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Kann Hyper-V und VMware die CPU-Diebstalzeit des VM-Hosts überwachen?

#1
13-11-2019, 22:11
Überwachung der CPU Steal Time in Hyper-V
In Hyper-V ist die CPU Steal Time eine der Kenngrößen, die Ihre Aufmerksamkeit erfordert, wenn Sie Performance-Tuning oder Fehlersuche planen. Im Wesentlichen bezieht sich die CPU Steal Time auf die Menge an Zeit, die eine VM bereit ist, ausgeführt zu werden, aber auf CPU-Ressourcen warten muss, weil der Host damit beschäftigt ist, andere Aufgaben zu verarbeiten. Diese Kennzahl kann entweder über den Performance Monitor oder mittels PowerShell-Befehlen angezeigt werden. Aus meiner Erfahrung verwende ich oft das Cmdlet „Get-Counter“, mit dem ich die Details zur CPU-Nutzung überprüfen kann. Sie würden Daten aus dem Leistungsobjekt "Hyper-V Hypervisor Logical Processor" abrufen. Sie könnten einen Befehl wie `Get-Counter -Counter "\Hyper-V Hypervisor Logical Processor(*)\% Total Run Time"` ausführen, um die gesamte verfügbare Laufzeit auf allen Ihren logischen Prozessoren zu finden.

Wenn Sie die Daten untersuchen, werden Sie feststellen, dass eine signifikante CPU Steal Time darauf hinweist, dass Ihre VMs nicht genügend CPU-Ressourcen erhalten, was zu Leistungsproblemen bei Anwendungen führen kann. Diese Überwachung hilft Ihnen festzustellen, ob Sie mehr CPU-Ressourcen an Ihre VMs zuweisen oder sogar in Betracht ziehen müssen, dem Host weitere physische CPUs hinzuzufügen. Ich habe oft Situationen beobachtet, in denen ein Host mit zu vielen VMs überlastet war, die sich begrenzte CPU-Ressourcen teilen, was zu erheblicher CPU Steal Time für viele von ihnen führte. Die Untersuchung und Anpassung kann die Gesamtleistung des Systems erheblich beeinflussen.

Die Art und Weise, wie Hyper-V die CPU-Planung handhabt, spielt dabei ebenfalls eine Rolle. Hyper-V verwendet einen Scheduler, der darauf ausgelegt ist, allen VMs fair zu begegnen, aber wenn Sie die CPU-Nutzung ausschöpfen, können leicht Probleme auftreten. Der Scheduler arbeitet mit dem Konzept des Gewichtungsfaktors einer VM, der ihre Priorität beim Erhalt von Rechenressourcen bestimmt. Wenn Sie feststellen, dass bestimmte VMs eine niedrige Priorität in der CPU-Planung haben, könnten Sie deren Ressourceneinstellungen anpassen wollen. Diese Interaktion der VM-Ressourcenzuweisungen kann ein Leistungsengpass erzeugen, der oft durch einen erhöhten Prozentsatz an CPU Steal Time sichtbar ist.

Überwachung der CPU Steal Time in VMware
VMware bietet ähnliche Möglichkeiten zur Überwachung der CPU Steal Time, und sein Ansatz ermöglicht einige einzigartige Einblicke. In VMware wird die CPU Steal Time auch als „CPU-Wartezeit“ bezeichnet und ist ein ähnlicher Indikator dafür, wie oft eine VM bereit ist, auszuführen, aber aufgrund von Ressourcenengpässen auf Host-Ebene nicht kann. Sie können dies einfach über die Leistungsdiagramme von vSphere oder über die ESXi-Befehlszeile mit Befehlen wie `esxcli` überwachen. Zum Beispiel liefert die Ausführung von `esxcli vm stats get -w [world_id]` VM-spezifische Statistiken, und Sie können auf die "Welt"-Metriken im Zusammenhang mit der CPU-Wartezeit achten.

VMware hat bei seinen Überwachungstools einen gewissen Vorteil. Tools wie der vRealize Operations Manager ermöglichen es Ihnen, einen detaillierteren Überblick über Ihre Leistungskennzahlen, einschließlich der CPU Steal Time, zu erhalten. Ich habe beobachtet, dass die Dashboards es einfacher machen, Muster der CPU-Belastung zu identifizieren. Wenn Ihre virtuellen Maschinen ständig hohe Steal Time berichten, können Sie Funktionen wie Ressourcenpools und Reservierungen nutzen, um zu optimieren, wie CPU-Ressourcen unter den VMs verteilt werden. Die Anpassung dieser Parameter kann helfen, Probleme zu lindern und sicherzustellen, dass kritische Anwendungen ausreichend CPU-Leistung erhalten.

Ein wichtiger Unterschied, den ich bei der Arbeit mit VMware bemerkt habe, ist die Flexibilität bei der Konfiguration der Ressourceneinstellungen während der Laufzeit. Das bedeutet, dass ich CPU-Ressourcen schnell umverteilen kann, während eine VM noch aktiv ist. Während ich dies tue, überwache ich normalerweise die Echtzeit-Leistungsdaten, um zu sehen, wie sich Änderungen sofort auf die CPU Steal Time auswirken. Diese Live-Anpassungsfähigkeit kann ein Lebensretter sein, da Sie Leistungsengpässe beheben können, ohne Ausfallzeiten planen zu müssen.

Interpretation der CPU Steal Time auf beiden Plattformen
Der Vergleich, wie Hyper-V und VMware die CPU Steal Time berichten, zeigt deutliche Unterschiede. In Hyper-V müssen Sie die Kennzahlen aktiv über den Performance Monitor oder PowerShell überwachen, während VMware nicht nur eine Echtzeitüberwachung, sondern auch historische Daten bietet, die für langfristige Trendanalysen äußerst hilfreich sein können. Diese historischen Daten ermöglichen es mir, Muster über einen längeren Zeitraum hinweg zu erkennen, was ich für die Kapazitätsplanung äußerst wertvoll finde.

Beide Plattformen erfordern eine proaktive Verwaltung. Da VMware jedoch robustere integrierte Überwachungstools anbietet, wird es einfacher für Sie, Leistungsprobleme, die mit CPU-Ressourcen im Laufe der Zeit zusammenhängen, zu visualisieren und zu diagnostizieren. Wenn Sie versuchen, eine vorübergehende Verlangsamung einer Anwendung in VMware zu beheben, können Sie historische Daten abrufen, um die CPU-Belastung mit den Leistungskennzahlen der Anwendung zu korrelieren. Hyper-V bietet ebenfalls aufschlussreiche Metriken, aber möglicherweise müssen Sie etwas mehr manuelle Arbeit leisten, um Daten zu sammeln und zusammenzuführen.

Ein weiterer Aspekt, den es zu berücksichtigen gilt, ist der Zugang zur Zuweisung von CPU-Ressourcen. Das System der Ressourcenpools in VMware kann ein Wendepunkt sein, um mehrere Projekte mit unterschiedlichen Leistungsanforderungen zu verwalten. Besonders in einer Mehrmieterumgebung können Sie verschiedenen Abteilungen spezifische CPU-Anteile leicht zuweisen. Andererseits ermöglicht Hyper-V eine dynamische CPU-Zuweisung, ist jedoch in Bezug auf die schnelle Umverteilung von Ressourcen nach der Konfiguration weniger flexibel.

Auswirkungen der Überbelegung auf die CPU Steal Time
Sowohl Hyper-V als auch VMware können negative Auswirkungen erfahren, wenn es zu einer Überbelegung der CPUs kommt, was zu einem Anstieg der CPU Steal Time führt. Überbelegung bedeutet im einfacheren Sinne, dass Sie mehr VMs ressourcentechnisch zuweisen, als der Host bewältigen kann. In Umgebungen mit begrenzter Kapazität ist es nicht ungewöhnlich, hohe CPU Steal-Werte gefolgt von träge Leistung zu sehen.

Ich habe Umgebungen erlebt, in denen sowohl Hyper-V- als auch VMware-Hosts über einem Prozentsatz von 100% CPU-Auslastung liefen. Dies führte zu einem merklichen Anstieg der CPU Steal Time, der die Leistung über mehrere Anwendungen hinweg beeinträchtigte. Bei Hyper-V, da CPU-Ressourcen basierend auf den Gewichtungen der VMs zugewiesen werden, könnten Sie Schwierigkeiten haben, Lasten effizient umzuverteilen, es sei denn, sie werden proaktiv verwaltet. In der Zwischenzeit ist die dynamische Ressourcenzuweisung von VMware großartig, um Lasten schnell zu verschieben, erfordert jedoch ständige Aufsicht, um sicherzustellen, dass Sie keine Leistungsprobleme verursachen.

Es gibt Schwellenwerte, die Sie anstreben sollten. Wenn Ihre CPU Steal Time 5% überschreitet, sehen Sie wahrscheinlich Leistungsprobleme, die dringend behoben werden müssen. Auf beiden Plattformen wird Ihnen die Anpassung der zugewiesenen Ressourcen und das Verständnis der von Gast-VMs erzeugten Workloads helfen, die verfügbare Gesamt-CPU-Zeit besser abzustimmen und deren Gesamtleistung zu verbessern. Für mich kann die regelmäßige Überprüfung der CPU-Zuweisungen Stunden der Panik später sparen, wenn eine dringende Reaktion auf Leistungsabstürze erforderlich ist.

Empfehlungen zur Optimierung der CPU-Leistung
Über die Überwachung hinaus ist die Optimierung der CPU-Leistung auf beiden Plattformen entscheidend, um das Benutzererlebnis zu verbessern. Beginnen Sie damit, nicht kritische VMs, die inaktiv sind, zusammenzufassen; möglicherweise wird Ihnen deren kumulativer Ressourcenverbrauch nicht bewusst, bis Sie ihn überprüfen. In Hyper-V kann es auch sinnvoll sein, die Möglichkeit zu untersuchen, CPU-Quotas für unterausgelastete Workloads zu verwenden. Ich habe oft festgestellt, dass die Konsolidierung von Workloads und die Gewährleistung, dass jede VM das richtige Prioritätsniveau hat, der CPU-Belastung entgegenwirken können.

Auf der VMware-Seite kann die Aktivierung des Distributed Resource Scheduler (DRS) ein fantastischer Schritt sein. Er balanciert automatisch die VM-Workloads über Hosts in einem Cluster, was die Leistung erheblich verbessern und die CPU Steal Time reduzieren kann. Vergessen Sie dabei nicht die Konfigurationen des Gastbetriebssystems. Stellen Sie sicher, dass die VMs optimiert sind, um bei Inaktivität weniger CPU zu nutzen, was unnötige Konkurrenz um CPU-Ressourcen verhindern kann.

Sie sollten auch in Erwägung ziehen, die zugrunde liegende physische Hardware aufzurüsten, wenn häufige CPU-Überbelegungen ein wiederkehrendes Problem darstellen. In großen Umgebungen kann die Investition in leistungsstarke CPUs, wie beispielsweise Multi-Core- oder Hyper-Threading-Optionen, sofortige Erleichterung für die CPU-Belastung bieten. Die Konfigurationen zur Überwachung und Alarmierung, die auf beiden Plattformen eingestellt werden, können es einfacher machen, Muster zu erkennen.

BackupChain und Ressourcenmanagement
In meiner Reise bei der Verwaltung von Hyper-V- und VMware-Umgebungen möchte ich BackupChain als solide Lösung für beide Plattformen empfehlen. Es bietet einen nahtlosen Ansatz zur Handhabung von Backups, der indirekt Ihre Überwachung der CPU-Leistung beeinflusst. Wenn Sie Backups während hoher Lasten durchführen, kann die CPU noch mehr belastet sein. Die effiziente Ressourcennutzung in BackupChain macht es zur optimalen Wahl für die Verwaltung von Backups, ohne die Leistung erheblich zu beeinträchtigen.

Durch die Integration von BackupChain als Teil Ihrer Gesamtstrategie können Sie sicherstellen, dass Ihre VMs geschützt sind, während Sie die Ressourcenkennzahlen wie die CPU Steal Time genau im Auge behalten. Die Möglichkeit, schnell aus Backups wiederherzustellen, ermöglicht es Ihnen, verschiedene Konfigurationen in der Umgebung zu testen, um optimale Einstellungen zu erreichen, ohne kritische Ausfallzeiten zu riskieren. Hier schaffen Sie ein Win-Win-Szenario: effektive Ressourcennutzung neben zuverlässigem Datenschutz und einer schnellen Wiederherstellungslösung.

Insgesamt würde ich vorschlagen, einen ausgewogenen Ansatz zu verfolgen, indem Sie kontinuierlich die Konfigurationen überwachen, optimieren und verfeinern, während Sie Ihre Umgebungen mit effektiven Backup-Lösungen wie BackupChain sichern.
Markus
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