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构建虚拟化服务器内存类型指南

当前,虚拟化业已成为常态,了解虚拟化类型能更好的了解此技术对数据中心产生的不同影响。

作者:佚名来源:机房360|2017-03-28 15:30

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当前,虚拟化业已成为常态,了解虚拟化类型能更好的了解此技术对数据中心产生的不同影响。

与时俱进的了解服务器内存类型随着虚拟化的发展,内存已成为运算时的重要资源,其在使用性能上以及配置参数方面的发展随着虚拟化的发展也在发生着变化;对于数据中心IT人员而言,及时了解服务器的内存类型、运算性能,保障数据中心运算性能更高是很有必要的。

构建虚拟化服务器内存类型指南

保护服务器的可靠性

内存能够为每个虚拟设备保存图像和数据,因此内存的可靠性对企业服务器至关重要。如果内存出错,则可能会导致虚拟设备在该空间的损坏,以致数据丢失,甚至出现更严重的服务器故障。有几种服务器内存类型有助于弥补内存缺陷。

如:错误检查和纠正(ECC)是一种定位和纠正内存内容中错误的技术。ECC将一种数学算法应用于内存中的一些数据,(如单个64位内存地址),然后计算该数据的代码,将代码添加到预留的内存空间中。

当服务器读取内存内容时,就会计算ECC ,并将其与内存中的ECC进行比较。如果这两个数据相匹配,它们被认为是有效的。如果不是, ECC算法可以确定哪一个bit(位)是错误的,并改变它。ECC可以检测(但是不能修改)两个bit(位)错误。Advanced ECC通过分配多个独立的ECC设备,而不是单个进行内存读取,扩展了ECC机制。Advanced ECC模式检测和纠正单一、双bit错误,并检测内存设备故障。单设备错误校正(SDDC)采用混合ECC结构混合来检测并纠正多达四位多bit(位)错误; 该技术还识别和关闭双列直插存储器模块(DIMM)上的失效的存储器芯片。

SDDC可以从服务器内存映射中删除失效芯片或整个内存模块,让服务器通过备用模块恢复内存内容。高端服务器制造商采用标签来识别、关闭与恢复内存故障管理,如IBM的Chipkill,Hewlett Packard Enterprise(惠普)的Advanced ECC与Chipspare,还有基于Intel的同步内存。

某些服务器的内存在设计上为了保证其完整性通常会减少配置。在配置高可靠性的服务器时,通常会试图对一些相关联的故障进行处理,如总线频率(速度)、温度、电压水平和内存刷新率等;服务器会降低频率与电压,从而降低内存组件的压力,热损耗和故障率。

如果你正计划为数据中心服务器升级,会发现有更多的服务器内存类型可选,现在的内存模块使用串行存在检测(SPD)空间来记录每个模块可校正的内存错误数量与位置。SPD跟踪错误率并寻找可能出现可修正错误急剧增加的模块。技术人员可以据此先发制人,如内存热备或将工作负载迁移至其他服务器,然后更换有问题的DIMM。相似的技术,如内存页退役,跟踪可恢复的内存错误到内存页或区域。一旦发现可校正错误变得过大,系统会将受灾页面退休并禁止使用,直到问题内存模块被更换。

服务器内存性能

数据中心采购人员为获取内存的最佳性能,应该为每个DIMM购买相同的rank、容量和频率的内存。假如DIMM 容量不同时,确保DIMM能兼容相同的rank和频率,以及所有通道大小相同。每个可用通道都应该在相同位置安装逻辑唯一的DIMM。要了解服务器等级内存的配置,最好先了解内存结构和特性。Rank其实就是一组内存颗粒位宽的集合,是DIMM基本组成单位。例如,8个8位芯片的DIMM有一个rank,两侧有8个芯片的DIMM有两个rank。内存模块容量直接与构成模块的内存芯片有关。容量通常以芯片深度*芯片宽度*rank来表示。例如,一个具有四个rank的128 MBbit×16位芯片,具有的总容量为:为128 x 16 ×4= 8,192Mb ,或1GB。DIMM被设计成由服务器的存储器控制器管理的通道。DIMM也可以按速度分类:总线连接内存和处理器时钟率(主频)。最新的企业级服务器采用DDR4 DIMM ,创下频率1,866~2,133 MT/s(MT/s即传输数百万条数据/秒)的记录,而采用DDR3的旧系统可能最高只能达到1600MT/s或1,333MT/s。服务器的处理器需与主频速率相对应,落伍的或便宜的服务器内存可能会将其内存操作限制在较低的频率上,从而影响服务器性能。

越多未必越好

添加服务器内存容量可能与添加更多DIMM一样简单,但过多的DIMM会降低频率导致影响内存性能。例如,每个通道两个DIMM时服务器运行速度能达到2,133MT/s,但是如果在这个通道再安装第三个DIMM,运行速度会降到1,866MT/s。使用较少的DIMM,反而能获得更大容量。低负载DIMM(LRDIMMs)可提供最大容量和最佳性能。如果服务器能支持,可以选择一个适应性强的内存――Advanced ECC。Advanced ECC 将多个内存通道主机控制器连接在一起,来支持适用于大的数据宽度( x8 )内存芯片的SDDC。有时候,它会离开那些不可用的以及不能被填入的通道。多个内存控制器的相互影响也会限制内存性能。像Dell PowerEdge R710这样的服务器可以提供一种优化模式独立的运行所有的内存通道或者独立的运行内存控制器,但是,这可能会妨碍内存形状(数据宽度)大于×4的DIMM。想要利用先进的数据中心技术来支持更多同步的虚拟设备,服务器购买者需要了解这些方法来提高内存设备的性能。

某些情况下,一些通道可能无法使用,而且无法被填充。内存控制器之间的交互也会影响内存性能。例如Dell PowerEdge R710提供另一种优化模式,可独立运行所有内存通道和内存控制器,但这可能会禁止内存集合不大于x4。为改善数据中心的技术并支持更多同步虚拟设备,服务器买家需要了解这些方法来提高内存设备的性能。

打破虚拟设备兼容性和虚拟化文件格式

如果仅仅是作为一个平台上使用虚拟化的管理员,则不必真正处理不同的虚拟化文件格式。虚拟设备管理程序将支持之前创建的内容,如果虚拟设备管理程序升级到更高版本,则文件仍将正常工作。如果需要使用被创建在另一个管理程序环境中的一个管理程序平台上的虚拟设备,则情况完全不同。来自不同管理程序的虚拟化文件格式高度不兼容。为为了实现虚拟设备管理程序之间的VM兼容性,有必要首先了解不同的虚拟化文件和磁盘格式之间的区别,然后权衡利弊。

不同的文件类型和文件格式

作为虚拟设备,必须至少使用两种不同的文件:一个硬盘文件,用于存储虚拟设备中使用的所有文件,以及描述VM本身的文件。要有效的将一个虚拟管理程序平台过度到另一个虚拟管理程序平台上,就必须确保两个文件都适应虚拟管理程序。这并不像听起来那么容易,因为不同的管理程序支持不同的功能。因此,作为一名管理人员,想要确保虚拟设备具有最高级别的兼容性,那么就应该使用两个平台上都有的功能。

磁盘和文件格式规格

要制定虚拟设备兼容性策略时,首先要问的问题是想要走多远。当然,源磁盘格式应该可在目标管理程序平台上可用。有大量可用的磁盘格式类型具有对虚拟设备管理程序有用的功能,这使得兼容性困难。 例如,如果您想在虚拟设备上使用快照,那么如果虚拟设备原生支持该功能,则会有所帮助。

常见的磁盘格式: RAW格式:这不是真正的磁盘格式,相反,它指的是使用的原始图像。它不存储元数据,这使它成为VM兼容的一个极佳的备选方式。但是,由于它不存储元数据,它就不支持高级功能,例如快照或压缩。

虚拟设备磁盘(VMDK)文件:这是VMware环境中使用的默认磁盘格式。它兼顾不同的功能,包括自动精简配置和自动密集配置,以及高端功能,例如支持在群集环境中使用。

虚拟硬盘(VHD):这是Microsoft采用的默认文件格式。与VMDK一样,它提供了不同的功能,兼顾在数据中心环境中高效存储和使用。

Qcow2:这是QEMU,一种开源管理程序使用的默认磁盘格式。由于LinuxKVM也使用QEMU ,所以Qcow2格式经常在KVM(Kernel-based Virtual Machine基础核心虚拟设备)环境中使用。它顾存储器的有效使用,允许管理员在需要时仅分配所需的磁盘空间,称为写时复制(CoW)。

除了不同的磁盘格式之外,还有VM规范文件格式。一些常见格式包括在KVM环境中使用的XML文件和用于VMware环境用来描述虚拟设备的vmx文件。出于兼容性考虑,这些文件类型不像虚拟磁盘格式那么重要。如果可以读取虚拟磁盘,最重要的目标就是实现:可以使用VM。如果无法读取VM描述文件,则可以很轻松在目标平台上重新创建VM, 因为它不包含远远超过在VM中使用的硬件的信息。

OVF和OVA的作用

2007年,主要虚拟化供应商商定了一种格式来打包VM,称为开放虚拟化格式(OVF)。OVF旨在提供一组通用标准,以确保虚拟设备文件在不同的虚拟化平台上具有可移植性。一个OVF包括一个XML文件(描述虚拟设备的内容的文件)以及vmdk文件。即使所有VM管理程序不用OVF作默认格式,它依旧得到大部分业界人士的支持,从而确保不同平台之间VM的可移植性。开放式虚拟化应用程序( OVA)格式具有OVF文件添加功能。它是一个允许VM的压缩存储的归档。与OVF文件一样,所有主要平台都支持OVA文件。使用OVA文件传输的好处是所有的虚拟化平台都支持OVA文件使用的压缩算法。值得注意的是,在使用OVA文件之前,它们通常必须被输入到虚拟化平台。在处理VM兼容问题时,涉及到许多文件格式。有磁盘格式、VM描述文件格式以及OVA格式。

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