Starnberg, 23. Juli 2024 - Performancezugewinn von VMs auf Basis optimierter Storage-Software gegenüber möglicher Kernel-Einschränkung der Proxmox VE I/O-Architektur…
Zum Hintergrund: Proxmox Virtual Environment (VE) ist eine Open-Source-Server-Virtualisierungsplattform mit webbasierter Verwaltung und stellt auch für VMware & Co. Nutzer, die an alternativen Virtualisierungslösungen interessiert sind, für verschiedene Umgebungen eine Option dar. Die VE-Plattform umfasst zwei Virtualisierungstechnologien: 1. KVM (Kernel-based Virtual Machine) für virtuelle Maschinen und 2. LXC für Container. Integriert wurden zudem Tools zur Konfiguration von Hochverfügbarkeit zwischen Servern, softwaredefiniertem Speicher, Netzwerken und für Disaster Recovery-Zwecke. Proxmox VE basiert auf Debian GNU/Linux und verwendet einen eigenen Linux-Kernel. Der Quellcode von Proxmox VE ist frei und unter der GNU Public License, v3 (GNU AGPLv3) veröffentlicht.
Herausforderung I/O-Performance
Die Steigerung der Leistung von virtuellen Maschinen für Anwendungen innerhalb von Proxmox-Umgebungen stellt nach den Erfahrungen des Storage-Softwareanbieters Xinnor aufgrund inhärenter Einschränkung innerhalb der I/O-Architektur im Space-Setup des Linux-Kernel eine Herausforderung dar. Ausführliche Tests, die in diesem Zusammenhang von Xinnor mit Kioxia durchgeführt wurden haben gezeigt, dass erhebliche Leistungseinschränkungen auftreten können. Die neueste Software xiRAID Opus, eine Software-RAID-Engine von Xinnor, die im Userspace arbeitet, adressiert jetzt dieses Problem direkt.
Hintergrund: Laut Entwickler (1) wird in traditionellen Proxmox-Konfigurationen meist der virtio-Paravirtualisierungstreiber (virtio-blk, virtio-scsi, virtio-net) verwendet, um Laufwerke mit virtuellen Maschinen zu verbinden. Ein iothread verarbeitet jedoch den gesamten E/A-Strom für jedes angeschlossene Laufwerk (z.B. LVM-Thin-Volume). Die Erhöhung des E/A-Durchsatzes macht entweder das Hinzufügen weiterer Laufwerke oder den Einsatz zusätzlicher VMs erforderlich.
Die neue Lösung, die existierende Leistungseinschränkungen des Kernel-Space-Setups beseitigen soll, ohne die Standard-Speicheroptionen zu ersetzen, basiert auf Hochleistungs-Volumes die sich in Proxmox integrieren lassen. Durch die Nutzung der vhost-Schnittstelle werden diese Volumes über einen Host-basierten Prozess in virtuelle Maschinen exportiert, die virtualisierte Blockgeräte für QEMU-Instanzen oder andere Prozesse freigeben können. Diese Neuerung kann laut Xinnor die Speicherleistung erheblich steigern und reduziert Latenzzeiten. Auch anspruchsvolle Anwendungen sollen in Proxmox-Umgebungen damit effizienter arbeiten können.
Bildquelle: Xinnor, Testaufbau (Architektur).
(1) Quelle / ext. Link > Advanced Virtualization Performance with xiRAID Opus in Proxmox VE: https://xinnor.io/blog/advanced-virtualization-performance-with-xiraid-opus-in-proxmox-ve/
Anmerkung: Die xiRAID-Engine ist ein Software-RAID-System, das mehrere Komponenten zur Leistungsoptimierung einsetzt. Eine Schlüsselkomponente stellt laut Anbieter der interne Hochleistungs-Hardwaretreiber im Userspace dar, um effizientere IO-Operationen mit lokal- oder über das Netzwerk angeschlossenen Geräten zu ermöglichen. Durch die Umgehung der Betriebssystemtreiber arbeitet xiRAID direkt mit den Hardware-Speichergeräten zusammen. Um ein Gerät mit der Speicher-Engine zu verwenden, muss es vom Betriebssystem getrennt und zur Sichtbarkeit an die xiRAID-Engine angeschlossen werden. Sobald es angeschlossen ist, wird das Gerät ausschließlich von xiRAID verwaltet und ist für das Host-Betriebssystem nicht mehr zugänglich. Beim Neustart verbindet xiRAID die zuvor angeschlossenen Speichergeräte automatisch wieder. (Quelle: xiRAID Opus in Proxmox VE)
Querverweis:
Unser Beitrag > Hochleistungs-RAID: KIOXIA NVMe Flash SSD Kooperation mit xiRAID Software von Xinnor
Unser Blogpost > Container, Virtualisierungstechnologie und Storage. Ein Überblick zu gängigen Einsatzszenarien
Unser Beitrag > KI und GPU-Workload-Anforderungen: Storage mit HBM Memory im KI-Daten-Lebenszyklus
Unser Beitrag > Suche nach VMware-Alternativen: OpenStack Caracal mit Erweiterungen für KI, HPC und Storage