Performance von VMware vSAN testen mit Hyper-Converged Infrastructure Benchmark (HCIBench) vSAN Monitoring - Teil 4

HCIBench soll die maxi­mal mögliche vSAN-Leistung anhand eines synthe­tischen Bench­marks ermitteln. Das kosten­lose Tool stellt die Test-VMs bereit, koordiniert die Workload-Läufe, aggregiert die Test­ergeb­nisse der Leistungs­analyse und die erfasst die für die Fehler­behebung erforderlichen Daten.

Bei dieser Software handelt es sich im Wesentlichen um einen Wrapper für die bewährten Open-Source-Benchmark-Tools Oracle Vdbench und Fio, mit denen das Testen in einem HCI-Cluster recht einfach automatisiert werden kann.

Was macht HCIBench?

Die Leistungs­bewertung ist ein wichtiger Bestandteil bei der Prüfung von Speicher­lösungen. Leider ist es oft schwierig bis unmöglich, direkt vergleichbare Leistungs­ergebnisse aus öffentlich zugänglichen Informationen zu erhalten. Es gibt unendlich viele mögliche Testszenarien, und viele Anbieter raten aus Marketing- und Wettbewerbs­gründen vom Publizieren der Benchmarks ab. IT-Admins müssen daher in der Regel eigene Tests durchführen und die Ergebnisse interpretieren. Allerdings stellen hyper­konvergente Speicher­lösungen wie VMware vSAN bei der Evaluierung gänzlich andere Anforderungen als externe Speicher-Arrays. In einer hyper­konvergenten Architektur soll ja jeder Server möglichst viele Anwendungs-VMs unterstützen und gleichzeitig zum Speicher-Pool beitragen. Um einen ausgelasteten Cluster zu simulieren, muss man daher Dutzende Test-VMs modellieren, von denen jede auf mehrere gespeicherte VMDKs zugreift.

Leider unterstützen gängige Tools zum Testen der Speicher­leistung ein solches Setup meist nicht direkt. Um ein ausgelastetes Produktions-Cluster nachzubilden, ist viel Aufwand erforderlich, etwa um die Lastgenerierung, Überwachung und Datenerfassung nachträglich zu automatisieren. Diese Schritte verschlingen meist nicht nur mehr Zeit und Aufwand als die eigentlichen Tests, sie können sogar Fehler in den Prozess einbringen.

Um dieser Situation entgegen­zuwirken, hat VMware für Speicher­leistungstests das Automatisierungs-Tool HCIBench auf Basis von Vdbench und Fio entwickelt. Benutzer geben einfach die Test­parameter an, die sie ausführen möchten, und HCIBench weist diese Workload-Generatoren an, was auf jedem Cluster-Knoten zu tun ist.

Komponenten von HCIBench

Auch HCIBench wird in Form einer Open Virtualization Appliance (OVA) ausgeliefert. Diese Controller-VM besteht aus der Ruby vSphere Console (RVC), einem Graphite- und einem Grafana-Container, dem RVC-basierten vSAN Observer, einem Automation-Bundle, einer Reihe von Konfigurations­dateien, dem Fio-Binary und einem Linux-Test-VM-Template.

Die Komponenten sind auf der Controller-VM bereits installiert, wobei RVC den Kern repräsentiert, der die Gast-VMs erzeugt, Vdbench- oder Fio-Läufe startet, die Ergebnisse erfasst und vSAN mithilfe von vSAN-Observer überwacht.

Aufbau und Funktionsprinzip von HCIBench.

Das Automatisierungs­paket liest benutzer­definierte Konfigurations­informationen zur Testumgebung und zum Workload-Profil ein und kommuniziert dann bei Bedarf mit RVC für folgende Aufgaben:

  • Herstellen einer Verbindung zur vSphere-Umgebung. Das Tool selbst kann in einer separaten vSphere-Installation bereitgestellt werden, muss jedoch Zugriff auf den getesteten Ziel-Cluster erhalten.
  • Bereitstellen von Linux-Test-VMs im Ziel-Cluster auf Basis der Benutzer­eingaben (Anzahl der Gast-VMs und virtuellen Festplatten pro VM).
  • Optional kann der Nutzer  jedes virtuelle Laufwerk vorbereiten, um den Storage zu initialisieren, ähnlich wie bei Thick Provisioning Eager Zero oder beim sequentiellen Schreiben in den Speicher, um vor dem Benchmarking die so genannte First-Write-Penalty zu vermeiden.
  • Übertragen der Parameterdatei auf jede Gast-VM. Sie enthält die Ziel-Workload- und Laufzeit­spezifikation.
  • Starten des vSAN-Observers vor dem Testen und Generieren der vSAN-Statistiken nach Abschluss des Tests.
  • Starten der Vdbench- oder Fio-Instanzen für jede virtuelle Festplatte auf jeder Gast-VM und Ausführen der Workloads für die festgelegte Dauer.

Was die Anforderungen betrifft, benötigt die Photon-basierte Controller-VM 8 vCPUs, 8 GB RAM und eine 216 GB Disk (2,5 GB Thin-provsioned). Jede Photon-basierte Guest VM veranschlagt 4 vCPUs, 8GB RAM und eine 16 GB Disk.

Installation

Die Controller-VM verfügt über zwei virtuelle Netzwerk­karten. Hier ordnet man das Management-Netzwerk dem Netzwerk zu, über das man auf HCIBench zugreift. Wenn das für Gast-VMs vorbereitete Netzwerk nicht über den DHCP-Dienst verfügt, kann man das VM-Netzwerk demselben Netzwerk zuweisen. Andernfalls ignoriert man das VM-Netzwerk.

Zuweisen von VM- und Management-Netzwerk zu den vNICs beim OVA-Import.

Auf der Customize template-Seite legt man dann die gewünschte IP-Konfiguration und das gewünschte root-Passwort fest.

IP-Konfiguration und root-Passwort beim OVA-Import festlegen.

Nach erfolgreicher Bereitstellung des OVA kann man das HCIBench-Webinterface unter https://<IP-HCIBench>:8443 aufrufen, um die Konfiguration und anschließend den Test zu starten. Dazu muss man der Benutzer root und das eben vergebene Passwort zur Authentifizierung verwenden.

Für die initiale Konfiguration sind auf der Seite Configuration die vier Bereiche vSphere environmentBenchmarking toolGuest vm configuration und Testing configuration zuständig.

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