Microsoft Virtual Server 2005 R2

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Ausgabe 1.1
Dezember 2005
Microsoft Virtual Server 2005 R2
Features & Performance
Seiten 9
Abstract
Seit kurzem ist die Nachfolgeversion des Microsoft Virtual Server 2005, der
Microsoft Virtual Server 2005 R2, verfügbar. Dieses Dokument beschreibt die
Neuerungen der R2 Version im Überblick und gibt anhand von ersten Messungen
einen Ausblick auf die Performance.
Inhalt
Einleitung ...................................................................................................................................................................... 2
Überblick über den Microsoft Virtual Server 2005 ........................................................................................................ 2
Neuerungen der Microsoft Virtual Server 2005 R2 Version ......................................................................................... 3
Performance ................................................................................................................................................................. 5
CPU / Memory ...........................................................................................................................................................5
Disk ............................................................................................................................................................................6
Netzwerk ....................................................................................................................................................................7
64-bit ..........................................................................................................................................................................7
Fazit .............................................................................................................................................................................. 8
Ausblick ......................................................................................................................................................................... 8
Literatur ......................................................................................................................................................................... 9
Kontakt .......................................................................................................................................................................... 9
White Paper | Microsoft Virtual Server 2005 R2 | Features & Performance
Ausgabe: 1.1 | December 2005
Einleitung
Der Microsoft Virtual Server 2005 ist eine Virtualisierungslösung von Microsoft, welche seit ca. einem Jahr
verfügbar ist. Sie bietet die Möglichkeit virtuelle Maschinen auf einem Windows Server 2003 zu betreiben.
Seit kurzem ist die Nachfolgeversion, der Microsoft Virtual Server 2005 R2 (R2 steht hierbei für Release 2)
erhältlich. Ursprünglich wollte Microsoft die Nachfolgeversion des Virtual Servers 2005 „Microsoft Virtual Server
2005 SP1“ nennen. Diese Version sollte dem Kunden als kostenloses Service Pack zur Verfügung gestellt werden.
Da jedoch eine Menge neuer Funktionen in die SP1 Version einflossen, benannte Microsoft die Version in
„Microsoft Virtual Server 2005 R2“ um.
Als Einführung in dieses Thema wird nachfolgend ein Überblick über die Vorgängerversion des Microsoft Virtual
Server 2005 gegeben.
Überblick über den Microsoft Virtual Server 2005
Der Microsoft Virtual Server 2005 wird als Applikation auf einem Windows Server 2003, dem sogenannten HostBetriebssystem, installiert. Durch die Installation der Software wird eine Virtualisierungsschicht erstellt, welche den
Zugriff auf die physikalische Hardware des Hosts gewährleistet. Diese Virtualisierungsschicht läuft als
Systemdienst auf dem Host-Betriebssystem. Eine weitere Aufgabe der Virtualisierungsschicht ist die Isolation
zwischen dem Host-System, den virtuellen Maschinen sowie auch der VM’s untereinander. Die Isolation garantiert
eine sichere Trennung zwischen den virtuellen Maschinen (VM’s) und dem Host, selbst wenn eine der VM’s
abstürzen sollte.
Der Microsoft Virtual Server 2005 ist in zwei Editionen erhältlich:
Standard Edition
Enterprise Edition
(unterstützt bis zu 4 Prozessoren auf dem Host-System)
(unterstützt bis zu 32 Prozessoren auf dem Host-System)
Microsoft Virtual Server 2005 bietet auf dem Host Multiprozessor-Unterstützung, die einzelnen virtuellen
Maschinen sind dagegen Single-Prozessor-fähig, das heißt, jede VM stellt ein Monoprozessorsystem zur
Verfügung. Neben dem virtuellen Server können parallel auch andere Applikationen auf dem Host-Betriebssystem
betrieben werden. In den virtuellen Maschinen können als Betriebssysteme Microsoft Windows 2000 Server,
Microsoft Windows Server 2003 oder Microsoft Windows NT4.0 eingesetzt werden.
Microsoft Virtual Server 2005 unterstützt den vom
physikalischen Server bereitgestellten Arbeitsspeicher,
dabei ist die maximal nutzbare Größe des
Arbeitsspeichers abhängig von dem verwendeten HostBetriebssystem. Die Microsoft Windows Server 2003
Standard Edition unterstützt bis zu 4 GB, die Enterprise
Edition bis zu 32 GB RAM auf dem Host-System.
Unabhängig davon können jedoch maximal 3,6 GB von
einer VM verwendet werden.
Die Administration des Microsoft Virtual Servers 2005
erfolgt web-basiert und erfordert die Installation des
Internet Information Servers. Über die AdministrationsWebseite kann für jede einzelne virtuelle Maschine eine
dynamische Speicher- und Rechenkapazitäts-Zuweisung
durchgeführt werden. Für eine Änderung in der
Speicherzuweisung ist es erforderlich, die virtuelle
Maschine neu zu starten.
Im Netzwerkbereich können pro VM bis zu vier virtuelle Netzwerkkarten eingerichtet werden. Die externe
Kommunikation der virtuellen Maschinen zu realen Serversystemen erfolgt über virtuelle Netzwerkswitche, die über
die Web-Oberfläche des Virtual Servers erstellt werden können.
Der Microsoft Virtual Server 2005 kann auf die folgenden Disk-Speichertechnologien zugreifen:
IDE
SCSI
SAN
NAS
© Fujitsu Technology Solutions 2009
Seite 2 (9)
Unterstützte Betriebssysteme des Microsoft Virtual Servers 2005
Hostbetriebssystem:
Windows Server 2003
Betriebssysteme der virtuellen Maschinen:
Windows NT 4.0 (mit Service Pack 6a)
Windows 2000 Server (alle Editionen, außer der Datacenter Edition)
Windows Server 2003 (alle Editionen, außer der Datacenter Edition)
Neuerungen der Microsoft Virtual Server 2005 R2 Version
Nachfolgend die wichtigsten Neuerungen der R2 Version im Überblick:
Die Microsoft Virtual Server 2005 R2 Version unterstützt zusätzlich zu den bereits mit der Microsoft Virtual
Server 2005 Version freigegebenen Betriebssystemen folgende neue Betriebssysteme:
Hostbetriebssysteme:
o Microsoft Windows Server 2003 Standard Edition Service Pack 1
o Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition Service Pack 1
o Microsoft Windows Server 2003 Datacenter Edition Service Pack 1
o Microsoft Windows Server 2003 R2 Standard Edition
o Microsoft Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition
o Microsoft Windows Server 2003 R2 Datacenter Edition
o Microsoft Windows Server 2003 R2 Standard x64 Edition
o Microsoft Windows Server 2003 R2 Enterprise x64 Edition
o Microsoft Windows Server 2003 Standard x64 Edition
o Microsoft Windows Server 2003 Enterprise x64 Edition
o Microsoft Windows XP Professional SP2 (nicht für Produktivumgebungen)
o Microsoft Windows XP Professional x64 Edition (nicht für Produktivumgebungen)
Betriebssysteme der virtuellen Maschinen:
o Microsoft Windows Server 2003 Standard Edition Service Pack 1
o Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition Service Pack 1
o Microsoft Windows Server 2003 R2 Standard Edition
o Microsoft Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition
o Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2
o Linux Betriebssysteme (geplant)
64-bit Unterstützung
o Microsoft Virtual Server 2005 R2 ist neben der Standard und Enterprise Edition auch in einer 64-bit
Version verfügbar.
Virtual Disk Precompactor
o Mit dem Virtual Disk Precompactor ist es möglich, den verfügbaren leeren Platz einer virtuellen Harddisk
mit Nullen zu überschreiben. Hierdurch wird der benötigte Festplattenplatz der virtuellen Harddisk auf der
physikalischen Disk verkleinert.
Performance Verbesserungen
o Änderungen an der Shadow Page Table Verwaltung
o Verbessertes Guest Process Switching
o Performance Verbesserungen bei speicherintensiven Applikationen
Siehe auch Kapitel Performance
Netzwerk-Installationsunterstützung
o Die Netzwerkkarte der virtuellen Maschinen wurden mit PXE Boot Funktionalität ausgestattet. So kann
direkt aus der virtuellen Maschine eine Installation über PXE Boot vorgenommen werden. Eine
zusätzliche PXE Boot Diskette ist dafür nicht mehr erforderlich.
Seite 3 (9)
Reservierung von Speicherplatz für die Save State Dateien der virtuellen Maschinen
o Unter der R2 Version wird automatisch beim Starten der virtuellen Maschine ein leeres Saved State File
auf der Festplatte angelegt, welches die selbe Größe besitzt wie der reservierte Speicher der virtuellen
Maschine. Durch diese Vorreservierung von Festplattenplatz können die virtuellen Maschinen garantiert
in den Suspend Modus gebracht werden und Probleme aufgrund von zu wenig Speicherplatz gehören
der Vergangenheit an.
64 GB RAM Unterstützung auf dem Host
o Der Microsoft Virtual Server 2005 R2 unterstützt auf dem Hostbetriebssystem bis zu 64 GB
Hauptspeicher, in Abhängigkeit von der installierten Edition des Windows Hostbetriebssystems.
Virtual SCSI Floppy Disk bei der Gastbetriebssysteminstallation
o Es besteht die Möglichkeit während der Installationsroutine von Windows Server 2003, Windows 2000
Server und Windows XP einen SCSI Driver einzubinden, um so die Installation zu beschleunigen.
Hyperthreading-Unterstützung
o Unter dem Virtual Server 2005 empfahl Microsoft, Hyperthreading auszuschalten. Mit der R2 Version ist
dies nicht mehr erforderlich.
Unterstützung von iSCSI Clustering
o Erlaubt ein iSCSI Clustering von virtuellen Maschinen über verschiedene Hostsysteme hinweg.
Virtual Server Host’s Cluster Support
o Virtual Server Host’s können über die Cluster-Funktionalität (Microsoft Cluster Server) der Windows
Server 2003 Enterprise und Datacenter Edition ge-clustered werden.
Fehlerbereinigung
o Verschiedene Bugfixes
Erweiterte Sprachunterstützung
o Der Microsoft Virtual Server 2005 R2 wird zusätzlich zur englischen Sprachversion in sieben weiteren
Sprachen angeboten (Französisch, Deutsch, Spanisch, Italienisch, Koreanisch, zwei chinesische
Sprachen).
Seite 4 (9)
Performance
Eine der wichtigsten Neuerungen des Microsoft Virtual Server 2005 R2 gegenüber der Microsoft Virtual Server
2005 Version sind die Performance Verbesserungen.
Um diese Verbesserungen zu ermitteln, wurden vergleichende Performance Messungen mit der Microsoft Virtual
Server 2005 R2 Version durchgeführt.
Bei den Performance Messungen wurden die drei Performance-relevanten Komponenten
CPU / Memory
Disk
Netzwerk
untersucht.
Für die Analyse dieser Komponenten wurden jeweils Benchmarktools verwendet, die allgemein in der Industrie
anerkannt sind und die Möglichkeit bieten, die ermittelten Werte mit bereits vermessenen Systemen zu
vergleichen.
CPU / Memory
Die „Standard Performance Evaluation Corporation“ oder kurz SPEC ist eine Organisation, die sich der
Entwicklung und Herausgabe von standardisierten Benchmarks zur Bewertung der Performance von
Computersystemen verschrieben hat. Zu den Mitgliedern des SPEC-Konsortiums gehören die führenden
Unternehmen der Computerindustrie, darunter auch Fujitsu Technology Solutions. Einer der von SPEC
herausgegebenen Benchmarks ist SPECcpu2000. SPECcpu2000 wurde entwickelt, um einen PerformanceVergleich zwischen Systemen bei rechenintensiver Tätigkeit zu ermöglichen. Der Benchmark wird in zwei
unterschiedliche Testläufe aufgeteilt:
CINT2000 zur Vermessung der Systemleistung bei Integer-Operationen
CFP2000 zur Vermessung der Systemleistung bei Floating-Point-Operationen
Für eine weitergehende Beschreibung von SPECcpu siehe auch:
http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=eded760c-c160-4614-a6ef-2cc34b1f6bd6.
Das nebenstehende Bild zeigt die
SPECcpu Performance einer
virtuellen Maschine der Microsoft
Virtual Server 2005 R2 Version
gegenüber
einer
virtuellen
Maschine des Microsoft Virtual
Server 2005.
In den Bereichen Integer sowie
Floating Point sind deutliche
Performance Zuwächse mit der
neuen R2 Version zu verzeichnen.
Im
Floating
Point
Bereich
(SPECfp_base2000) ist eine
Performanceverbesserung
von
19 Prozent und im Integer
Bereich
(SPECint_base2000)
eine Verbesserung von 4,5
Prozent zu erkennen.
Seite 5 (9)
Disk
Eine Untersuchung der Disk I/O Geschwindigkeit wurde mit Hilfe des Messprogramms Iometer durchgeführt.
Iometer ist ein Open Source Softwaretool (http://www.iometer.org), mit dem Performance-Daten von
Speichersystemen bei unterschiedlichen Blockgrößen und Zugriffsmustern ermittelt werden.
Das links stehende Bild zeigt, dass der Durchsatz in MB/s,
pro VM durch die Verwendung der R2 Version nicht
verbessert wurde.
Positiv fällt jedoch auf, dass die CPU Belastung bei
gleichem Durchsatzwert um ca. 22 Prozent gesunken ist
(siehe Bild rechts). Die virtuelle Maschine wird weniger
belastet und kann die eingesparte Rechenleistung anderen
Diensten innerhalb der VM oder dem Virtual Server 2005 R2
Hostsystem zur Verfügung stellen. Die Gesamtperformance
eines Microsoft Virtual Server 2005 R2 Systems wird durch
diese Einsparung erheblich verbessert.
Seite 6 (9)
Netzwerk
Eine Beurteilung der Netzwerkperformance wurde mit dem Lastsimulationstool Netperf (http://www.netperf.org)
durchgeführt. Bei diesem Tool werden Netzwerkdatenpakete mit unterschiedlicher Blockgröße zwischen zwei
Testrechnern, einem Sender und einem Empfänger, transferiert. Sender und Empfänger können auf einem oder
auch auf zwei verschiedenen Rechnern laufen. Netperf misst den Datendurchsatz auf der Strecke zwischen den
beiden Partnern bei 2k, 4k, 8k, 16k, 128k, 256k und 512k großen Blöcken.
Auch im Netzwerkumfeld bringt Virtual Server 2005 R2 Performance Verbesserungen. Die in den Tests erzielten
Durchsatzwerte sind im Vergleich zu einem Microsoft Virtual Server 2005 durchgängig höher, wie unten stehende
Grafik zeigt. Der Performancegewinn variiert je nach TCP Blockröße, so wurde beispielsweise bei einer
Blockgröße von 4k der Durchsatz um ca. 71 Prozent gesteigert. Aber auch bei den großen Blockgrößen wie z.B.
bei 512k ist eine Verbesserung des Durchsatzes um 33 Prozent gegenüber der Vorgängerversion erkennbar.
64-bit
Der Microsoft Virtual Server 2005 R2 unterstützt die 64-bit Technologie auf x64 Hardware. Dabei laufen das
Betriebssystem und der Virtual Server 2005 R2 im 64-bit Modus. Da die virtuellen Maschinen jedoch nur eine 32bit Umgebung bereitstellen, können nur 32-bit (Gast) Betriebssysteme verwendet werden. Erste Messungen mit
der R2 Version unter 64-bit ergaben keine nennenswerten Performanceunterschiede im direkten Vergleich zur R2
Version auf einem 32-bit System. Der Virtual Server profitiert jedoch auf einer anderen Weise von der 64-bit
Technologie. Durch die Verwendung von 64-bit ist es möglich, mehr Arbeitsspeicher zu adressieren als im 32-bit
Modus; davon profitiert das Hostbetriebssystem. Somit kann der Host mit mehr Arbeitsspeicher ausgerüstet
werden, wodurch die Menge an Arbeitsspeicher pro VM vergrößert werden kann. Hierdurch wird die Skalierung
des Virtual Servers deutlich erhöht und die Gesamtperformance der Virtualisierungslösung verbessert.
Seite 7 (9)
Fazit
Microsoft Virtual Server 2005 R2 erweitert den Umfang des Microsoft Virtual Server 2005 um nützliche Funktionen,
wie beispielsweise PXE Boot, iSCSI Clustering und 64-bit Unterstützung. Darüber hinaus bietet diese neue Version
deutliche Performanceverbesserungen gegenüber seinem Vorgänger in allen Performance-relevanten Bereichen.
So sind im Prozessor-, Disk- und Netzwerk-Umfeld deutliche Geschwindigkeitszuwächse zu verzeichnen.
Ausblick
Das Thema Virtualisierung wird auch in Zukunft immer mehr an Relevanz gewinnen. Prozessorhersteller wie Intel
und AMD versuchen durch Optimierungen und Erweiterungen ihrer Hardware die Performance von
Virtualisierungslösungen zu verbessern. Eine Art der Erweiterung ist die Integration von Virtualisierungstechniken
bzw. Virtualisierungsinstruktionen in die Prozessoren, wie es beispielsweise Intel mit der Virtualisierungstechnik
(VT) bzw. AMD mit der Pacifica Technologie realisiert. Damit diese Hardwarefunktionen des Prozessors auch
genutzt werden können, muss die Software an diese neuen Funktionen angepasst werden. Die Unterstützung
dieser Technologie wird voraussichtlich mit der Nachfolgeversion des Microsoft Virtual Server 2005 R2 sowie mit
der kommenden Windows Version (Codename Longhorn) gegeben sein.
Seite 8 (9)
Literatur
Allgemeine Informationen zu Produkten von Fujitsu Technology Solutions
http://de.ts.fujitsu.com
Allgemeine Informationen zur PRIMERGY Produktfamilie
http://www.primergy.de
PRIMERGY Benchmarks
Performance Reports und Sizing Guides
http://de.ts.fujitsu.com/products/standard_servers/primergy_bov.html
Microsoft Virtual Server
http://www.microsoft.com/windowsserversystem/virtualserver/default.mspx
SPECcpu2000 - Benchmark Überblick
http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=eded760c-c160-4614-a6ef-2cc34b1f6bd6
Iometer
http://www.iometer.org
Netperf
http://www.netperf.org
Kontakt
PRIMERGY Performance und Benchmarks
mailto:[email protected]
PRIMERGY Produkt Marketing
Lieferung vorbehaltlich Verfügbarkeit, technische Änderungen ohne
Vorankündigung möglich, Korrektur von Irrtümern und Auslassungen
vorbehalten.
Alle angegebenen Konditionen (TCs) sind empfohlene Einstandspreise in
Euro ohne MwSt. (sofern im Text nicht anderweitig angegeben). Sämtliche
verwendete Hardware- und Software- Namen sind Handelsnamen und/oder
Warenzeichen ihrer jeweiligen Hersteller.
Copyright © Fujitsu Technology Solutions GmbH 2009
Herausgegeben durch:
Internet:
http://ts.fujitsu.com/primergy
Enterprise Products
PRIMERGY Server
PRIMERGY Performance Lab
Extranet:
http://partners.ts.fujitsu.com/com/products/serv
ers/primergy

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