Performance in virtualisierten Umgebungen im Gegensatz zur Performance in herkömmlichen IT-Umgebungen
Auf den meisten Servern in heutigen Produktionsumgebungen wird nur eine Anwendung ausgeführt. Damit wird zwar der reibungslose Betrieb der Anwendung sichergestellt, es wird jedoch nur ein Bruchteil der verfügbaren IT-Ressourcen der zugrunde liegenden Hardware genutzt.
Die Virtualisierung ermöglicht dagegen die Ausführung mehrerer Anwendungen gleichzeitig auf einem einzelnen physischen Server, indem jede Anwendung auf einer eigenen virtuellen Maschine gehostet wird. Durch die parallele Ausführung mehrerer virtueller Maschinen kann ein physischer Server erheblich besser ausgelastet werden, wenn auch mit einem gewissen Performance-Overhead.
Verfügbarkeit
Virtuelle Maschinen, die auf demselben physischen Server ausgeführt werden, nutzen dieselben zugrunde liegenden Hardwareressourcen, sind jedoch vollständig voneinander isoliert, als wären sie physisch getrennt. Wenn daher bei einer virtuellen Maschine Verfügbarkeitsprobleme auftreten, wird die Verfügbarkeit der Anwendungen auf den anderen virtuellen Maschinen auf dem Server nicht beeinträchtigt.
Wenn bei der zugrunde liegenden Hardware selbst Performance- oder Verfügbarkeitsprobleme auftreten, können virtuelle Maschinen und die darauf ausgeführten Anwendungen mit VMware automatisch ohne Betriebsunterbrechung von einem physischen Server auf einen anderen migriert werden (Live-Migration). Diese Funktion bietet hinsichtlich Backup und Recovery enorme Vorteile gegenüber physischen Infrastrukturen. VMware setzt die Live-Migration aber auch für bestimmte Funktionen ein, wie z.B. für die dynamische, richtlinienbasierte Zuweisung von Hardwareressourcen.
Ressourcenzuweisung
VMware-Lösungen ermöglichen die Virtualisierung von vier wichtigen Hardwareressourcen: Verarbeitungs-, Arbeitsspeicher-, Storage- und Netzwerkressourcen. Für diese Ressourcen erfolgt mithilfe eines branchenführenden Hypervisors eine dynamische Zuweisung, um sich ändernden Anwendungsanforderungen gerecht zu werden. In den folgenden Abschnitten werden die Performance-Auswirkungen für die einzelnen Ressourcentypen erläutert.
Performance-Auswirkungen für CPUs
Der Performance-Overhead bei der CPU-Virtualisierung variiert und ist von unterschiedlichen Faktoren abhängig. Bei prozessorintensiven Anwendungen hat der Overhead bei der CPU-Virtualisierung in der Regel eine allgemeine reduzierte Performance zur Folge.
VMware-Lösungen ermöglichen jedoch einen hocheffizienten Ausgleich der Prozessorlast. Virtuelle VMware-Maschinen können Multi-Core- und Mehrprozessor-Konfigurationen optimal ausnutzen, sodass die Ausführung prozessorintensiver Workloads wie Datenbanken und E-Mail-Server auf virtuellen Maschinen ohne Beeinträchtigungen der Anwendungs-Performance möglich ist.
Performance-Auswirkungen für den Arbeitsspeicher (RAM)
Die Virtualisierung reduziert nicht den zur Ausführung einer Anwendung und des zugrunde liegenden Host-Betriebssystems erforderlichen Arbeitsspeicher. Darüber hinaus wird für die Virtualisierungsschicht, wie für jede andere Software auch, ein bestimmter Teil des Arbeitsspeichers benötigt. Aus diesem Grund ist der Arbeitsspeicher bei der Ermittlung der Anzahl an virtuellen Maschinen, die auf einem physischen Server konsolidiert werden können, oft ein begrenzender Faktor.
Die VMware-Technologie kommt mit einem sehr geringen Teil des Arbeitsspeichers aus. Sie bietet moderne Speichermanagement-Mechanismen wie RAM-Mehrfachvergabe und transparentes Page-Sharing, mit denen die den einzelnen virtuellen Maschinen zugeteilte Speichermenge bei höherer bzw. geringerer Anwendungslast automatisch erweitert bzw. verringert wird. Damit lassen sich höhere Konsolidierungsverhältnisse erzielen als mit einem herkömmlichen, statischen virtuellen Arbeitsspeicher.
Performance-Auswirkungen für Storage-Systeme
Auf virtuellen Maschinen werden vollständige, unveränderte Betriebssysteme ausgeführt. Für alle Anwendungen, Dokumente, Gerätetreiber und anderen Daten sind somit mehrere Gigabyte (GB) an Speicherplatz erforderlich. Die Summe der Dateigrößen und der gleichzeitige schnelle Zugriff auf gespeicherte Daten durch die auf einem einzigen physischen Server konsolidierten virtuellen Maschinen kann Auswirkungen auf die E/A-Performance haben.
VMware-Lösungen ermöglichen die Verbesserung der E/A-Performance mit VMware vStorage VMFS, einem Dateisystem, das virtuellen Maschinen den gleichzeitigen Zugriff auf gemeinsam genutzte Datastores erlaubt. Ein zentralisierter Storage verringert die Latenz und verbessert den Durchsatz und bildet darüber hinaus die Grundlage für einzigartige Funktionen wie Live-Migration und konsolidierte Backups.
Performance-Auswirkungen für Netzwerke
Die zu beachtenden Faktoren für die Dimensionierung und Performance virtueller Netzwerke sind denen in physischen IT-Umgebungen sehr ähnlich. In den meisten Fällen ist der Netzwerkdurchsatz virtueller Workloads mit dem Netzwerkdurchsatz physischer Workloads vergleichbar.
VMware bietet eine ideale Plattform für sichere Hochgeschwindigkeitsnetzwerke mit virtuellen Maschinen auf einem physischen Server, die Netzwerktopologien unterstützt, für die normalerweise zusätzliche Hardware mit Sicherheits- und Isolierungsfunktionen erforderlich wäre. Sie haben auch die Möglichkeit, virtuelle Maschinen auf mehreren physischen Servern transparent und mit hohem Durchsatz zu vernetzen, da jede virtuelle Maschine eine eigene IP-Adresse erhält und bis zu vier virtuelle Netzwerkkarten (NICs) nutzen kann.
Synchronisieren der Zeit in virtuellen Maschinen
Standardmäßige PCs verfügen über mehrere unterschiedliche Geräte, die als Zeitgeber für die Uhrzeit verwendet werden können. Bei vielen Betriebssystemen muss eine Kombination mehrerer dieser Geräte eingesetzt werden. In einer virtuellen Maschine müssen alle diese Geräte unterstützt werden, um die Anwendungs-Performance überwachen und ermitteln zu können, ob Service Level Agreements (SLAs) erfüllt werden. Hier können Probleme auftreten, da die Zeitangabe einer virtuellen Maschine weder mit der Zeitangabe anderer virtueller Maschinen noch mit der Zeitangabe des physischen Servers synchronisiert ist.
VMware-Lösungen nutzen eine zum Patent angemeldete Methode, bei der viele Zeitgebergeräte in einer virtuellen Maschine bis zu einem gewissen Grad hinter der tatsächlichen Zeit zurückbleiben und bei Bedarf die reale Zeit wieder einholen. Dabei wird jedoch eine ausreichende Konsistenz zur realen Zeit beibehalten, sodass die Gastsoftware nicht durch Anomalien beim Lesen der Zeit unterbrochen wird. Im VMware White Paper Timekeeping in VMware Virtual Machines 
(Synchronisieren der Zeit in virtuellen Maschinen) können Sie sich genauer über Probleme mit der Synchronisierung der Zeit und Vorschläge zur Vermeidung dieser Probleme informieren.
Weiter: VMware-Performance-Benchmarks