vSphere容量规划

摘自《VMware vSphere 部署的管理和优化》一书

容量规划：两个关键要素，性能和容量

性能：

几乎在所有情况下，都建议先做性能规划，在做容量规划。

vSphere5在性能上的开销是非常小的，小到几乎可以忽略不计。VMware曾用EMC存储进行过测试，单台vShpere主机能够达到每秒100万次I/O操作，在单台虚拟机上达到了每秒30万次I/O操作。虽然这是非常高端环境中进行的测试，但对于普通中小企业环境中每秒5000~15000次的I/O操作，vSphere 5处理起来还是绰绰有余的。

对于目前的服务器性能，CPU和内存的容量基本上就意味着性能，但存储则另当别论。而且，在虚拟化环境中大量的应用到共享存储，导致存储往往是对性能的影响是最严重的地方。

规划存储时，需要重点关注两个指标，IOPS和MBps。

IOPS用来衡量存储阵列每秒可处理的I/O请求数，通常与后端磁盘子系统的关系更为紧密。它的性能指标与磁盘尺寸和转速相关的。

MBps则更多用于衡量带宽，它又分为读速率和写速率两个指标，用以衡量后端磁盘子系统能承受多少数据压力。

收集这些指标的方法可以通过Vmware Capacity Planner或者其他第三方工具获得。

以下是不同类型磁盘的IOPS值的保守估计数值：

7.2K SATA或NL-SAS：90 IOPS；

15K FC或SAS：180 IOPS；

SSD：2500

有了以上参考值，就可以根据所选磁盘类型计算出所需磁盘的数量。比如，工作负载需要15000IOPS、340 MBps读速率、100MBps写速率，使用15K SAS磁盘组建RAID5磁盘子系统，那么，计算过程如下

((读%+(4X写%))X所需IOPS/每磁盘IOPS=磁盘数

读操作占比=340/(340+100)≈77.27%；写操作占比=100/(340+100)≈22.73%

计算结果取整后，大约需要141个磁盘。改用SSD后，大约需要11个磁盘，但是SSD又难以满足容量的需求。

这时，就需要利用到虚拟存储池以及子LUN存储分层技术。由SSD和HDD分层组成一个虚拟存储池，数据块将根据工作负载移动到合适的层级上，由SSD提供更高的IOPS和速率，而HDD则可以提供更大的容量。

容量：

虚拟基础架构的性能需求指的是所有应用程序的性能需求的总和；

虚拟基础架构的容量需求指的是所有工作负载资源使用量的总和。

需要规划的是在给定工作负载的情况下需要给予多少资源（容量），以及这些资源应该有多快（性能）。

需要特别关注的四种核心资源：CPU、磁盘、内存、网络

规划新应用时的一般推荐做法：

多与应用供应商交流，咨询其是否在物理环境的规格之外，还有虚拟环境下的推荐配置；

在做生产环境硬件容量规划前，尝试先在测试环境上对应用程序进行基准评测；

检查一下应用供应商是否以开放式虚拟化设备OVA或开放式虚拟化格式OVF的方式提供该应用的专用虚拟设备。这将大大减少测试部署的时间。

对于现有的应用，我们通常更关心核心资源的利用率，而不是初始分配值。

比如物理机是4核2GHz的CPU，但是使用率峰值只有15%，那么只需要1颗vCPU即可满足1.2GHz的CPU资源，且留有一定的冗余。（推荐工具：VMware Capacity Planner）

原始容量规划数据收集

基础架构上将要并行的虚拟机数量

物理系统的平均CPU（MHz）

每台物理系统的平均CPU数（总的核心数量）

每台物理系统的CPU利用率峰值平均数（百分比）

每台物理系统的内存平均数（MB）

每台物理系统的内存利用率峰值平均数（百分比）

建议的或想要的主机规格信息

CPU：每台主机的CPU插槽数

CPU：每个CPU的内核数

CPU：每颗内核的MHz数

内存：每台主机的MB数

按以下公式计算所需容量

CPU：

每台物理机CPU平均值（MHz）X平均CPU数X高峰时CPU利用率平均值（%）=高峰时CPU利用平均数（MHz）

同时运行的虚拟机数量X高峰时CPU利用平均数（MHz）=高峰时CPU总利用数（MHz）

通过计算得出虚拟基础架构需要的计算能力

内存：

每台物理机的平均内存量（MB）X高峰时内存使用率平均值（%）=高峰时内存使用量平均值（MB）

同时运行的虚拟机数量X高峰时内存使用量平均值（MB）=高峰时内存总使用量（MB）

注：vSphere通过TPS（透明页面共享）机制在虚机之间共享内存页面，一般可获得33%的内存收益。

通过计算得出虚拟基础架构需要的内容容量

主机CPU规格：

每台主机CPU数量X每颗CPU内核数量X每个内核的MHz数=每台主机的MHz数

每台主机允许的CPU最高利用率（%）X每台主机的MHz数=每台主机CPU的可用MHz数

计算得出每台主机的计算能力

主机内存规格：

每台主机内存量（MB）X每台主机允许的最大内存使用率（%）=每台主机可用内存量

计算得出每台主机的内存容量

注：一般建议保留20%的主机资源用于额外开销或应付可能发生的资源突发请求。

根据CPU需求计算出主机数：

高峰时CPU总利用率（MHz）/每台主机可用CPU（MHz）=根据CPU需求所需主机数（凑整）

根据CPU需求所需的主机数+1=在N+1冗余要求时所需的主机数

根据内存需求计算出的主机数：

高峰时内存总是用量（MB）/每台主机可用内存量（MB）=根据内存需求所需的主机数（凑整）

根据内存需求所需的主机数+1=在N+1冗余要求时所需的主机数

最终所需的主机数取决于最坏的情况，即，两者取最大值。

网络端口规划：

将同一台vSphere主机上不同类型的网络流量互相隔离，这是普遍认同的一种最佳实践

例如：

管理网络：VMkernel（两个网卡）

vMotion：VMkernel（两个网卡）

容错（FT）：VMkernel（两个网卡）

存储：VMkernel（两个网卡）

虚拟机流量：虚拟机网络（两个网卡）

带外管理网络：1个网卡

这意味着一台vSphere主机需要11个网络端口上联，两个互备的24口的交换机仅能满足4台vSphere主机的配置。

可采用融合机架式架构或融合刀片式架构来解决端口的问题，这样的架构通常只有两个万兆网络端口，并且可以通过增加上行链路的方式进行扩容；

也可以取消不用的端口类型，比如，使用FCSAN使，可以取消存储网络；未启用FT容错功能时，可以取消容错网络网络；或者对不同类型的端口进行整合，比如，网卡1用于vMotion网络，网卡2用于管理网络，可以将网卡1用于管理网络备用，网卡2用于vMotion网络备用。