الوصف #
وظيفة الشبكة الافتراضية، كما هو معروف NFVنموذجٌ جديدٌ يُدافع عن استخدام أجهزة الشبكات في البيئات الافتراضية لتحقيق المرونة وسهولة الصيانة. ولكن ينبغي دراسة كل حالة استخدام لتحديد الخيار الأمثل، سواءً كان جهازًا ماديًا أم جهازًا افتراضيًا، وفقًا للمتطلبات والميزانية والموارد المتاحة.
في هذه المقالة سوف نذكر الاختلافات بين أجهزة الشبكة، لتحديد بعض تحسينات ضبط الآلة الافتراضية للشبكات وموازنة التحميل و الأداء بين بائعي المشرفين الافتراضيين.
اختلافات الأداء بين الأجهزة والأجهزة الافتراضية #
بمجرد أن نحتاج إلى نشر موازن تحميل جديد، فإن السبب الفني الرئيسي للذهاب إلى خردوات الجهاز هو جمع أكبر قدر من أداء و انخفاض زمن انتقال الشبكة قدر الإمكان، ولكن واقعي الجهاز سوف يوفر المزيد مرونة و إدارة أسهل من البنية التحتية.
في عالم مثالي، عند نشر آلة افتراضية مع جميع الموارد المتاحة من المضيف، يمكننا الحصول في الآلة الافتراضية على ما بين 96% إلى 97% من وحدة المعالجة المركزية للمضيف، وما بين 70% إلى 90% من أداء الشبكة للمضيف، وما بين 40% إلى 70% من أداء تخزين الإدخال/الإخراج للمضيف، وكلها بسبب النفقات العامة للمشرف الافتراضي.
إن معايرة أداء الآلات الافتراضية ليست مهمة سهلة، حيث أن التكوينات المختلفة المحتملة قد تؤدي إلى عدم وجود أرقام دقيقة، وهناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على أداء الآلة الافتراضية، مثل:
بائع المشرف الافتراضي والإصدار المستخدم
تحسينات المضيف
الموارد المخصصة لكل جهاز افتراضي
عدد الأجهزة الافتراضية التي تعمل لكل مضيف
حركة مرور الشبكة أو وحدة المعالجة المركزية أو تحميل القرص I/O في المشرف الافتراضي
تم تكوين برامج تشغيل الشبكة
الموارد المشتركة بين الأجهزة الافتراضية
المهمة التي تم تنفيذها (التوجيه، تبديل المحتوى، تفريغ SSL، وما إلى ذلك)
من بين أمور أخرى…
هذه المقالة مخصصة لتحسين الشبكات لموازنة الأحمال في البيئات الافتراضية، لذا فهي تركز على تحميل وحدة المعالجة المركزية (CPU) وضبط عمليات الإدخال/الإخراج الشبكية لتحقيق أقصى استفادة من أجهزة موازنة الأحمال الافتراضية. أداء تخزين الأقراص ليس بالغ الأهمية، لأن هذا النوع من تطبيقات NFV لا يتطلب تحميلًا كبيرًا لعمليات الإدخال/الإخراج على الأقراص.
تحسينات VM للشبكات وموازنة التحميل #
لتعزيز NFV الخاص بك (وبشكل خاص لتحقيق التوازن في التحميل) في البنية التحتية الافتراضية الخاصة بك، نوصيك باتباع الإرشادات التالية.
1. أجهزة مضيفة حديثة ومحدثةتتضمن أحدث منصات الأجهزة العديد من تقنيات تسريع المعالجات والبرامج على مستوى BIOS أو البرامج الثابتة لتحسين الأداء مع المحاكاة الافتراضية. عادةً ما يكون تحديث البرامج الثابتة وBIOS ممارسة جيدة لتمكين الميزات الجديدة وتجنب المشاكل المعروفة.
2. حدد المشرف الافتراضي المفضل لديكيُعدّ مُشرف الأجهزة الافتراضية (Hypervisor) المُستخدم في المُضيف بالغ الأهمية لأداء الشبكات. سيُوضّح القسم التالي دراستنا المعيارية لأكثر مُشرفات الأجهزة الافتراضية استخدامًا. ستُعطيك هذه الدراسة نظرةً شاملةً على أفضل المنصات الافتراضية المُحسّنة لأداء الشبكات وموازنة الأحمال. بالإضافة إلى ذلك، يُتيح بعض المُصنّعين العديد من إمكانيات الأداء وميزات قابلية التوسع في حلولهم غير المجانية، والتي يجب تفعيلها لحلول NFV.
3. تم تحديث المشرف الافتراضي. سيستفيد الحفاظ على تحديث المضيف من جميع ميزات التحسين وتحسينات الموارد المطبقة على المشرف الافتراضي بالإضافة إلى إصلاح عيوب الأمان.
4. تمكين Intel VT-x أو AMD-Vعادةً، تتضمن معالجات Intel وAMD الحديثة علامة التسريع هذه، ولكنها غير مُفعّلة افتراضيًا في BIOS. بعد التأكد من تفعيل هذا الخيار في BIOS، يجب تفعيله على مستوى الجهاز الافتراضي.
5. شبكة مخصصة للصيانةأثناء إعداد شبكة الجهاز الافتراضي، من المهم إنشاء شبكة معزولة لخدمات الإنتاج ومهام الصيانة ضمن شبكة خاصة داخلية مع الجهاز المضيف، بحيث يمكن استخدامها لنقل أحمال العمل بين الأجهزة المضيفة. ستكون هذه الشبكة الخاصة أسرع وأكثر أمانًا، ولن تؤثر على خدمات الإنتاج أثناء الصيانة.
6. حدد برامج تشغيل الشبكة المحسنةتأكد من استخدام برنامج تشغيل الشبكة الافتراضية الأكثر أداءً لكل مشرف افتراضي ولبطاقة الشبكة الخاصة بك. سيؤدي الحفاظ على برنامج تشغيل الشبكة الأنسب والمحدث لجهازك المضيف إلى تقليل زمن الوصول وتحسين الأداء في حالات التحميل العالي على الشبكة.
7. وحدة المعالجة المركزية الافتراضية المخصصةمن منظور الأداء، يُفضّل تخصيص وحدة معالجة مركزية افتراضية (vCPU) أقل لجهاز افتراضي مُعيّن، مع تخصيصها له. يُقلّل تجنّب مشاركة موارد وحدة المعالجة المركزية من تغيير السياق وحالة الانتظار في المُضيف، بالإضافة إلى تجنّب تأثر أحمال العمل من جهاز افتراضي إلى آخر.
8. قوالب مُحسّنة وجاهزة للنشرمن المهم وجود قوالب مُحسّنة تتوافق مع مُشرف الجهاز الافتراضي وإصداره، بما في ذلك الأدوات وبرامج التشغيل ونظام التشغيل المُخصص للشبكات في جانب الضيف. إن جاهزية القالب للنشر تُحسّن الكفاءة والإدارة وتُوفر الوقت.
الأداء بين المشرفين الافتراضيين #
وفقًا لمعايير موازنة التحميل والأحمال العالية للشبكات في مختبرنا، يمكننا القول أن إصدارات أحدث من Vmware ESXi يؤدي بشكل أفضل من Xen Server أو Hyper-V أو برامج التشغيل الافتراضية الأخرى الموجودة في السوق.
تحديد تخصيص الموارد المناسب لـ RELIANOID الأجهزة الافتراضية #
مع الأخذ في الاعتبار أننا نستخدم برنامج التشغيل الأكثر أداءً في السوق وفقًا لاختبار المعمل الخاص بنا، يمكننا جمع أداء مثالي RELIANOID بيئات افتراضية لموازن التحميل من 7٪ إلى 20٪ من العقوبة من نفس التكوين البدني.
لكل وحدة معالجة مركزية افتراضية مخصصة يمكننا تقدير:
~18 ألف طلب HTTP في الثانية مع مزرعة HTTP LSLB.
~220 ألف طلب HTTP في الثانية مع مزرعة LSLB L4XNAT.
إذا تم تمكين استمرار الجلسة، فيجب علينا الاهتمام بموارد الذاكرة الخاصة بالجهاز الافتراضي:
512 ميجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي لكل خدمة افتراضية أو مزرعة يتم إنشاؤها في الجهاز الافتراضي.
512 ميجابايت إضافية من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لكل خدمة أو مزرعة افتراضية تضم أكثر من 10,000 مستخدم.
فيما يتعلق بالتخزين، RELIANOID تخصص الأجهزة الافتراضية 8 جيجابايت من القرص والتي يمكن تغيير حجمها إذا لزم الأمر ولكن في معظم الحالات يجب أن يكون ذلك كافياً.
