如今，越来越多的工作负载在虚拟机 (VM) 中运行，包括在来宾操作系统中需要更多 IO 的工作负载。在 VMware vSphere 上的 VM 中，所有虚拟磁盘 (VMDK) 都连接到默认配置中的 LSI 逻辑 SAS SCSI 适配器。此适配器无需安装额外驱动程序即可被所有操作系统识别，但并不总是提供最佳性能，尤其是在使用 SSD RAID 或 NVMe 存储时。在本文中，我们比较了虚拟存储控制器LSI Logical SAS、VMware Paravirtual和NVMe Controller。


内容


  • 1控制器型号
  • 2性能测试
  • 3性能比较
  • 3.1数据库服务器
  • 3.2电子邮件服务器
  • 3.3文件服务器
  • 3.4流媒体服务器
  • 3.5VDI-工作负载


控制器型号

几乎每个 VM 中的标准控制器都是LSI 逻辑 SAS SCSI 控制器。每个客户操作系统都识别并支持此控制器，无需额外的驱动程序。它适用于几乎所有没有大量 I/O 要求的工作负载。Microsoft Server Cluster Service (MSCS)的配置也是必需的。

从 ESXi 4.0 和虚拟硬件版本 7 开始，VMware 准虚拟控制器可用。该控制器是为高性能存储系统开发的，因为它可以处理更高的 I/O 并降低 CPU 负载。为了让来宾操作系统使用控制器，必须安装VMware Tools。

从 ESXi 6.5 和虚拟硬件版本 13 开始，还可以将NVMe 控制器添加到 VM。该控制器进一步优化了 SSD RAID、NVMe 和 PMEM 存储的性能。此控制器是 vSphere 7.0 中 Windows 虚拟机的默认控制器。

正确控制器的选择取决于 VM 中的应用程序。例如，如果是办公室虚拟机，则对性能的要求相对较低，可以使用标准的 LSI Logical SAS SCSI 控制器。如果 VM 内需要更高的存储性能，并且其背后的存储系统也提供更高的性能，则 VMware 准虚拟控制器通常更合适。对于使用 SSD RAID、NVMe 或 PMEM 存储时的绝对高端性能以及 VM 中非常高的性能要求，NVMe 控制器是最佳选择。

性能测试

我们针对不同的场景进行了各种性能测试。测试场景仅为示例，应根据自己的工作负载单独调整各个值，以实现真实的结果。所用测试系统的详细信息：

硬件软件：

  • 超微主板 X11DPi-NT
  • 2 个英特尔至强金牌 5222（3.80GHz，4 核，16.5MB）
  • 256GB ECC 寄存 (RDIMM) DDR4 2666 RAM 4 列
  • 3.2 TB 三星 SSD NVMe PCI-E 3.0 (PM1725b)
  • ESXi 6.7.0 更新 2（内部版本 13981272）

测试虚拟机

  • Windows 10 专业版 (18362)
  • 2个CPU插槽
  • 8 个 vCPU
  • 8GB 内存
  • VMware 半虚拟化
  • LSI 逻辑 SAS
  • NVMe 控制器
  • 厚置备快速置零 VMDK


  • kvm虚拟机指定scsi控制器 虚拟机scsi控制器类型_VMware



    LSI 逻辑 SAS




  • kvm虚拟机指定scsi控制器 虚拟机scsi控制器类型_服务器_02



    VMware 半虚拟化




  • kvm虚拟机指定scsi控制器 虚拟机scsi控制器类型_linux_03



    NVMe 控制器

性能比较

数据库服务器


数据库服务器（8K 随机；70% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）

IOPS

兆字节/秒

延迟（毫秒）

中央处理器 （％）

LSI 逻辑 SAS

78210.16

611.02

1.633

24.81

VMware 半虚拟化

153723.45

1200.96

0,832

31.27

NVMe 控制器

203612.54

1590.72

0,628

48.03


电子邮件服务器


电子邮件服务器（4K 随机；60% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）

IOPS

兆字节/秒

延迟（毫秒）

中央处理器 （％）

LSI 逻辑 SAS

83403.47

325,79

1.506

23.52

VMware 半虚拟化

157624.97

615.72

0,811

31.46

NVMe 控制器

236622.59

924.31

0,540

52.11


文件服务器


文件服务器（64K 顺序；90% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）

IOPS

兆字节/秒

延迟（毫秒）

中央处理器 （％）

LSI 逻辑 SAS

44739.43

2796.21

2.860

12.29

VMware 半虚拟化

53717.26

3357.33

2.382

16.87

NVMe 控制器

48929.05

3058.07

2.615

14.14


流媒体服务器


流媒体服务器（5120K 随机；80% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）

IOPS

兆字节/秒

延迟（毫秒）

中央处理器 （％）

LSI 逻辑 SAS

458.16

2290.81

279.607

2.18

VMware 半虚拟化

504.22

2521.10

253.949

12.26

NVMe 控制器

505.14

2525.68

253.659

1.56


VDI-工作负载


VDI-工作负载（4K 随机；20% 读取；8 个线程；8 个未完成的 IO）

IOPS

兆字节/秒

延迟（毫秒）

中央处理器 （％）

LSI 逻辑 SAS

140155.89

547.48

0,456

35.69

VMware 半虚拟化

163073.26

637.00

0,392

37,98

NVMe 控制器

203464.89

794.78

0.314

49.55