构建虚拟化服务器内存类型指南

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目前,虚拟化已成为常态。了解虚拟化类型可以更好地了解此技术对数据中心的不同影响。

与时俱进,了解服务器内存的类型随着虚拟化的发展,内存已成为计算的重要资源,其在性能和配置参数方面的发展也随着虚拟化的发展而发生变化;对于中心的IT人员,有必要及时了解服务器的内存类型和计算性能,并确保数据中心的更高计算性能。


保护服务器可靠性
内存可以保存每个虚拟设备的映像和数据,因此内存的可靠性对企业服务器至关重要。如果内存出错,可能会导致空间中的虚拟设备损坏,从而导致数据丢失甚至更严重的服务器故障。有几种类型的服务器内存可以帮助弥补内存缺陷。
例如,错误检查和纠正(ECC)是一种用于定位和纠正存储器内容中的错误的技术。 ECC将数学算法应用于内存中的某些数据(例如单个64位内存地址),然后计算该数据的代码并将代码添加到保留的内存空间。
当服务器读取内存的内容时,它会计算ECC并将其与内存中的ECC进行比较。如果两个数据匹配,则认为它们有效。如果不是,ECC算法可以确定哪个位(位)是错误的并且改变它。 ECC可以检测(但不能修改)两位错误。高级ECC通过分配多个独立的ECC设备而不是单个内存读取来扩展ECC机制。高级ECC模式检测并纠正单位和双位错误并检测存储器设备故障。单设备纠错(SDDC)使用混合ECC结构混合来检测和纠正多达四位多位(位)错误;此技术还可识别和禁用双列直插式内存模块(DIMM)上的故障内存芯片。
SDDC可以从服务器存储器映射中移除故障芯片或整个存储器模块,允许服务器通过备用模块恢复存储器内容。高端服务器制造商使用标签来识别,关闭和恢复内存故障管理,例如IBM的Chipkill,Hewlett Packard Enterprise的高级ECC和Chipspare以及基于Intel的同步内存。某些服务器的内存旨在减少配置以确保其完整性。在配置高可靠性服务器时,它通常会尝试处理一些相关的故障,如总线频率(速度),温度,电压电平和内存刷新率;服务器会降低频率和电压,从而减少内存组件。压力,热量损失和故障率。
如果您计划升级数据中心服务器,您会发现有更多可用的服务器内存类型。当前的内存模块使用串行存在检测(SPD)空间来记录可以为每个模块纠正的内存错误的数量和位置。 SPD跟踪错误率并查找可能出现可纠正错误的模块。技术人员可以抢占热备份或将工作负载迁移到其他服务器,然后更换有缺陷的DIMM。类似的技术,例如内存页面退出,跟踪可恢复的内存页面或区域的内存错误。一旦发现可纠正的错误太大,灾难页面将被停用并禁用,直到更换问题内存模块。
服务器内存性能
为了从内存中获得最佳性能,数据中心购买者应为每个DIMM购买相同的内存级别,容量和频率。如果DIMM的容量不同,请确保DIMM与相同的等级和频率兼容,并且所有通道的大小相同。每个可用通道都应在同一位置安装逻辑上唯一的DIMM。要了解服务器级内存的配置,最好了解内存结构和功能。 Rank实际上是内存粒子宽度的集合,它是DIMM的基本单元。例如,八个8位芯片DIMM具有一个等级,并且两侧的八个芯片DIMM具有两个等级。内存模块容量与组成模块的内存芯片直接相关。容量通常以芯片深度*芯片宽度*等级表示。例如,具有四个等级的128 MBbit x 16位芯片的总容量为128 x 16 x 4=8,192 Mb或1 GB。 DIMM设计为由服务器的内存控制器管理的通道。 DIMM还可以按速度:进行排序。总线连接的存储器和处理器时钟速率(时钟控制)。最新的企业级服务器使用DDR4 DIMM,创造了1,866~2,133 MT/s的记录(MT/s是数百万数据/秒),而使用DDR3的旧系统可能只有1600MT/s或1,333。 MT /秒。服务器的处理器需要与主速率相对应,过时或廉价的服务器内存可能会将其内存操作限制在较低的频率,从而影响服务器性能。
你越不一定越好
添加服务器内存容量可能与添加更多DIMM一样简单,但过多的DIMM可能会降低频率并影响内存性能。例如,对于每个通道的两个DIMM,服务器可以以2,133 MT/s的速度运行,但如果在此通道中安装了第三个DIMM,则速度将降至1,866 MT/s。使用更少的DIMM,您可以获得更多容量。低负载DIMM(LRDIMM)可提供最大容量和最佳性能。如果服务器可以支持它,您可以选择适应性内存 - 高级ECC。高级ECC将多个存储器通道主机控制器连接在一起,以支持用于大数据宽度(x8)存储器芯片的SDDC。有时它会留下不可用且无法填充的频道。多个内存控制器的交互也限制了内存性能。像Dell PowerEdge R710这样的服务器可以提供独立或独立运行所有内存通道的优化模式来运行内存控制器,但这可以防止内存形状(数据宽度)大于x4的DIMM。为了利用先进的数据中心技术来支持更多同步的虚拟设备,服务器购买者需要了解这些方法以提高其内存设备的性能。在某些情况下,某些频道可能无法使用且无法填写。内存控制器之间的交互也会影响内存性能。例如,Dell PowerEdge R710提供了另一种独立运行所有内存通道和内存控制器的优化模式,但这可能会阻止内存集不大于x4。为了改进数据中心技术并支持更多同步虚拟设备,服务器购买者需要了解这些方法以提高内存设备的性能。


打破虚拟设备兼容性和虚拟化文件格式

如果您只是在平台上使用虚拟化的管理员,则无需处理不同的虚拟化文件格式。虚拟设备管理器将支持以前创建的内容,如果虚拟设备管理器升级到更高版本,则该文件仍然有效。如果您需要使用在另一个虚拟机管理程序环境中的虚拟机管理程序平台上创建的虚拟设备,情况就完全不同了。来自不同虚拟机管理程序的虚拟化文件格式高度不兼容。为了实现虚拟设备管理程序之间的VM兼容性,有必要首先了解不同虚拟化文件和磁盘格式之间的差异,然后权衡利弊。
不同的文件类型和文件格式
作为虚拟设备,您必须至少使用两个不同的文件:一个存储虚拟设备中使用的所有文件的硬盘文件,以及描述VM本身的文件。要有效地将管理程序平台转换到另一个管理程序平台,您必须确保两个文件都符合管理程序。这并不像听起来那么容易,因为不同的虚拟机管理程序支持不同的功能。因此,作为管理员,要确保虚拟设备具有最高级别的兼容性,您应该使用两个平台上可用的功能。
磁盘和文件格式规范
在开发虚拟设备兼容性策略时要考虑的第一个问题是您想要走多远。当然,源磁盘格式应该在目标管理程序平台上可用。有许多可用的磁盘格式类型具有对虚拟设备管理器有用的功能,这使得兼容性变得困难。例如,如果要在虚拟设备上使用快照,则虚拟设备本身支持该功能会很有帮助。
常见磁盘格式:RAW格式:这不是真正的磁盘格式,而是指使用的原始图像。它不存储元数据,这使其成为VM兼容性的绝佳替代方案。但是,由于它不存储元数据,因此不支持快照或压缩等高级功能。
虚拟设备磁盘(VMDK)文件:这是VMware环境中使用的默认磁盘格式。它负责不同的功能,包括精简配置和自动密集配置,以及支持在集群环境中使用的高端功能。
虚拟硬盘(VHD):这是Microsoft使用的默认文件格式。与VMDK一样,它提供了在数据中心环境中高效存储和使用的不同功能。Qcow2:这是QEMU,开源虚拟机管理程序使用的默认磁盘格式。由于LinuxKVM也使用QEMU,因此Qcow2格式通常用于KVM(基于内核的虚拟机)环境。它考虑了内存的有效使用,允许管理员仅在需要时分配所需的磁盘空间,称为写时复制(CoW)。
除了不同的磁盘格式,还有VM规范文件格式。一些常见格式包括KVM环境中使用的XML文件和VMware环境用于描述虚拟设备的vmx文件。出于兼容性原因,这些文件类型不如虚拟磁盘格式重要。如果您可以读取虚拟磁盘,最重要的目标是实现:您可以使用VM。如果无法读取VM描述文件,则可以轻松地在目标平台上重新创建VM,因为它不包含比VM中使用的硬件更多的信息。
OVF和OVA的作用
2007年,主要的虚拟化厂商同意采用一种封装虚拟机的格式,称为开放虚拟化格式(OVF)。 OVF旨在提供一组通用标准,以确保虚拟设备文件可跨不同虚拟化平台移植。 OVF包括XML文件(描述虚拟设备内容的文件)和vmdk文件。尽管所有VM虚拟机管理程序都不使用OVF作为默认格式,但大多数业界仍然支持它以确保不同平台之间的VM可移植性。开放虚拟化应用程序(OVA)格式具有OVF文件添加功能。它是一个存档,允许VM的压缩存储。与OVF文件一样,所有主要平台都支持OVA文件。使用OVA文件传输的优点是所有虚拟化平台都支持OVA文件使用的压缩算法。值得注意的是,在使用OVA文件之前,通常必须将它们导入虚拟化平台。处理VM兼容性问题时涉及许多文件格式。提供磁盘格式,VM描述文件格式和OVA格式。
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