Verwalten von Speicher-E/A-Ressourcen mit vSphere

vSphere Storage I/O Control ermöglicht eine Speicher-E/A-Priorisierung im gesamten Cluster, wodurch eine verbesserte Arbeitslastkonsolidierung ermöglicht und zusätzliche, mit Over-Provisioning verbundene Kosten reduziert werden.

Storage I/O Control erweitert die Konstrukte von Anteilen und Grenzwerten, um Speicher-E/A-Ressourcen zu verarbeiten. Sie können die Menge an Speicher-E/A, die während Zeiträumen von E/A-Überlastung virtuellen Maschinen zugeteilt ist, steuern. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass wichtigere virtuelle Maschinen gegenüber weniger wichtigen virtuellen Maschinen für E/A-Ressourcenzuteilung bevorzugt werden.

Wenn Sie Storage I/O Control in einem Datenspeicher aktivieren, beginnt ESXi mit der Überwachung der Gerätelatenz, die Hosts bei der Kommunikation mit diesem Datenspeicher berücksichtigen. Wenn die Gerätelatenz einen Schwellenwert überschreitet, wird der Datenspeicher als überlastet angesehen. Jeder virtuellen Maschine, die auf diesen Datenspeicher zugreift, werden E/A-Ressourcen im Verhältnis zu dazugehörigen Anteilen zugewiesen. Sie legen Anteile pro virtueller Maschine fest. Sie können die Anzahl für jede je nach Bedarf anpassen.

Mit dem E/A-Filter-Framework (VAIO) können VMware und dazugehörige Partner Filter entwickeln, die E/A für jede VMDK unterbrechen; außerdem wird dadurch die gewünschte Funktionalität an der VMDK-Granularität bereitgestellt. VAIO funktioniert mit SPBM (Storage Policy-Based Management, Speicherrichtlinienbasierte Verwaltung), wodurch Sie die Filtervoreinstellungen durch eine Speicherrichtlinie, die mit VMDKs verbunden ist, festlegen können.

Die Konfiguration von Storage I/O Control ist ein zweistufiger Vorgang:

Aktivieren Sie Storage I/O Control für den Datenspeicher.
Legen Sie die Anzahl der Speicher-E/A-Anteile und den oberen Grenzwert für die E/A-Vorgänge pro Sekunde (IOPS) fest, die für jede virtuelle Maschine zulässig ist.

Standardmäßig werden alle Anteile virtueller Maschinen auf Normal (1000) mit unbegrenztem IOPS festgelegt.

Hinweis: Storage I/O Control ist standardmäßig auf Speicher-DRS-aktivierten Datenspeicher-Clustern aktiviert.

Hinweis: vSphere 8.0 U1 unterstützt das nahtlose Hinzufügen und Entfernen eines LWD-I/O-Filters im laufenden Betrieb während der VM-Neukonfiguration.

Hinweis: In diesem Kapitel bezieht sich „Arbeitsspeicher“ auf den physischen Arbeitsspeicher.

Speicherrichtlinien für virtuelle Maschinen

VM-Speicherrichtlinien sind entscheidend für die Bereitstellung von virtuellen Maschinen. Mit den Richtlinien wird gesteuert, welcher Speichertyp für die virtuelle Maschine bereitgestellt wird, wie die virtuelle Maschine innerhalb des Speichers platziert wird und welche Datendienste für die virtuelle Maschine angeboten werden.

vSphere enthält Standardspeicherrichtlinien. Sie können jedoch neue Richtlinien definieren und zuweisen.

Mithilfe der Schnittstelle für VM-Speicherrichtlinien können Sie eine Speicherrichtlinie erstellen. Wenn Sie die Richtlinie definieren, geben Sie verschiedene Speicheranforderungen für Anwendungen an, die auf virtuellen Maschinen ausgeführt werden. Sie können auch mithilfe von Speicherrichtlinien bestimmte Datendienste für virtuelle Festplatten anfordern. Zu diesen Diensten gehören beispielsweise Caching oder Replizierung.

Sie wenden die Speicherrichtlinie an, wenn Sie die virtuelle Maschine erstellen, klonen oder migrieren. Nachdem Sie die Speicherrichtlinie angewendet haben, platziert der SPBM-Mechanismus (Storage Policy Based Management, Speicherrichtlinienbasierte Verwaltungsrichtlinien) die virtuelle Maschine in einem passenden Datenspeicher. Weiterhin legt der Mechanismus in bestimmten Speicherumgebungen fest, wie die Speicherobjekte der virtuellen Maschine innerhalb der Speicherressource bereitgestellt und zugewiesen werden, um die erforderliche Dienstebene zu garantieren. SPBM aktiviert auch angeforderte Datendienste für die virtuelle Maschine. vCenter Server überwacht die Einhaltung der Richtlinie und sendet eine Warnung, wenn die virtuelle Maschine die zugewiesene Speicherrichtlinie verletzt.

Weitere Informationen finden Sie unter vSphere-Speicher.

E/A-Filter

E/A-Filter, die virtuellen Festplatten zugeordnet sind, haben direkten Zugriff auf den E/A-Pfad der virtuellen Maschine, und zwar unabhängig von der zugrunde liegenden Speichertopologie.

VMware bietet bestimmte Kategorien von E/A-Filtern an. Außerdem können die E/A-Filter durch Drittanbieter erstellt werden. Normalerweise werden sie als Pakete verteilt, die ein Installationsprogramm bereitstellen, um Filterkomponenten auf Hostclustern von vCenter Server und ESXi bereitzustellen.

Wenn E/A-Filter auf dem ESXi-Cluster bereitgestellt werden, konfiguriert und registriert vCenter Server automatisch einen E/A-Filter-Speicheranbieter – auch als VASA-Anbieter bezeichnet – für jeden Host im Cluster. Die Speicheranbieter kommunizieren mit vCenter Server und vom E/A-Filter angebotene Datendienste werden in der Schnittstelle für VM-Speicherrichtlinien angezeigt. Beim Festlegen gemeinsamer Regeln für eine VM-Richtlinie können Sie auf diese Datendienste zurückgreifen. Nachdem Sie diese Richtlinie virtuellen Festplatten zugeordnet haben, werden die E/A-Filter auf den virtuellen Festplatten aktiviert.

Weitere Informationen finden Sie unter vSphere-Speicher.

Storage I/O Control - Anforderungen

Für Storage I/O Control gibt es mehrere Anforderungen und Einschränkungen.

Datenspeicher, die über Storage I/O Control aktiviert werden, müssen von einem einzelnen vCenter Server-System verwaltet werden.
Storage I/O Control wird auf Fibre-Channel-, iSCSI- und NFS-verbundenem Speicher unterstützt. Die Raw-Gerätezuordnung (RDM) wird nicht unterstützt.
Storage I/O Control unterstützt keine Datenspeicher mit mehreren Erweiterungen.
Bevor Sie Storage I/O Control auf Datenspeichern verwenden, die von Arrays mit automatischen Storage-Tiering-Funktionen gestützt werden, lesen Sie den VMware Storage/SAN Compatibility Guide, um sicherzugehen, dass Ihr automatisches Tiered-Storage-Array mit Storage I/O Control kompatibel ist.
Unter automatischem Storage-Tiering versteht man die Möglichkeit eines Arrays (oder einer Gruppe von Arrays), anhand von benutzerdefinierten Richtlinien und aktuellen E/A-Mustern LUNs/Volumes oder Teile von LUNs/Volumes automatisch auf verschiedene Typen von Speichermedien (SSD, FC, SAS, SATA) zu migrieren. Für Arrays, die nicht über diese automatischen Migration/Tiering-Funktionen verfügen (dazu gehören auch jene Arrays, die die Möglichkeit bieten, Daten zwischen verschiedenen Typen von Speichermedien manuell zu migrieren) ist keine spezielle Zertifizierung erforderlich.

Ressourcenanteile und Grenzwerte für Storage I/O Control

Sie teilen die Anzahl der Speicher-E/A-Anteile und den oberen Grenzwert für die E/A-Vorgänge pro Sekunde (IOPS) zu, die für jede virtuelle Maschine zulässig ist. Wenn für einen Datenspeicher eine Speicher-E/A-Überlastung erkannt wird, werden die E/A-Workloads der virtuellen Maschinen, die auf den Datenspeicher zugreifen, gemäß der Proportion der VM-Anteile angepasst, die jede virtuelle Maschine besitzt.

Speicher-E/A-Anteile entsprechen den für die Ressourcenzuteilung bei Arbeitsspeicher und CPU verwendeten Anteilen, die unter Anteile der Ressourcenzuteilung beschrieben sind. Diese Anteile repräsentieren die relative Wichtigkeit einer virtuellen Maschine im Hinblick auf die Verteilung von Speicher-E/A-Ressourcen. Bei Ressourcenkonflikten haben virtuelle Maschinen mit höheren Anteilswerten mehr Zugriff auf das Speicherarray. Wenn Sie Speicher-E/A-Ressourcen zuteilen, können Sie die IOPS begrenzen, die für eine virtuelle Maschine zulässig sind. Standardmäßig sind IOPs nicht begrenzt.

Die Vor- und Nachteile des Festlegens von Ressourcengrenzwerten sind unter Grenzwert für die Ressourcenzuteilung beschrieben. Wenn der Grenzwert, den Sie für eine virtuelle Maschine festlegen möchten, in Form von MB pro Sekunde anstatt in IOPS vorliegt, können Sie auf Basis der Standard-E/A-Größe für diese virtuelle Maschine die MB pro Sekunde in IOPS konvertieren. Wenn Sie beispielsweise eine Sicherungsanwendung mit E/A-Vorgängen von 64 KB auf 10 MB pro Sekunde beschränken möchten, legen Sie einen Grenzwert von 160 IOPS fest.

Anzeigen von Ressourcenanteilen und Grenzwerten für Storage I/O Control

Sie können die Anteile und Grenzwerte aller virtuellen Maschinen einsehen, die auf einem Datenspeicher ausgeführt werden. Anhand dieser Informationen können Sie ungeachtet des Clusters, auf dem sie ausgeführt werden, die Einstellungen aller virtuellen Maschinen vergleichen, die auf den Datenspeicher zugreifen.

Prozedur

Wechseln Sie im vSphere Client zum Datenspeicher.
Klicken Sie auf die Registerkarte VMs.
Die Registerkarte zeigt jede virtuelle Maschine an, die auf dem Datenspeicher ausgeführt wird, sowie die zugewiesenen Anteilswerte und den Prozentsatz der Datenspeicheranteile.

Überwachen der Anteile von Storage I/O Control

Anhand der Datenspeicher-Registerkarte Leistung können Sie überwachen, wie Storage I/O Control die E/A-Arbeitslasten der virtuellen Maschinen verarbeitet, die auf Basis ihrer Anteile auf einen Datenspeicher zugreifen.

Die Leistungsdiagramme des Datenspeichers ermöglichen Ihnen die Überwachung der folgenden Informationen:

Durchschnittliche Latenz und aggregierte IOPS auf dem Datenspeicher
Latenz für Hosts
Warteschlangentiefe für Hosts
Lese/Schreib-IOPS für Hosts
Latenz für Lese-/Schreibvorgänge für Festplatten virtueller Maschinen
Lese/Schreib-IOPS für Festplatten virtueller Maschinen

Prozedur

Wechseln Sie im vSphere Client zum Datenspeicher.
Klicken Sie auf der Registerkarte Überwachen auf Leistung.
Wählen Sie Erweitert aus.

Festlegen von Ressourcenanteilen und Grenzwerten für Storage I/O Control

Teilen Sie den virtuellen Maschinen Speicher-E/A-Ressourcen basierend auf der Wichtigkeit zu, indem Sie der virtuellen Maschine eine relative Menge an Anteilen zuweisen.

Freigaben schreiben nicht unbedingt die Zuteilung in Form von E/A-Vorgängen oder MB pro Sekunde vor, es sei denn, die Arbeitslasten der virtuellen Maschine sind sehr ähnlich. Höhere Anteile erlauben einer virtuellen Maschine, am Speichergerät oder Datenspeicher mehr gleichzeitige E/A-Vorgänge bereitzuhalten als einer virtuellen Maschine mit niedrigeren Anteilen. Die beiden virtuellen Maschinen haben je nach Arbeitslast möglicherweise einen unterschiedlichen Durchsatz.

Voraussetzungen

Weitere Informationen zum Erstellen von VM-Speicherrichtlinien und zum Festlegen allgemeiner Regeln für VM-Speicherrichtlinien finden Sie unter vSphere-Speicher.

Prozedur

Wechseln Sie zur virtuellen Maschine im vSphere Client.
1. Wählen Sie zum Suchen einer virtuellen Maschine ein Datencenter, einen Ordner, einen Cluster, einen Ressourcenpool oder einen Host aus.
2. Klicken Sie auf die Registerkarte VMs.
Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die virtuelle Maschine und klicken Sie auf Einstellungen bearbeiten.
Klicken Sie auf die Registerkarte Virtuelle Hardware und wählen Sie aus der Liste eine virtuelle Festplatte aus. Erweitern Sie Festplatte.
Wählen Sie aus dem Dropdown-Menü eine VM-Speicherrichtlinie aus.
Wenn Sie eine Speicherrichtlinie auswählen, konfigurieren Sie Anteile und Grenzwert – IOPS nicht manuell.
Klicken Sie unter Anteile auf das Dropdown-Menü und wählen Sie die relative Menge an Anteilen („Niedrig“, „Normal“ oder „Hoch“) aus, die der virtuellen Maschine zugeteilt werden soll.
Sie können die Option Benutzerdefiniert auswählen und eigene Anteilswerte angeben.
Klicken Sie unter Grenzwert – IOPs auf das Dropdown-Menü und geben Sie den oberen Grenzwert für Speicherressourcen an, die der virtuellen Maschine zugeteilt werden sollen.
Unter IOPs versteht man die Anzahl an E/A-Vorgängen pro Sekunde. Standardmäßig sind IOPs nicht begrenzt. Sie wählen „Niedrig“ (500), „Normal“ (1000) oder „Hoch“ (2000), oder sie können „Benutzerdefiniert“ wählen, um eine benutzerdefinierte Anzahl an Anteilen einzugeben.
Klicken Sie auf OK.

Storage I/O Control aktivieren

Wenn Sie Storage I/O Control aktivieren, überwacht ESXi die Datenspeicherlatenz und drosselt die an den Datenspeicher gesendete E/A-Last, wenn die durchschnittliche Latenz des Datenspeichers den Schwellenwert überschreitet.

Prozedur

NavigiereWechseln Sie zum Datenspeicher im vSphere Client zum Datenspeicher.
Klicken Sie auf die Registerkarte Konfigurieren.
Klicken Sie auf Einstellungen und klicken Sie dann auf Allgemein.
Klicken Sie auf Bearbeiten für Datenspeicherfunktionen.
Wählen Sie das Kontrollkästchen Aktivieren von Storage I/O Control.
Klicken Sie auf OK.

Ergebnisse

Unter Datenspeicherfunktionen ist Storage I/O Control für den Datenspeicher aktiviert.

Einstellen des Schwellenwerts für Storage I/O Control

Der Überlastungsschwellenwert eines Datenspeichers ist die für den Datenspeicher maximal zulässige Latenz, die erreicht werden kann, bevor Storage I/O Control damit beginnt, den VM-Arbeitslasten ihren Anteilen entsprechend eine Wichtigkeit zuzuweisen.

In den meisten Umgebungen kann die Einstellung des Schwellenwerts beibehalten werden.

Vorsicht: Storage I/O Control wird möglicherweise nicht ordnungsgemäß ausgeführt, wenn Sie dieselben Spindeln in zwei verschiedenen Datenspeichern verwenden.

Falls Sie die Einstellung für den Überlastungsschwellenwert ändern möchten, ziehen Sie dabei Folgendes in Betracht.

Ein höherer Wert führt in der Regel zu einem höheren Aggregatdurchsatz und zu einer schwächeren Isolation. Eine Drosselung tritt erst dann ein, wenn die durchschnittliche Latenz den Schwellenwert überschreitet.
Falls der Durchsatz eine größerer Bedeutung als die Latenz hat, stellen Sie den Wert nicht zu niedrig ein. Für Fibre-Channel-Festplatten kann beispielsweise ein Wert unter 20 ms den Spitzendurchsatz bei Festplatten beeinträchtigen. Ein sehr hoher Wert (mehr als 50 ms) lässt eine sehr hohe Latenz zu, möglicherweise jedoch ohne signifikanten Nutzen für den Gesamtdurchsatz.
Ein niedrigerer Wert führt zu kürzerer Gerätelatenz und zu stärkerer E/A-Leistungsisolation bei der virtuellen Maschine. Stärkere Isolation bedeutet, dass die Anteilsteuerung häufiger durchgeführt wird. Eine geringere Gerätelatenz bewirkt bei virtuellen Maschinen mit den höchsten Anteilen eine geringere E/A-Latenz. Dabei muss bei den virtuellen Maschinen mit geringeren Anteilen eine höhere E/A-Latenz in Kauf genommen werden.
Ein sehr niedriger Wert (niedriger als 20 ms) führt zu einer niedrigeren Gerätelatenz und besseren Isolation der E/As auf Kosten einer Verringerung des Gesamtdatenspeicherdurchsatzes.
Ein äußerst hoher oder niedriger Wert führt zu einer schlechten Isolierung.

Voraussetzungen

Überprüfen Sie, ob Storage I/O Control aktiviert ist.

Prozedur

Wechseln Sie im vSphere Client zum Datenspeicher.
Klicken Sie auf die Registerkarte Konfigurieren und anschließend auf Einstellungen.
Klicken Sie auf Allgemein.
Klicken Sie auf Bearbeiten für Datenspeicherfunktionen.
Wählen Sie das Kontrollkästchen Aktivieren von Storage I/O Control.
Storage I/O Control (Speicher-E/A-Steuerung) legt automatisch den Latenz-Schwellenwert fest, der der geschätzten Latenz entspricht, wenn der Datenspeicher mit 90 % seines Spitzendurchsatzes arbeitet.
(Optional) Passen Sie den Überlastungsschwellenwert an.
- Wählen Sie im Dropdown-Menü Prozentsatz des Spitzendurchsatzes einen Wert aus.
Der Wert für „Prozentsatz des Spitzendurchsatzes“ zeigt den geschätzten Latenzschwellenwert an, wenn der Datenspeicher diesen Prozentsatz seines geschätzten Spitzendurchsatzes verwendet.
- Wählen Sie im Dropdown-Menü Manuell einen Wert aus.
Der Wert muss zwischen 5 ms und 100 ms liegen. Das Festlegen von unpassenden Überlastungsschwellenwerten wirkt sich möglicherweise negativ auf die Leistung der virtuellen Maschinen im Datenspeicher aus.
(Optional) Klicken Sie auf Auf Standardwerte zurücksetzen, um den Überlastungsschwellenwert auf den Standardwert (30 ms) zurückzusetzen.
Klicken Sie auf OK.

Speicher-DRS-Integration mit Speicherprofilen

Mit SPBM (Storage Policy Based Management, Speicherrichtlinienbasierte Verwaltung) können Sie die Richtlinie für eine virtuelle Maschine festlegen, die durch Storage DRS erzwungen wird. Ein Datenspeicher-Cluster kann über eine Gruppe von Datenspeichern mit unterschiedlichen Funktionsprofilen verfügen. Wenn den virtuellen Maschinen Speicherprofile zugewiesen sind, kann Storage DRS eine Platzierung basierend auf den zugrunde liegenden Datenspeicherfunktionen erzwingen.

Als Teil der Storage DRS-Integration mit Speicherprofilen wird die erweiterte Option EnforceStorageProfiles der Storage DRS-Clusterebene eingeführt. Die erweiterte Option EnforceStorageProfiles verwendet einen dieser Ganzzahlwerte: 0,1 oder 2. Der Standardwert ist 0. Wenn die Option auf 0 festgelegt ist, wird angezeigt, dass keine Speicherprofil- oder Richtliniendurchsetzung im Storage DRS-Cluster vorhanden ist. Wenn die Option auf 1 festgelegt ist, wird angezeigt, dass eine weiche Speicherprofil- oder Richtliniendurchsetzung im Storage DRS-Cluster vorhanden ist. Dies ist analog zu weichen DRS-Regeln. Storage DRS entspricht dem Speicherprofil oder der Richtlinie auf der optimalen Ebene. Storage DRS verletzt die Einhaltung des Speicherprofils, wenn dies erforderlich ist. Storage DRS-Affinitätsregeln verfügen nur über eine höhere Priorität gegenüber Speicherprofilen, wenn die Durchsetzung der Speicherprofile auf 1 festgelegt ist. Wenn die Option auf 2 festgelegt ist, wird angezeigt, dass eine harte Speicherprofil- oder Richtliniendurchsetzung im Storage DRS-Cluster vorhanden ist. Dies ist analog zu harten DRS-Regeln. Storage DRS verletzt nicht das Speicherprofil oder die Einhaltung der Richtlinie. Speicherprofile verfügen über eine höhere Priorität gegenüber Affinitätsregeln. Storage DRS generiert folgenden Fehler: Verstoß gegen Antiaffinitätsregel konnte nicht behoben werden.

Voraussetzungen

Standardmäßig erzwingt Storage DRS keine Speicherrichtlinien, die mit einer virtuellen Maschine verbunden sind. Konfigurieren Sie die EnforceStorageProfiles-Option entsprechend Ihren Anforderungen. Die Optionen sind Standard (0), Weich (1) oder Hart (2).

Prozedur

Melden Sie sich beim vSphere Client als Administrator an.
Klicken Sie im vSphere Client auf den Storage DRS-Cluster und wählen Sie dann Verwalten > Einstellungen > Storage DRS aus.
Klicken Sie auf Bearbeiten > Erweiterte Optionen.
Klicken Sie in den Bereich unter der Optionsüberschrift und geben Sie EnforceStorageProfiles ein.
Klicken Sie in den Bereich unter der Wertüberschrift rechts von dem zuvor eingegebenem erweiterten Optionsnamen und geben Sie den Wert 0, 1 oder 2 ein.
Wählen Sie Hinzufügen aus.
Klicken Sie auf OK.