Создание виртуальных машин в гипервизоре Microsoft Hyper-V — несложная задача: просто дважды щелкните мышью по кнопке New и выберите вариант Virtual Machine.

Однако бездумное создание виртуальной машины внутри системы Hyper-V и немедленное использование ее в работе — не лучший подход. Следует учитывать последствия решений, которые вы принимаете, так как ваши действия могут привести к неполадкам в будущем — в частности, к проблеме с производительностью. Одним из важнейших решений является выбор формата диска Hyper-V.

Вы наверняка знакомы с VHD — форматом виртуальных дисков, который использует система Hyper-V. Но сами диски VHD имеют различные типы, каждый со своими значениями объема и производительности. Понимание разницы между форматами диска поможет выбрать тип диска, который будет использоваться в различных реализациях Hyper-V.

Такие разные VHD

По умолчанию новые виртуальные машины создаются со встроенным диском VHD. Эти диски используют открытый формат Microsoft для виртуальных дисков и у них есть несколько очень полезных преимуществ. Гипервизор Hyper-V, даже в версии R2, требует, чтобы загрузочные диски имели интерфейс IDE. Все остальные диски могут иметь интерфейс SCSI. Но перед тем как вы решите, что это требование ограничивает производительность, вам следует знать, что диски, подключенные к интерфейсу IDE, и диски, подключенные к интерфейсу SCSI, в системе Hyper-V используют одну и ту же шину виртуальной машины, вследствие чего в работе диски с интерфейсами IDE и SCSI имеют одинаковую производительность.

Тем не менее диски VHD с интерфейсом SCSI имеют несколько дополнительных функций, поэтому их лучше всего использовать в качестве любых дисков, кроме того, на котором стоит операционная система. Диски VHD с интерфейсом SCSI в системе Hyper-V R2 можно добавлять к виртуальной машине в горячем режиме. К тому же у дисков VHD с интерфейсом SCSI выше ограничения по размеру и количеству — диски с интерфейсом SCSI поддерживают размер до 2 Тбайт. Можно также добавлять больше дисков с интерфейсом SCSI к виртуальной машине, обходя ограничение шины IDE на 4 диска. Именно по этим причинам считается, что лучше использовать диски с интерфейсом SCSI в виртуальных машинах Hyper-V в качестве любых дисков, за исключением системных.

Другим важным вопросом при выборе дисков Hyper-V является настройка объема хранения. Система Hyper-V позволяет выбрать один из трех вариантов при создании новых дисков VHD: диск фиксированного размера, динамически расширяемый диск или разностный диск. Как вы, возможно, догадались, виртуальные диски фиксированного размера резервируют все дисковое пространство при создании диска. Динамически расширяемые диски используют ровно столько места, сколько им необходимо для хранения данных.

В первой версии гипервизора Hyper-V разница в производительности между дисками с фиксированным размером и динамически расширяемыми дисками была существенной — достаточно сказать, что специалисты Microsoft рекомендовали использовать диски с фиксированным размером для всех рабочих процессов. Версия Hyper-V R2 каким-то образом уменьшает эту разницу, причем Microsoft сообщает, что динамически расширяемые диски теперь обеспечивают производительность в 85–94% производительности дисков с фиксированным размером. Точное значение внутри данного 9-процентного диапазона в основном зависит от типа рабочей нагрузки, для которой используются диски.

В техническом документе «Virtual Hard Disk Performance: Windows Server 2008/Windows Server 2008 R2/Windows 7» (download.microsoft.com/download/0/7/7/0778C0BB-5281-4390-92CD-EC138A18F2F9/WS08_R2_VHD_Performance_WhitePaper.docx) Microsoft приводит отчет о производительности приложений, которые компания тестировала в серии рабочих процессов. Согласно выводам Microsoft, диски VHD с фиксированным размером во всех процессах работали быстрее, чем их динамические аналоги; однако во многих случаях разница была пренебрежительно мала.

Хотя производительность должна быть ключевым фактором при выборе между фиксированными и динамическими дисками, также следует помнить о том, что фиксированные диски повышают стоимость хранения. Когда вы используете диски с фиксированным размером, вы тратите пространство физических дисков на хранение «пустоты». Если ваша организация имеет ограниченное дисковое пространство или просто не хочет тратить деньги на хранилища, используемые впустую, стоит обдумать возможность более эффективного использования дисковых ресурсов за счет небольшого снижения производительности.

Разностные диски VHD позволяют связать множество дисков VHD между собой. Дочерние диски VHD создаются с тем же набором данных, что и родительский диск; они увеличиваются в объеме только тогда, когда данные меняются по отношению к образу родительского диска. Хотя тесты производительности, проведенные Microsoft, показали, что разностные диски демонстрируют почти такой же уровень производительности, как динамические диски, следует особенно осторожно обращаться с ними в связи с их зависимостью друг от друга. Разностные диски ссылаются друг на друга и, более того, множество разностных дисков можно связать между собой, чтобы создать цепь дисков. В результате, хотя разностные диски занимают меньше дискового пространства, чем другие типы дисков, нужно учитывать, что данное преимущество также несет в себе риск случайного обрыва связи между дисками.

Компания Microsoft официально не предлагает отказаться от использования разностных дисков; однако эти диски обычно ассоциируются с непроизводственными сценариями. Единственным типом производственных решений, в которых обычно применяются диски данного типа, являются архитектуры на основе технологии Virtual Desktop Infrastructure (VDI). В данных архитектурах дочерние диски VHD создаются на основе образа главного эталонного образца. Так как виртуальные рабочие станции обычно мало меняются в сравнении с родительским образцом и от них можно легко избавиться, когда они больше не нужны пользователю, создание такой пары может быть неплохой идеей, если вы планируете разворачивать виртуальные рабочие станции в архитектуре VDI.

Транзитные диски

Еще один тип диска, называемый транзитным диском, не имеет никакого отношения к дискам VHD. Транзитные диски создаются путем присоединения дискового тома к серверу Hyper-V, обычно либо по протоколу iSCSI, либо через соединение Fibre Channel. После присоединения дискового тома к серверу логический диск транзитом переходит к ожидающей виртуальной машине — отсюда и название.

В отличие от дисков VHD, транзитные диски не инкапсулируют данные в формат виртуального диска. Сохранение исходного формата позволяет данным оставаться в стандартном формате NTFS, используемом в сети SAN. Применение стандартного формата может повысить эффективность процессов резервного копирования и восстановления, а также снимает ограничение на объем виртуальных дисков, равное 2 Тбайт.

Результаты, приведенные в указанном ранее техническом документе компании Microsoft, показывают, что транзитные диски во всех возможным сценариях демонстрируют более высокую производительность, чем диски VHD фиксированного размера, хотя разница небольшая. Это может быть связано с тем, что при обращении к данным на транзитных дисках требуется более низкий уровень использования центрального процессора. Другой причиной может быть усовершенствованный механизм выравнивания секторов в хранилищах SAN (то есть секторы, образующие дисковый том, точно выравнены с секторами, которые распознает оборудование SAN). Неточное выравнивание между томом и хранилищем SAN часто является причиной низкой производительности диска.

Хотя транзитные диски изначально соединены с сервером Hyper-V, они поддерживают динамическую миграцию Live Migration. Более того, транзитные диски показали более высокую производительность при динамической миграции, чем диски VHD, из-за того, что виртуальной машине не надо монтировать файловую систему диска в процессе Hyper-V Live Migration.

У транзитных дисков есть свои недостатки, главный из которых заключается в том, что они не имеют обычных преимуществ, обеспечиваемых технологией виртуализации дисков. Еще одним недостатком является то, что начальное подключение транзитного диска к серверу Hyper-V может потребовать дополнительного вмешательства администратора и комплексной проверки всех настроек, в частности в случаях, когда виртуальные машины образуют кластер. Для виртуальных узлов кластера требуется точная настройка маски и зоны, но в основном хлопот администратору может прибавить то, что каждый транзитный диск может использоваться только одной виртуальной машиной. И наконец, вы не сможете выполнить резервное копирование транзитных дисков с помощью инструмента Hyper-V VSS writer, а также любого другого решения для резервного копирования, использующего средства хост-сервера. Таким образом, для реализации методов резервного копирования и восстановления вам придется либо копировать раздел LUN из сети SAN, либо установить на виртуальной машине агент системы резервного копирования.

Универсальных ответов нет

. Некоторые типы снимают одни ограничения, но при этом добавляют новые.

Грег Шилдс (virtualgreg@concentratedtech.com) — технический руководитель в компании Concentrated Technology