境，使用固定大小磁盘能提供更好的性能并简化对存储可用性的监控，使用固定磁盘需要在创建时分配全部的磁盘容量。提示通常，VHD被放在宿主机挂载的卷

46、上，并使用宿主机的驱动器符号和文件系统。在高可用性场景中，客户机必须能够独立容错，这需要每个客户机使用自己的LUN，如果每个客户机需要一个驱动器符号，整个集群就只能使用23个客户机。幸运的是，有两种方式能避免这个限制。第一个方式是能将VHD文件放在宿主机服务器使用卷的GUID表示的卷上，在这个场景，卷代表宿主机，被加载上线（产生GUID）并被格式化，从而不用为卷分配驱动器符号。当创建客户机的VHD文件时，按照以下格式输入路径：错误！超链接引用无效。这就为每个客户机提供了一个LUN，用于使用VHD文件，而不需要消耗宿主机集群的驱动器符号。第二个避免23个驱动器符号限制的方式（Hyper-V直通磁

47、盘）将在下一节进行介绍。 直通磁盘Hyper-V使得虚拟机客户机能直接访问本地磁盘或是附加在物理服务器上的SAN LUN，这些物理服务器不需要使用宿主机服务器的卷，虚拟机客户机直接访问磁盘（使用磁盘的GUID）而不必利用宿主机的文件系统。虽然直通磁盘可能比使用宿主机或宿主机SAN存储上的VHD文件要稍微快些，但是直通磁盘的主要受益是在宿主机服务器进行集群的高可用性场景。由于直通磁盘不需要宿主机上带驱动器符号的挂载卷，因此不需要消耗宿主机上可用的23个驱动器符号，这使得Hyper-V集群能为虚拟机客户机提供几乎无限数量的直通磁盘。当使用直通磁盘时，没有VHD文件被创建，LUN被客户

48、机直接使用，由于没有VHD文件，因此不具有动态容量功能或快照功能。建议只有在绝对需要最大性能，并且不需要快照和便携性这些功能的情况下，才会使用直通磁盘。对于大型宿主机集群，在需要大量（超过23个）磁盘并可能超过可用的驱动器符号数量限制时，建议使用直通磁盘。由于直通磁盘的性能差异非常小，并且通过在LUN上创建VHD而不必消耗驱动器符号（如前所述，使用GUID），从而避免大型集群的驱动器符号数量限制，因此需要使用直通磁盘的场景应该非常少。 磁盘访问选项虚拟机客户机能够利用三种机制访问存储：IDE、SCSI和iSCSI。当为客户机配置IDE或SCSI磁盘时，能够利用连接到宿主机服务器的

49、任何存储（如直接附加到宿主机的磁盘，宿主机连接的SAN LUN或iSCSI LUN）选择VHD或是直通磁盘配置。以下示意图虽然是分开进行图解，但是有各种选项可以进行组整合共同使用。在每张示意图里，蓝色磁盘代表挂载到宿主机的存储，用于保存客户机使用的VHD文件，橙色磁盘代表客户机使用直通磁盘（利用IDE或SCSI虚拟控制器）或直接连接到客户机的iSCSI LUN进行直接访问的存储。在这张图里，直接附加存储利用的是SAS、SCSI或SATA磁盘：图1、使用直接附加存储在这张图里，使用了基于光纤通道SAN的存储：图2、使用光纤通道SAN存储注意Hyper-V客户机只能从IDE磁盘启动，Hyper-V

50、客户机的BIOS支持两个IDE控制器，每个控制器支持最多两个磁盘，因此每个客户机最多支持四个IDE磁盘。Hyper-V客户机支持最多四个SCSI控制器，每个控制器支持最多64个磁盘，因此每个客户机最多支持256个SCSI磁盘。与Virtual Server 2005 R2不同，一旦在客户机上安装了Hyper-V集成组件，IDE或SCSI连接的虚拟磁盘并没有性能差异。建议使用连接的IDE磁盘作为启动磁盘，添加SCSI控制器和SCSI连接磁盘作为客户机数据卷。Hyper-V还能利用客户机的虚拟网卡直接连接到iSCSI LUN使用iSCSI存储，在不使用第三方iSCSI初始化工具的情况下，客户机不能

51、从连接到虚拟网卡的iSCSI LUN启动。本图示意了使用中的iSCSI存储，通过iSCSI，加入了第三个访问场景，即利用客户机的网络直接访问iSCSI。图3、使用iSCSI SAN存储注意不要混淆宿主机的iSCSI LUN和客户机直接利用的iSCSI LUN，在前者，是由宿主机网络提供对iSCSI LUN的访问，而在后者，是由客户机网络提供对iSCSI LUN的访问。下一节将介绍这些选项。建议如果使用iSCSI，需要保证用于访问iSCSI存储的物理和虚拟网络相互独立，以获得满意的性能。如果使用宿主机的iSCSI LUN，需要使用专用的物理网卡连接到iSCSI存储。如果使用直接连接到客户机的iS

52、CSI LUN，需要使用专用的物理网卡连接到宿主机，在iSCSI物理网卡上绑定专用的虚拟交换，并将客户机上专用的虚拟网卡绑定到iSCSI虚拟交换上，最终结果是客户机具有两个或多个虚拟网卡配置，一个用于局域网（LAN）连接，另一个或多个用于iSCSI连接。下表列出了磁盘连接性、配置和功能各种组合的详细说明。场景123456789本地IDE VHD 本地SCSI VHD本地IDE直通本地SCSI直通远程IDE VHD远程SCSI VHD远程IDE直通远程SCSI直通客户机iSCSI存储类型DASDASDASDASSAN, FC/iSCSISAN, FC/iSCSISAN, FC/iSCSISAN,

53、 FC/iSCSISAN, iSCSI对应宿主机NTFS上的VHDNTFS上的VHD直通磁盘直通磁盘NTFS上的VHDNTFS上的VHD直通磁盘直通磁盘无对应客户机IDESCSIIDESCSIIDESCSIIDESCSIiSCSI LUN客户机驱动“合成”No (a)YesNo (a)YesNo (a)YesNo (a)YesNo (b)客户机启动磁盘YesNoYesNoYesNoYesNoNo (i)客户机最大磁盘数量4256425642564256128客户机最大磁盘容量2 TB (c)2 TB (c)客户机内部限制(d)客户机内部限制(d)2 TB (c)2 TB (c)客户机内部限制(

54、d) (e)客户机内部限制(d) (e)(d) (e)Hyper-V VHD快照YesYesNoNoYesYesNoNoNo动态扩展VHDYesYesNoNoYesYesNoNoNo差分VHDYesYesNoNoYesYesNoNoNo客户机热添加磁盘NoNoNoNoNoNoNoNoYes支持两个宿主机的客户机SCSI-3 PR (WSFC)NoNoNoNoNoNoNoNoYesSAN上客户机硬件快照 N/AN/AN/AN/ANoNoNoNoYesP2V迁移，不需要移动SAN数据 N/AN/AN/AN/ANoNoYes (f)Yes (f)Yes (g)VM迁移，不需要移动SAN数据 N/AN

55、/AN/AN/AYes (h)Yes (h)Yes (f)Yes (f)Yes (g) 表格结束(a) 按照传统IDE方式工作，如果有集成组件，性能将会更高。(b) 按照传统网络方式工作，如果有集成组件，性能将会更高。(c) Hyper-V最大支持的VHD 大小为2040 GB（2 TB减去8 GB）。(d) Hyper-V没有限制，NTFS支持的最大卷大小为 256 TB。(e) 微软iSCSI软件目标最大支持的 VHD大小为16 TB。(f) 需要SAN重配置或者NPIV支持。(g) 只对数据卷（不能用于启动/系统磁盘）。(h) 需要SAN重配置或者NPIV支持，相同LUN上的所有 VHD必须一同移动。(i) 需要第三方产品，如EmBoot 公司的WinBoot/i。/josebda/archive/2008/02/14/storage-options-for-windows-server-2008-s-hyper-v.aspx5.7.3 虚