Vollständiger Überblick über Best Practices für dynamischen Speicher in Hyper-V
Hyper-V-Dynamischer Speicher wurde erstmals in Windows Server 2008 R2 mit SP1 eingeführt. Vor seiner Freigabe würde eine virtuelle Hyper-V-Maschine (VM) starten und mit der vollen Menge zugewiesenem RAM ausgeführt werden, was zu einem übermäßigen Speicherverbrauch führte und die gesamte VM-Leistung beeinträchtigte. Darüber hinaus konnte die Menge des verfügbaren VM-Speichers nur geändert werden, wenn die VM ausgeschaltet war. Daher ist es vernünftig, dass die statische Speicherzuweisung durch die dynamische Speicherzuweisung ersetzt werden musste und die Hyper-V-Dynamischer Speicher Funktion eingeführt wurde.
Was ist „Hyper-V Dynamic Memory“?
„Hyper-V Dynamic Memory“ ist eine Funktion, mit der Sie Speicherressourcen dynamisch den in Hyper-V-Umgebungen ausgeführten virtuellen Maschinen (VMs) zuweisen können. Diese Funktionalität gewinnt einen Teil des ungenutzten Speichers von VMs zurück, die ihn zu diesem bestimmten Zeitpunkt nicht benötigen, und weist den zurückgewonnenen Speicher anschließend anderen VMs zu, die ihn tatsächlich benötigen.
Mit „Hyper-V Dynamic Memory“ können Sie die Startspeichermenge festlegen, die die VM nutzen darf, den Bereich des verfügbaren physischen Speichers für eine bestimmte VM festlegen und die Priorität der VM bei der Speicherzuweisung bestimmen. Physischer Speicher kann der VM bedarfsgerecht und mit minimalen Auswirkungen auf die Leistung effizient und dynamisch zugewiesen werden. Dadurch erhalten Sie eine feinere Kontrolle über die Speichernutzung und eine verbesserte Ressourcenoptimierung.
Vor- und Nachteile von Hyper-V Dynamic Memory
Hyper-V Dynamic Memory ist eine nützliche Funktion, die zahlreiche Vorteile bietet, darunter:
- Geringerer Speicherverbrauch, da die VM nur die Menge an Speicher nutzt, die sie tatsächlich benötigt – innerhalb der von der Verwaltung festgelegten Grenzen
- Effiziente Speicherverteilung, da Sie der laufenden VM dynamisch mehr oder weniger Speicher zuweisen können
- Höhere Konsolidierungsraten durch die effizientere Nutzung von Speicherressourcen
- Erhöhte Zuverlässigkeit bei Neustartvorgängen mithilfe von Hyper-V Smart Paging
- Kosteneffizienz, da keine VM-Ressourcen verschwendet werden
Allerdings Hyper-V Dynamic Memory weist jedoch auch eine Reihe von Nachteilen auf, die sich negativ auf die Leistung der VM auswirken können. Dazu gehören die folgenden:
- Risiko einer Überprovisionierung des physischen Computerspeichers, falls Sie die Speicherzuweisung in Ihrer virtuellen Umgebung nicht im Blick behalten
- Einige Einstellungen können nicht geändert werden, während die VM läuft. Daher können Sie die maximale und minimale Speichermenge nicht verringern oder erhöhen und auch die Startspeichermenge der VM nicht anpassen, solange die VM noch läuft oder angehalten ist.
- Wenn „Hyper-V Dynamic Memory“ aktiviert ist, können Probleme mit Datenbankanwendungen auftreten. Es wird empfohlen, Anwendungen zu verwenden, die mit „Hyper-V Dynamic Memory“ kompatibel sind, um Probleme mit der Leistung zu vermeiden.
Einstellungen für „Hyper-V Dynamic Memory“
„Hyper-V Dynamic Memory“ umfasst fünf VM-Einstellungen, die im Hyper-V-Manager konfiguriertangepasst werden können. Öffnen Sie dazu den Hyper-V-Manager, wählen Sie die gewünschte VM aus, klicken Sie auf Settingsund wählen Sie Memory. Es wird Folgendes angezeigt: 
Bevor Sie jedoch mit der Konfiguration der Hyper-V-Dynamic-Memory-Einstellungen beginnen können, empfiehlt es sich, sich zunächst mit der Funktionsweise dieser Komponenten und den damit verbundenen Vorteilen vertraut zu machen. Sehen wir uns die einzelnen Komponenten einmal genauer an.
Start-RAM
Dieser Hyper-V-Dynamic-Memory-Wert legt die Mindestmenge an physischem Arbeitsspeicher fest, die eine ausgewählte virtuelle Maschine beim Start nutzen kann. Der Start-RAM sollte hoch genug sein, damit die VM schnell und ohne Unterbrechung starten kann. Beachten Sie, dass der Start-RAM nicht geändert werden kann, während die VM läuft.
Minimaler RAM
Dieser Wert für den dynamischen Speicher von Hyper-V legt die Mindestmenge an physischem RAM fest, die der VM nach dem Start zugewiesen werden soll. Wenn andere VMs zusätzlichen RAM benötigen, kann der Hyper-V-Host damit beginnen, ungenutzten Speicher von dieser VM zurückzugewinnen, bis der Wert für den minimalen RAM erreicht ist. Beachten Sie, dass der Wert auf mindestens 32 MB festgelegt werden kann, jedoch nicht höher als der Start-RAM-Wert sein darf. Außerdem können Sie den Mindestspeicher nicht erhöhen, während die VM läuft oder angehalten ist, aber Sie können ihn verringern (z. B. können Sie den Mindestspeicherwert von 512 MB auf 64 MB ändern).
Maximaler Arbeitsspeicher
Dieser Wert für den dynamischen Speicher von Hyper-V gibt die maximale Menge an physischem Arbeitsspeicher an, die die VM nutzen kann. Beachten Sie, dass dieser Wert nicht niedriger als der zugewiesene Start-RAM sein darf, jedoch bis zu 1 TB (1.048.576 MB) betragen kann. Außerdem können Sie die maximale Speichermenge nicht verringern, während die VM läuft oder angehalten ist, aber Sie können sie erhöhen (z. B. können Sie den maximalen RAM-Wert von 512 MB auf 2048 MB ändern).
Speicherpuffer
Dieser Wert für den dynamischen Speicher von Hyper-V bestimmt den Prozentsatz des physischen Speichers, der der VM als Puffer zugewiesen werden soll. Der Speicherpuffer ist ein Teil des physischen Speichers, der für die VM entsprechend ihrem Speicherbedarf reserviert wird. Zur Berechnung des Speicherpuffers müssen Sie die folgende Formel verwenden:
Amount of memory buffer = how much memory the virtual machine actually needs / (memory buffer value / 100).
Standardmäßig beträgt der Wert für den Speicherpuffer 20 %, er kann jedoch auf einen Wert zwischen 5 % und 2000 % eingestellt werden. Sie können den Wert für den Speicherpuffer jederzeit ändern, auch während die VM läuft.
Speichergewichtung
Dieser Wert für „Hyper-V Dynamic Memory“ legt die Priorität der ausgewählten VM im Vergleich zu anderen VMs auf diesem Host fest. Anhand dieser Prioritätenreihenfolge können Sie festlegen, wie der verfügbare Speicher auf mehrere VMs verteilt wird, die auf demselben Hyper-V-Host laufen. Beachten Sie, dass bei einer zu niedrig eingestellten Priorität der virtuellen Maschine und einer Verringerung des verfügbaren physischen Arbeitsspeichers das Risiko besteht, dass diese virtuelle Maschine nicht mehr booten kann. Sie können den Wert für die Speichergewichtung jederzeit ändern, auch während die virtuelle Maschine läuft.
Bewährte Best Practices für Hyper-V Dynamic Memory
Um eine hohe Leistung zu erzielen und die Speicherauslastung in Hyper-V-Umgebungen zu verbessern, wird empfohlen, die bewährten Best Practices für Hyper-V Dynamic Memory zu befolgen.
Die unten aufgeführten Best Practices für den dynamischen Speicher von Hyper-V können die Leistung der virtuellen Maschinen und Ihre allgemeine Benutzererfahrung in Hyper-V-Umgebungen erheblich verbessern.
Hyper-V-Integrationsdienste aktivieren
Hyper-V-Integrationsdienste ist eine Reihe von Dienstprogrammen, mit denen sich die Leistung virtueller Maschinen in Hyper-V-Umgebungen verbessern lässt. Jeder Hyper-V-Integrationsdienst muss sowohl auf dem Host als auch im Gast aktiviert sein, damit er ordnungsgemäß funktioniert und die erforderlichen Dienste bereitstellen kann. Standardmäßig sind alle Hyper-V-Integrationsdienste – mit Ausnahme der Hyper-V-Gastdienstschnittstelle – auf den Gastbetriebssystemen aktiviert.
Damit „Hyper-V Dynamic Memory“ effektiv funktioniert, stellen Sie sicher, dass die Hyper-V-Integrationsdienste auf die neueste Version aktualisiert sind und dass das Gastbetriebssystem die „Dynamic Memory“-Funktion unterstützt. Andernfalls kann es bei Hyper-V zu Problemen kommen, da Speicher nicht dynamisch bereitgestellt und Speicheranforderungen nicht ordnungsgemäß erfüllt werden können.
Seit der Veröffentlichung von Windows Server 2016 können die Hyper-V-Integrationsdienste und die entsprechenden Updates über Windows Update installiert werden. Daher sollten Sie Ihre VMs so konfigurieren, dass sie Updates erhalten, um sicherzustellen, dass Ihre Hyper-V-Infrastruktur die neueste Version der Hyper-V-Integrationsdienste verwendet.
Überwachen Sie die Speicherauslastung und die Ressourcenzuweisung
Derzeit sind zahlreiche Hyper-V-Verwaltungstools auf dem Markt erhältlich, mit denen Sie die Speicherauslastung und die Ressourcenzuweisung in Hyper-V-Umgebungen überwachen können. Bei aktiviertem Hyper-V Dynamic Memory ist es möglich, RAM überzuprovisionieren und den Speicher vollständig zu erschöpfen. Daher wird empfohlen, den RAM-Speicher, den Sie den verschiedenen VMs auf Ihrem Hyper-V-Host zuweisen, im Auge zu behalten.
Zu diesem Zweck können Sie native Überwachungstools verwenden oder Software von Drittanbietern erwerben. Beispielsweise können Sie den Speicherzustand der VM über den Host im Hyper-V-Manager oder über die Gast-VM im Task-Manager überprüfen.
Auf diese Weise lässt sich die Nutzung der Speicherressourcen innerhalb des Systems überwachen. Beachten Sie jedoch, dass der Hyper-V-Manager und der Task-Manager unterschiedliche Angaben zur Speicherauslastung anzeigen. Das Tool zur Gastüberwachung zeigt nicht die tatsächlichen Ergebnisse an, da die Gast-VM davon ausgeht, dass die gesamte der VM zugewiesene Speichermenge tatsächlich von ihrem Treiber genutzt wird. In Wirklichkeit hat der Host in der Regel einen besseren Überblick darüber, wie der Speicher auf die VMs innerhalb der Infrastruktur verteilt wird. Ungenutzter Speicher wird tatsächlich anderen VMs neu zugewiesen, was sich im Hyper-V-Manager widerspiegelt.
Berücksichtigen Sie den Wert für den Start-RAM
Die Einstellung eines höheren oder niedrigeren Start-RAM-Werts kann die Hyper-V-Leistung erheblich beeinflussen. Sie sollten den Start-RAM erhöhen, um sicherzustellen, dass das Betriebssystem und die darauf ausgeführten Anwendungen wie erforderlich starten. Dies liegt daran, dass Windows beim Start mehr RAM benötigt als im Leerlauf.
Darüber hinaus entspricht während Installations- oder Upgrade-Vorgängen die dem Gastbetriebssystem zur Verfügung stehende RAM-Menge dem Wert für den Start-RAM. Daher ist es vor der Durchführung von Installationen oder Upgrades von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass der Wert für den Start-RAM die Mindesanforderungen des ausgewählten Betriebssystems erfüllt.
Beachten Sie, dass ein zu hoch eingestellter Start-RAM-Wert sich auch negativ auf die Leistung des Hyper-V-Dynamikspeichers und die Gesamtspeichernutzung auswirken kann. Daher wird empfohlen, 512 MB als Start-RAM-Wert für das Gastbetriebssystem festzulegen, damit es ohne Unterbrechung bootet.
Vergessen Sie Speicherlecks nicht
Bei der Festlegung der Hyper-V-Dynamic-Memory-Grenzwerte für eine bestimmte VM ist es entscheidend zu bedenken, dass Ihre Infrastruktur möglicherweise von Speicherlecks betroffen ist. Speicherlecks bedeuten den allmählichen Verlust von verfügbarem Speicher infolge einer fehlerhaften Speicherzuweisung. Sie treten in der Regel auf, wenn eine Anwendung Speicher nicht freigibt, der nur für die vorübergehende Nutzung bereitgestellt wurde. Wird das Problem nicht erkannt, bevor ernsthafte Schäden entstehen, kann der Betriebssystemspeicher erschöpft sein und die Anwendung schließlich ausfallen.
Um die negativen Auswirkungen dieses Problems zu mindern, wird empfohlen, ein Überwachungstool (z. B. RAMMap) zu installieren und die gesamte Infrastruktur auf Unstimmigkeiten zu überprüfen sowie ungewöhnliche Fälle der Speichernutzung durch laufende Anwendungen zu erkennen. Außerdem können solche Tools Ihnen dabei helfen, die für diese bestimmte VM am besten geeigneten Mindest- und Höchstwerte für den Arbeitsspeicher zu ermitteln.
Konfigurieren Sie die maximalen und minimalen RAM-Werte
Um sicherzustellen, dass „Hyper-V Dynamic Memory“ wie vorgesehen funktioniert, wird empfohlen, Grenzwerte festzulegen, die das System nicht überschreiten darf. Auf diese Weise wird die Speicherauslastung innerhalb Ihrer Infrastruktur effektiv gesteuert, sodass die VM weder zu viel noch zu wenig Speicher beansprucht.
Legen Sie den Wert für den Speicherpuffer sorgfältig fest
Eine Best Practice für Hyper-V Dynamic Memory besteht darin, den geeigneten Wert für den Speicherpuffer festzulegen, der angibt, wie viel zusätzlicher Speicher für eine ausgewählte VM bereitgestellt werden soll. Ist der Wert für den Speicherpuffer hoch eingestellt, wird diese zusätzliche Speichermenge in der Regel für das Dateicaching in großen VMs und zur Optimierung von E/A-Vorgängen innerhalb des Systems genutzt.
Gleichzeitig sollte der Wert für den Speicherpuffer niedrig eingestellt werden, wenn eine laufende Anwendung eine große Menge an physischem Speicher benötigt. Mit einem reduzierten Wert für den Speicherpuffer können Sie sicherstellen, dass der verfügbare Speicher nicht vollständig von einer einzelnen VM beansprucht wird.
Wenn der VM zudem bereits eine große Menge an Arbeitsspeicher zugewiesen wurde, ist es unwahrscheinlich, dass sie jemals zusätzlichen Arbeitsspeicher benötigt. Daher ist es sinnvoller, ungenutzte Speicherressourcen mit anderen VMs zu teilen, die diese dringender benötigen.
Hyper-V-Hosts bei Bedarf aktualisieren
Um die Stabilität und Sicherheit Ihrer Hyper-V-Umgebung zu gewährleisten, stellen Sie sicher, dass auf Ihren Hyper-V-Hosts alle erforderlichen Updates und Sicherheitspatches installiert werden. Der Hauptzweck von Microsoft-Updates und Sicherheitspatches besteht darin, die im System identifizierten Probleme zu beheben. So wurde beispielsweise in Windows Server 2012 R2 ein Problem mit „Hyper-V Dynamic Memory“ entdeckt, das Hyper-V-VMs daran hinderte, zusätzlichen Arbeitsspeicher zu erhalten. Obwohl die Funktion auf den VMs aktiviert war, trat der Fehler weiterhin auf. Aus diesem Grund gab Microsoft einen Hotfix frei, um das Problem zu entfernen und sicherzustellen, dass die Funktionalität wie vorgesehen arbeitet.
Erkennen Sie Leistungsänderungen im Tagesverlauf
Die Produktionsauslastung steigt während der Arbeitszeiten erheblich an, was sich letztendlich auf die Hyper-V-Leistung sowie auf die Ressourcenzuweisung und die Speicherauslastung auswirkt. Als eine der Best Practices für „Hyper-V Dynamic Memory“ wird empfohlen, die Veränderungen der Speicherauslastung im Laufe des Arbeitstages zu überwachen. Indem Sie erkennen, wann typischerweise Zyklen mit hoher und niedriger Speicherauslastung auftreten, können Sie lernen, wie Sie „Hyper-V Dynamic Memory“ zu Ihrem Vorteil nutzen können.
Aktivieren Sie „Hyper-V Dynamic Memory“ nur, wenn es tatsächlich benötigt wird
Auch wenn „Hyper-V Dynamic Memory“ eine äußerst hilfreiche Funktion ist, die die Nutzung des physischen Speichers verbessert, gibt es Fälle, in denen eine statische Speicherzuweisung die bevorzugte Option ist. Daher sollten Sie abwägen, ob „Hyper-V Dynamic Memory“ auf einer bestimmten VM aktiviert werden soll oder nicht. Beispielsweise erzielen manche Anwendungen eine bessere Leistung, wenn ihnen eine festgelegte RAM-Menge zur Verfügung steht, auf die sie ohne Unterbrechung zugreifen können. Die Größe des vorab zugewiesenen Arbeitsspeichers bleibt trotz Schwankungen im Speicherbedarf gleich.
Daher wird empfohlen, im Voraus zu planen, wie der physische Arbeitsspeicher in Ihrer Hyper-V-Umgebung verteilt wird, um zu verhindern, dass der Arbeitsspeicher knapp wird, und um Anwendungsausfälle in Zukunft zu vermeiden.
Verwenden Sie „Hyper-V Dynamic Memory“ nur mit kompatiblen Anwendungen
Bevor Sie eine Anwendung auf Ihrem Hyper-V-Host oder -Gast installieren, stellen Sie sicher, dass diese Anwendung zusammen mit „Hyper-V Dynamic Memory“ verwendet werden kann. Um diese Informationen zu überprüfen, wird empfohlen, zunächst die Produkt-Support-Dokumentation zu lesen, um sich über die Funktionen und Systemanforderungen zu informieren. Solche Vorsichtsmaßnahmen können Ihnen helfen, mögliche Probleme bei der Speichernutzung und -zuweisung zu vermeiden.
Zusammenfassung
Nach der Vertrautheit mit den Best Practices für Hyper-V Dynamic Memory können Sie den physischen Arbeitsspeicher effizienter und sicherer nutzen. Ihre virtuelle Infrastruktur ist jedoch weiterhin verschiedenen Gefahren und Bedrohungen ausgesetzt, die ihre Leistung beeinträchtigen können. Um die Sicherheit Ihrer virtuellen Umgebung zu gewährleisten, ist der Einsatz einer Lösung für Datensicherheit die sinnvollste Option. NAKIVO Backup & Replication ist eine zuverlässige, effektive und kostengünstige Lösung, die VM-Backup, Replikation, Cloud-Backup, Backupkopien, Standortwiederherstellung und eine Vielzahl weiterer Funktionen bietet.
