优化虚拟机网络性能

2018-11-07

网络安全和信息化 2018年3期

提升虚拟机网络传输速率

针对不同的虚拟机用途，虚拟网卡界面的设置是相当重要的，因为数据的传输速率，将会直接影响到应用系统的整体性能表现。接下来就让我们来学习一下，如何为您的关键虚拟机，选择设置最佳的网络类型。

首先是“SR-IOV传递”类型的使用，这里所谓的SR-IOV（Single Root I/O Virtualization）网络技术，便是vSphere 5.1版本开始所加入的新功能，借助在网卡上启用的SR-IOV功能，可以使个别虚拟功能（VFs）在设备上有效发挥传输效率，因为它让相对运行中的虚拟机利用Passthrough模式的特点，绕过传统Hypervisor的网络数据传输方式而直到目的位置，不仅加快了I/O传输的速度，也大幅降低了CPU核心资源的使用率。关于SR-IOV的网络传输模式，非常适用在高度要求低延迟率的网络任务负载环境之中，不过必须特别注意对于下列虚拟机功能的使用，是无法设置采用SR-IOV网络传输模式的。

* vSphere vMotion、Storage vMotion

* NetFlow、VXLAN Virtual Wire

* vSphere High Availability（HA）、Fault Tolerance（FT）

* vSphere DRS（Distributed Resource Scheduler）、DPM（Distributed Power Management）

* 虚拟机运行阶段时的暂停、继续、快照

* 针对开通虚拟功能（VFs）且以MAC地址为基础的VLAN网络设置

* 相关虚拟设备、内存以及vCPU的热插入

* 已加入群集（Cluster）环境中的虚拟机

* 针对虚拟机正在使用SR-IOV passthrough的网络统计

目前主要有哪些网卡支持SR-IOV？

目前主要有以设计在Intel 82599ES 10 Gigabit Ethernet Controller Family （Niantic）与 Intel Ethernet Controller X540 Family （Twinville）技术为基础的网络设备，以及Emulex OneConnect （BE3）支持SR-IVO。

最新的网络设备支持查询，可直接到以下VMware网址查询：

http://www.vmware.com/resources/compatibility/search.php?deviceCategory=io

图4 网络连接速度比较

启用虚拟机网卡界面的“SR-IOV传递”设置，除了可以经由vSphere Web Client来完成之外，也可以通过Esxcli的命令工具来设置。它的命令语法会像是esxcli system module parameters set -m NIC_Driver_Module-p "max_vfs=n"，其中 NIC_Driver_Module即是网卡的模块名称，而n则是要使用的虚拟功能的数量。

举例来说，如果您有两块支持SR-IOV的网卡（或单张双端口的NIC），则可以直接执行esxcli system module parameters set -m ixgbe-p "max_vfs=6,6"。至于虚拟功能（VFs）的数量设置限制，目前最新vSphere 6.0在Intel系列的网卡部分支持最高43个VFs，而Emulex则是支持最高64个VFs设置。

在虚拟机的“编辑设置”页面中，您可以在添加网络的设置中选择“界面卡类型”，其中包括前面所介绍的“SR-IOV传递”，至于默认传统的E1000与E1000E选项则是不建议，而是选择可以高达10GB传输速率的VMXNET3虚拟网卡界面。

完成VMXNET3虚拟网卡界面的设置之后，进入Guest OS之中的网络连接管理中来查看。在此可以发现Ethernet1使用的是VMXNET3虚拟网卡，而Ethernet0则是传统的E1000E。至于双方的网络传输率相差多少呢？让我们继续往下看。

如图5所示，在此您可以发现左边的Ethernet0仅有1Gbps的传输率，而以VMXNET3虚拟网卡为主的Ethernet1，则有 10Gbps的传输率。所以相信大家应该已经很清楚，在新虚拟机创建时如何挑选正确的网络界面了。

优化iSCSI网络传输性能

以iSCSI协议架构技术所创建的IP SAN存储环境，无论是在实体主机或虚拟机的规划中，都是最被IT单位所普遍使用的。如何设置才能够让它的传输性能彻底发挥出来呢？

一般网卡的高级设置中有一项Jumbo框架的功能，在默认的状态下是没有启用的，一旦选择启用它，就必须设置它的MTU值。而此功能的启用若应用在VMware ESXi主机iSCSI的存储区连接中，将可以降低网络封包处理任务的负载，进而改善CPU对于存储设备的I/O处理效率，且无论是在软件式还是硬件式的iSCSI界面连接都是支持的，而它支持的MTU大小为9KB。然而，9KB也是目前MTU的最大设置值，这同时也意味着它能够容下8KB的数据量，恰好NFS的一个Block数据量也是8KB，因此这项参数设置的最大值，也可应用在改善NFS网络存储的传输性能。

提示：ESXi/ESX 3.5对于软件式iSCSI的Jumbo框架功能支持仅在实验测试阶段，直到ESXi/ESX 4.x版本以后才被列为正式支持的功能。

在vSphere 5.1以后的版本，对于所有iSCSI网络存储界面的Jumbo框架参数设置值之修改，已可通过图形界面的连接来完成，以下让我们来看看如何通过vSphere Web Client来修改MTU参数值。请在所要设置的ESXi主机节点上，切换至“管理→网络功能”下的“虚拟交换器”页面。在此您将可以针对任何现行的虚拟交换器（vSwitch），点击“编辑设置”小图示继续。

在虚拟交换器的编辑设置页面中，您可以从“属性”页面中修改其MTU设置值。默认状态下，此MTU值是1500字节，建议您将它修改至9000字节。

注意：上述对于MTU参数值的设置步骤，将会应用在此标准网络交换器的所有实体网卡之上。如果您采用的是独立硬件式的iSCSI界面卡连接，则可以考虑改用界面卡本身的设置来下手， “管理”页面中的“存储区界面卡”节点，然后对于所选取的iSCSI界面卡，切换至“高级选项”并点击“编辑”按钮，即可修改MTU的参数设置值。