Hyper-V 中提升虛擬機器效能的 20 大訣竅
每個系統都難免會偶爾發生錯誤或故障,而使用者也一直在尋找提升虛擬基礎架構效能的方法。在這篇部落格文章中,我們將探討效能問題如何影響您的 Hyper-V 環境,以及您可以透過哪些方式來提升虛擬機器 (VM) 的效能。
在這篇部落格文章中,我們整理了一份包含 20 項調整技巧的清單,這些技巧可用於在 Hyper-V 環境中優化並提升虛擬機器的效能。 請繼續閱讀,您將進一步了解 Hyper-V 虛擬化技術的運作原理、哪些問題最可能影響 Hyper-V 虛擬機器的效能,以及如何 NAKIVO Backup & Replication 可協助您保護您的虛擬環境。
Hyper-V 的運作原理
Hyper-V 是微軟開發的虛擬化軟體,可讓您建立並執行電腦的虛擬化版本,即所謂的虛擬機器 (VM)。單一 Hyper-V 主機可同時執行多台虛擬機器,且各虛擬機器之間相互隔離。此外,所有虛擬機器皆共享單一主機伺服器的硬體資源,包括記憶體、處理器,以及儲存和網路裝置。 如此一來,硬體資源便能被有效利用,並輕鬆分配給最需要資源的虛擬機器。
Hyper-V 可作為 Windows Server 及 Windows(2008 及後續版本)上的伺服器角色,或作為功能性有限且僅提供命令列介面的免費獨立產品(Hyper-V Server)使用。
若您有興趣進一步了解,請閱讀我們的部落格文章 如何在您的電腦上安裝 Hyper-V Server.
常見的 Hyper-V 問題
儘管 Hyper-V 是一個非常先進的伺服器虛擬化平台,但仍可能出現某些效能問題。以下系統元件最容易發生故障,並導致虛擬機器效能問題:
- 處理器(例如:邏輯或虛擬處理器過載、CPU 延遲)
- 記憶體(例如:記憶體超額分配、RAM 不足、虛擬機器無法啟動)
- 網路(例如:受網路限制的主機與虛擬機器、網路資源分配不均)
- 儲存(例如:磁碟延遲、實體儲存空間的浪費、I/O 吞吐量緩慢)
以下是應密切監控的硬體元件,若偵測到任何異常活動,則需立即處理。
大多數問題都是因未妥善使用可用資源所導致。Hyper-V 主機可用的硬體與軟體資源有限,這些資源需在主機上運行的虛擬機器之間進行分配與共享。 因此,必須密切關注 Hyper-V 主機上同時運行的虛擬機器數量、它們如何消耗可用資源,以及資源配置是否過多或不足。所有這些因素綜合起來,都會影響虛擬機器的效能表現及其可靠性。
優化與監控效能的關鍵在於,了解虛擬基礎架構中的實際工作負載量,以及配置此類工作負載所需的資源數量。如此一來,您便能識別可能對虛擬機器效能造成負面影響的潛在風險與瓶頸。關於提升 Hyper-V 效能的基本建議是:避免在單一主機上建立及執行過多的虛擬機器,並盡量減少虛擬環境中的不必要資源消耗。
在 Hyper-V 環境中提升虛擬機器效能的 20 種方法
在接下來的章節中,我們將探討如何透過幾項簡單的設定,來提升您 Hyper-V 環境中的虛擬機器效能。
因此,若要提升虛擬機器的效能,您可以採取以下措施:
1. 啟用 Hyper-V 整合服務
Hyper-V 整合服務 這是一套專門設計用於提升在 Hyper-V 虛擬機器中運行的客體作業系統 (OS) 效能的特殊驅動程式與公用程式。為了獲得最佳效果,建議您在 Hyper-V 主機和所有客體作業系統上皆啟用 Hyper-V 整合服務。 請注意,在較新的 Windows 作業系統上,所有 Hyper-V 整合服務(除"來賓服務"外)預設皆已啟用。然而,若您的虛擬機器執行的是 Linux 或較舊版本的 Windows 作業系統,建議先確認這些來賓作業系統是否已自動啟用整合服務。若未啟用,則需手動安裝。
2. 使用固定的 VHD 檔案
固定大小磁碟與動態擴充磁碟 這些虛擬硬碟是針對特定用途所設計的。在建立新的虛擬硬碟時,系統會要求您選擇所需的虛擬硬碟類型。為了做出正確的選擇,您應先考慮該虛擬硬碟在您的虛擬環境中的使用方式。固定大小的虛擬硬碟能提供更佳的效能,建議用於執行磁碟活動量較高的應用程式的伺服器。 動態擴展磁碟能更有效利用實體儲存空間,建議用於執行資源需求較低的應用程式的伺服器。
固定大小磁碟的空間是在建立虛擬硬碟檔案時分配的,即使新增或移除資料,其大小也不會改變。 動態擴展磁碟空間則會根據需求進行分配,其大小會隨著資料的增減而改變。
因此,動態擴展磁碟應用於測試和部署環境,而固定大小磁碟則更適合生產環境。
3. 請勿將 Hyper-V 快照用作備份的替代方案e
Hyper-V 快照(亦稱為 Hyper-V 檢查點)絕不應作為備份使用,因為實證顯示,它們在測試與開發環境中效果最佳。舉例來說,您可能希望在系統中安裝修補程式和更新,但不確定這會對虛擬基礎架構造成何種影響。在這種情況下, 建立 Hyper-V 快照 讓您能夠進行測試,並在發生錯誤時還原。
與備份不同,Hyper-V 快照會與虛擬機器硬碟一同儲存於生產用資料存放區中,這使得它們依賴於該虛擬機器。若虛擬機器受損或被刪除,Hyper-V 快照也會隨之遺失。備份是更可靠的数据保護方案,因為它作為虛擬機器的獨立且一致的副本,可輕鬆移轉並儲存於遠端位置。
4. 設定分頁檔的大小
Pagefile.sys 是 Windows 的分頁檔,用於管理虛擬記憶體並處理記憶體不足的情況。當系統的實體記憶體開始不足時,您可以透過使用分頁檔來取得額外的 RAM。儘管這聽起來是個好主意,但使用分頁檔有時可能會影響虛擬機器的效能。 因此,建議您增加 Windows 分頁檔的大小,並將其最小值與最大值設定為您現有 RAM 容量的 3 倍。
5. 請勿建立過多的虛擬網路交換器
您可能會想建立多個虛擬網路交換器,以供不同用途使用。但實際上,在單一網路中使用過多的虛擬交換器,可能會造成處理負載。為了提升虛擬機器(VM)的效能,建議您僅建立一個虛擬網路交換器,並在各種使用情境下使用它。請閱讀我們的部落格文章以了解更多 Hyper-V 網路虛擬化的運作原理 以及有效的虛擬網路基礎架構應包含哪些元件。
6. 避免管理作業系統過度負載
管理作業系統的用途僅限於執行虛擬機器、備份軟體及防惡意軟體程式。僅此而已！ 任何不符合這些標準的程式,都應在您的虛擬機器上運行。此外,若您不打算使用所有虛擬機器,請避免在同一台 Hyper-V 主機上建立過多虛擬機器。若您發現某些虛擬機器已不再使用,且在您的虛擬環境中沒有功能性,最好將其刪除,以免它們持續佔用可用硬體資源並造成 Hyper-V 主機過載。
7. 關閉不必要的應用程式
當同時處理多台虛擬機器時,要監控每個開啟的應用程式可能相當困難。然而,若讓它們持續運行過久,便會開始消耗系統可用資源,最終影響虛擬機器的整體效能。請隨時準備關閉"虛擬機器連線視窗", Hyper-V 管理員,以及任何其他應用程式視窗——只要您已完成任務且不再需要它們。這是提升虛擬機器效能的一種簡單而有效的方法。
8. 在 Windows Server Core 上安裝 Hyper-V
這份清單中最廣為接受的建議之一,就是在 Windows Server Core 上安裝 Hyper-V,因為它能帶來許多好處。 相較於具備圖形使用者介面的 Windows Server由此可見,Windows Server Core 的系統佔用空間較小,攻擊面也較窄。因此,它消耗的硬體資源較少,且整個系統的漏洞也較少。儲存下來的資源現在可用於配置系統中運行的虛擬機器,這能顯著提升 Hyper-V 環境中的虛擬機器效能。
9. 建立效能基準
效能基準是指系統在標準條件下所展現的效能水準。建議您事先設定效能基準。如此一來,您便能辨識資源消耗是否有所變化、監控虛擬機器的整體效能,並針對可能偵測到的任何系統錯誤與故障迅速採取應對措施。
10. 有效配置資源
請先決定您打算如何使用 Hyper-V 環境、預計建立多少台虛擬機器,以及這些虛擬機器的運作目的為何。 接著,您應評估可用的硬體與軟體資源數量,並規劃如何有效分配這些資源,以實現虛擬機器的最佳效能。此外,在建立虛擬機器並為其分配可用資源後,您應仔細監控每台虛擬機器的負載狀況,並排除任何過度配置或資源不足的可能性。
11. 啟用多路徑 I/O
多路徑 I/O (MPIO) 可在儲存裝置與伺服器之間建立多條冗餘資料路徑,從而改善負載平衡,並確保 Hyper-V 環境的高可用性。建議您在生產環境中啟用此特點,特別是在處理大量資料時。若發生連線失敗,MPIO 會使用備用路徑來確保資料仍能順利傳輸。
12. 使用動態記憶體
"動態記憶體"功能可讓您在客體作業系統正在執行且需要更多 RAM 時,為虛擬機器新增記憶體資源。另一方面,若客體作業系統處於離線狀態,且無需大量資源來支援虛擬機器的效能,Hyper-V 即可回收未使用的資源,並將其分配給其他正在執行的虛擬機器。此外,您可透過為該特定虛擬機器設定可用的最大與最小 RAM 容量,來配置動態記憶體。
請注意,啟用 Hyper-V 動態記憶體後,建議您變更預設記憶體設定,並根據各虛擬機器(VM)的當前工作負載來設定其動態記憶體值。如需更多資訊與建議,請參閱我們的部落格文章 Hyper-V 動態記憶體的最佳實踐.
13. 啟用 VLAN 標記
VLAN 可透過現有的網路介面卡來實現網路通訊。透過添加特殊的 VLAN 標籤,您可以識別哪些封包屬於哪個虛擬區域網路,從而簡化系統內的網路管理。
VLAN 標記是一項實用的特點,因為它能讓您將多位使用者歸類至同一個 VLAN,並仔細監控其效能。此外,VLAN 標記還能提升虛擬環境的安全性,因為您可以指定哪些使用者被允許存取特定網路。
14. 對虛擬硬碟進行磁碟重組
當單一檔案的內容分散儲存於磁碟上的不同磁區時,便會發生碎片化現象。這將導致儲存空間利用率低下,並影響虛擬機器(VM)的效能。為防止此類問題發生並提升虛擬機器的效能,建議您對虛擬硬碟進行除碎片。此操作可重新整理現有的檔案與應用程式,識別未使用的磁碟空間,並避免可用資源被過度消耗。
15. 請確認您的硬體已通過認證
為確保您的虛擬基礎架構能夠流暢運作且不受中斷,您應使用已通過 Microsoft 認證,並在 Hyper-V 環境中獲得完整支援的硬體與軟體元件。若要確認所選的硬體或軟體元件是否確實已通過認證且可在您的環境中使用,請造訪 Microsoft Windows Server 產品目錄 並找出所需資訊的位置。
16. 使用 RAID 10 卷
RAID(獨立磁碟冗餘陣列) 這是一種將資料儲存於多個硬碟不同區域的方法,可提升儲存系統的資料冗餘度與容錯能力。 RAID 10 結合了 RAID 1(磁碟鏡像)與 RAID 0(磁碟條帶化)的特性,能同時發揮這兩種陣列模式的優勢。建置 RAID 10 至少需要 4 顆硬碟,最終能讓您安全地保護資料,並在發生硬碟故障時輕鬆恢復資料。
17. 部署 64 位元來賓作業系統與第 2 代虛擬機器
在許多情況下,建議您選擇 64 位元客體作業系統而非 32 位元版本,因為它能提供更多的記憶體空間。因此,如果您希望提升整體記憶體速度並改善虛擬機器效能,部署 64 位元作業系統會是較佳的選擇,儘管這並非強制要求。
此外,建議您建立第 2 代虛擬機器,因為它們在設計上具備超管理程式感知能力, 與第一代虛擬機器不同, 它們不依賴模擬或合成硬體。第二代虛擬機器透過"安全開機"與"可信平台模組",能確保更高的安全性,並提供您更多開機選項,從而顯著提升虛擬機器的效能。
18. 正確設定您的防毒軟體
如果您決定建置 Hyper-V 環境,確保其安全性同樣至關重要。 為此,您可以安裝防毒軟體或其他反惡意軟體,這些工具能搜尋並偵測基礎架構內的惡意活動,並防止其感染整個系統。
然而,若未妥善設定,防毒軟體可能會干擾系統中正在執行的關鍵程序與運作。因此,您需要變更防毒軟體的預設設定,並將特定檔案和應用程式排除在例行病毒掃描之外。
不應納入常規病毒掃描的檔案類型包括:.vhd、.vhdx、.avhd、.avhdx、.vsv、.iso、.rct、.vmcx、.vmrs。然而,若您希望確保特定 Hyper-V 虛擬機的安全性,建議在選定的虛擬機上安裝防毒軟體,並在其內部執行漏洞掃描。
19. 將繁忙的虛擬機器整理到獨立的儲存卷中
若將多個執行大量工作負載的虛擬機器放置於同一儲存卷中,可能會影響當前的 I/O 操作,並整體降低虛擬機器的效能。為避免此問題,建議將繁忙的虛擬機器放置於不同的儲存卷中,以確保它們擁有足夠的空間來儲存虛擬硬碟和虛擬機器配置檔案,同時也能獲得足夠的硬體資源來執行其大量工作負載。
20. 使用 PowerShell 指令碼自動化任務
使用 PowerShell 指令碼的主要好處在於,它們能讓您自動化特定任務,從而為您在管理 Hyper-V 環境時提供更大的靈活性。儘管常見的 Hyper-V 管理工具 (Hyper-V 管理員或 SCVMM) 雖然具備圖形化使用者介面 (GUI),但在管理 Hyper-V 主機和虛擬機器方面,其特點仍有所限制。
某些虛擬化特點只能透過 PowerShell 啟用和設定。因此,您不應低估 PowerShell 指令碼的強大功能。一旦掌握了這些指令碼的使用方法,您就能將虛擬機器的效能提升至全新境界,並徹底改變管理 Hyper-V 環境的方式。
