بهبود کارایی شبکه برای بار کاری مجازی با ویندوز سرور 2019

مایکروسافت در زمان عرضه ویندوز سرور 2016 آزمایش جالبی انجام داد و نشان داد که دستیابی به سرعت 40 گیگابیت بر ثانیه درون یک ماشین مجازی با استفاده از یک ماشین مجازی چند صفه (Multi-Queue) امکان‌پذیر است. با این‌حال، دستیابی به حداکثر سرعت و توان عملیاتی، افزایش هزینه‌ها را به همراه داشته، برنامه‌‌ریزی‌ها را پیچیده کرده، به تعیین خط معیار دقیق، پیکربندی درست تنظیمات و نظارت کامل بر نحوه مدیریت سرباره پردازنده مرکزی نیاز دارد. کاربران زمانی که احساس کنند سطح عملکرد شبکه پایین‌تر از حد انتظار آن‌ها است، به سرعت این مسئله را به شما اطلاع می‌دهند تا راه‌حلی برای مشکل پیدا کنید. در ویندوز سرور 2019 بارکاری مجازی به 40 گیگابیت بر ثانیه می‌رسد و این مقدار حفظ می‌شود. این در حالی است که مصرف پردازنده پایین‌ بوده و پیکربندی‌های سنگین و حرفه‌ای که باعث افزایش هزینه‌ها می‌شوند، حذف شده‌اند. برای دستیابی به چنین پیشرفت کم نظیری، دو مشخصه جدید به ویندوز سرور 2019 افزوده شده‌اند: 

• (Receive Segment Coalescing (RSC  در سوئیچ مجازی
• (Dynamic Virtual Machine Multi-Queue (d.VMMQ (ماشین مجازی چندصفه‌ پویا)

به لطف دو مشخصه فوق توان عملیاتی شبکه در ماشین‌های مجازی به حداکثر می‌رسد، بدون این‌که برای کنترل ماشین میزبان مجبور شویم هزینه‌ها را افزایش دهیم. همچنین، هزینه عملیات و تعمیر و نگه‌داری نیز کاهش پیدا می‌کند. 

RSC در سوئیچ مجازی

شماره یک فهرست ما یک فناوری قدیمی، اما خوب است. Receive Segment Coalescing یا به اختصار RSC با استفاده از کارت شبکه بسته‌های ورودی را کنترل می‌کند و مقدار پردازش مورد نیاز را تعیین می‌کند. در واقع هدف RSC کمک برای کاهش بار پردازنده است. ویندوز سرور 2019 یک نسخه بازسازی شده از RSC را برای بهبود کارایی میزبان در پردازش‌ها و رسیدن به توان عملیاتی مناسب در بارکاری مجازی، ارائه داده است. این مشخصه هر ترافیکی که از طریق سوئیچ مجازی عبور می‌کند (شامل بار محاسباتی Hyper-V، الگوهای spaces direct یا پیاده‌سازی‌های SDN) را شامل می‌شود. همان‌گونه که اشاره شد، RSC قبلاً از کارت شبکه استفاده می‌کرد که متأسفانه عملکرد آن زمانی که از سوئیچ مجازی استفاده می‌شد غیرفعال می‌شد. در نتیجه در بارکاری مجازی از مزایای این مشخصه استفاده نمی‌شد. RSC در سوئیچ مجازی پیش‌فرض ویندوز سرور 2019 است و نیاز به هیچ تغییر یا پیکربندی برای استفاده از RSC نیست.
شکل یک نتایج حاصل از آزمایش قابلیت فوق در رسیدن به توان عملیاتی مطلوب را نشان می‌دهد. در سمت چپ تصویر شما وضعیت کارت شبکه مجازی را مشاهده می‌کنید که روی کارت شبکه فیزیکی با بار 40 گیگابیت بر ثانیه قرار دارد. در این حالت از RSC روی سوئیچ مجازی استفاده نشده است.

شکل 1- آزمایشی برای نشان دادن تأثیر RSC در سوئیچ مجازی

همان‌گونه که مشاهده می‌کنید 28 درصد از CPU برای پردازش ترافیک با حجم 23.9 گیگابیت بر ثانیه استفاده شده است. در سمت راست تصویر، همان شرایط در حالی که از RSC در سوئیچ مجازی استفاده شده را مشاهده می‌کنید. اوضاع بهتر است و با کاهش پردازش تا 23 درصد، توان عملیاتی به 37.9 گیگابیت بر ثانیه رسیده است! خلاصه عملکرد در جدول 1 تشریح شده است. 

جدول1. نتایج ارائه شده در آزمایش مشخصه RSC

RSC در سوئیچ مجازی سگمنت‌های TCP (اجزایی که به بخش‌های بزرگ‌تری تبدیل می‌شوند) را برای یک مهمان Hyper-V با هم ترکیب می‌کند. پردازش بسته‌های کمتر، کارایی بیشتری به دنبال دارد. یعنی وقتی بسته‌های کوچک با تعداد زیاد به بسته‌های بزرگ با تعداد کمتر تبدیل شوند، پیشرفتی حاصل شده است. اگر کاربر ویندوز سرور 2019 شوید و از
هایپر-وی، فضاهای ذخیره‌سازی مستقیم و شبکه‌سازی نرم‌افزار محور استفاده کنید، بدون تردید ویژگی RSC مشخصه‌ای نیست که ساده از کنار آن عبور کنید. RSC به صورت پیش‌فرض فعال است، اما برای دستیابی به نتایج مطلوب بهتر است مستندات ارائه شده برای مشخصه فوق را به دقت مطالعه کنید.  

مطلب پیشنهادی

آموزش ویندوز سرور منطبق با سرفصل های بین المللی

آموزش جامع و رایگان ویندوز سرور 2019 ویژه متخصصان شبکه

ماشین مجازی چند صفی به صورت پویا (d.VMMQ)

با ظهور کارت‌های شبکه 10 گیگابیت بر ثانیه پردازش مورد نیاز برای ترافیک شبکه از توان پردازنده مرکزی خارج شد. صف ماشین مجازی و ماشین مجازی چند صفی (Multi-Queue) اجازه می‌دهند که ترافیک برای کارت شبکه مجازی توسط هسته‌های مختلف پردازش شود. متأسفانه این موضوع به پیچیدگی بالایی در برنامه‌ریزی، تنظیم و نظارت نیاز دارد و کار را برای متخصصان فناوری‌اطلاعات سخت‌تر کرده و هزینه‌های بالایی نیز به همراه دارد. اگر سخت‌افزارهای ناهمگن و مختلف در مرکز داده خود داشته باشید، دستیابی به پیکربندی مناسب دشوار است و احتمالاً ماشین مجازی نمی‌تواند سطح بالای خود در کارایی را حفظ کند.
برای حل مشکل، ویندوز سرور 2019 به صورت پویا تغییراتی در تنظیمات میزبان ایجاد می‌کند تا کارایی پردازنده به حداکثر برسد و توان عملیاتی ماشین مجازی ثابت شود. d.VMMQ نیاز به پیش‌نیاز خاصی ندارد و به صورت خودکار از توان عملیاتی مناسب هر ماشین مجازی اطمینان حاصل می‌کند. کاهش هزینه‌های عملیاتی (OPEX) در مقایسه با نسخه‌های قبلی فناوری فوق قابل توجه است. [nid:15979]]

دستاوردهای این فناوری چیست؟

دو خروجی مهم این فناوری به شرح زیر است:
1. زمانی که توان عملیاتی شبکه پایین است: سیستم بسته‌های ترافیک دریافتی روی کارت شبکه مجازی را ترکیب کرده و تا حد ممکن تعداد پردازنده‌های مرکزی که استفاده می‌شوند را کم می‌کند. در شکل دو یک ماشین مجازی را مشاهده می‌کنید که ترافیک دریافتی آن 5.3 گیگابیت بر ثانیه است.

شکل 2 - یک ماشین مجازی با ترافیک دریافتی پایین

سیستم می‌تواند بسته‌ها را ترکیب کرده و تنها از یک پردازنده مرکزی برای پردازش استفاده کند(شکل 3).

شکل 3- استفاده از یک پردازنده وقتی ترافیک دریافتی پایین است

2. زمانی که توان عملیاتی شبکه بالا است: سامانه به‌طور خودکار ترافیک دریافتی را بین هر تعداد پردازنده مرکزی که لازم است، تقسیم می‌کند. حالا به شکل چهار نگاه کنید که ترافیک تا 21 گیگابیت بر ثانیه افزایش داشته است.

شکل 4- یک ماشین مجازی با ترافیک دریافتی بالا

رسیدگی به این حجم از ترافیک از توان یک پردازنده خارج و بنابراین از 5 پردازنده استفاده شده است (شکل 5). 

شکل 5- استفاده از چند پردازنده وقتی ترافیک دریافتی بالاست

سخن پایانی
بارکاری هر چقدر که باشد ماشین مجازی شما باید به بیشترین توان عملیاتی ممکن برسد. ویندوز سرور 2019 توانسته است تا حد بسیار زیادی به کارایی مورد انتظار در شبکه دست پیدا کند و در کنار آن برنامه‌ریزی‌های پیچیده و تنظیمات هزینه‌بر در نسخه‌های قبلی ویندوز را حذف کند. ممکن است شما هنوز در زمان‌ها و بخش‌هایی نیاز به اشکال‌زدایی را حس کنید اما این موضوع به دلیل توان عملیاتی شبکه نخواهد بود!

برای مطالعه تمام بخش‌های آموزش ویندوز سرور 2019 تهیه شده در سایت ماهنامه شبکه اینجا کلیک کنید.