资深虚拟化技术专家撰写，系统且深入阐释VMware vSphere性能设计的工具、方法、原则和最佳实践
深入剖析实施VMware vSphere性能设计过程中的CPU、内存、存储及网络等常见问题，包含大量实践案例，能为程序员开发与部署虚拟化提供有效指导
封底：
VMware vSphere是全球应用最为广泛的虚拟化技术，它为数据中心的性能优化提供了健壮性机制。本书全面概述了vSphere平台与计算、存储、网络的交互，同时针对以任务为核心的虚拟化环境最优化提供指导。
通过阅读本书，你将学到：
虚拟化平台性能设计需要考虑的因素
VMware vSphere故障排除的最佳实践方法
为了提高性能而设计的一个全面虚级化工具箱
为了提高性能以及试验验证而构建的一个测试实验室
生产环境中的性能基准及性能监控
vSphere与CPU、存储以及网络的交互
性能密集应用场景下的虚拟化及工作负载
前
资深虚拟化技术专家撰写，系统且深入阐释VMware vSphere性能设计的工具、方法、原则和最佳实践。深入剖析实施VMware vSphere性能设计过程中的CPU、内存、存储及网络等常见问题，包含大量实践案例，能为程序员开发与部署虚拟化提供有效指导。
全书共7章，第1章关注在虚拟环境中构建数据中心性能时经常忽视的必要的设计注意事项，阐述使用数据中心已有资源构建应用程序的原则。第2章提供每一个虚拟化管理员工具箱里必备的工具，包括容量规划、性能基准管理、仿真和vSphere的工具。第3章介绍何时建立以及为什么建立一个测试实验室，还阐述了将实验室扩大的可用工具和资源。第4章阐述在ESXi平台中CPU进程调度的基础知识，以及在如今现代处理器中硬件虚拟化增强的功能。第5章阐述VMware ESXi管理内容的多种方法，包括工作负荷如何共享内存，如何从虚拟机中回收内容。第6章阐述设计物理以及虚拟网络的方法，从而支持你的vSphere环境，包括主机选择会如何影响网络选项。第7章阐述设计满足性能需求的物理和虚拟存储的方法。
后
Matt Liebowitz 资深虚拟化技术专家，EMC咨询公司的解决方案架构师，主要从事以任务为核心的商业应用虚拟化工作。自2010年开始，他每年荣获VMware颁发的VMware vExpert，并且还著有《Virtualizing Microsoft Business Critical Applications on VMware vSphere》和《Mastering VMware vSphere 5.5》。他是VMware Technology Network（VMTN）的主要贡献者。他维护着一个VMware虚拟化方面的博客：www.thelowercasew.com。
Christopher Kusek 资深虚拟化技术专家，拥有20多年虚拟化领域从业经验，他从VMware 1.0版本就开始追随虚拟化技术的发展与演变，对虚拟化技术有独到的理解。他在业界非常活跃，经常参加相关会议，发表主题演讲，分享他在存储、VMworld以及云计算方面的经验。他是《VMware vSphere 5 Administration Instant Reference》的作者。他还是VMware Communities Podcasts和vBrownbag的主要贡献者，并且是一位活跃的博客作者，其博客地址是http://pkguild.com。
Rynardt Spies 资深虚拟化技术专家，现主要研究私有云和混合云架构。他是VMTN的活跃贡献者，还是一名虚拟化和IT相关话题的活跃博主。他因对VMware虚拟化社区的贡献，在2009、2010、2013和2014年均被评为VMware vExpert。他维护一个有关虚拟化的博客：http://www.virtualvcp.com。
很难想象我们已经在虚拟化行业中走了这么远。那些曾经被认为只用于开发和测试使用的小技术如今已经用于生产工作，甚至用于关键业务级应用。VMware vSphere平台几乎能够无障碍地支撑任何虚拟化工作，接近100%的虚拟化。
现在的工作负载比以往任何时候都有更高的要求。电子邮件服务器经常需要大量的内存和CPU资源来处理每日大量的电子邮件。从容量和性能的角度看，数据库服务器往往需要大量内存和存储资源来满足业务的需求。而且，最新的技术（如虚拟桌面架构（VDI））在vSphere环境中更是有着迫切的资源需求。
为了满足对更加强大的虚拟机的迫切需求，VMware继续开发了vSphere平台。如今在vSphere平台上的虚拟机可以拥有64个虚拟CPU和1TB的内存，同时vSphere拥有大量的内存优化技术，来帮助提升存储性能。VMware经过测试证明，许多大规模工作负载，如那些与Microsoft Exchange Server、SQL Server、Java相关的工作负载，虚拟化部署可以与在物理服务器上部署达到同样的效果，甚至在某些情况下可以有更好的效果。
相对于正面信息，人们倾向于长时间记住负面信息，对虚拟机的性能也是如此。例如2005年在VMware ESX 2.x上虚拟化一个大的工作负载，其性能可能达不到部署在物理服务器上的性能表现。但是那意味着当今vSphere 5.5的表现也是如此不堪吗？显然，如今你会获得更好的性能，但是很多人还是会以性能差为理由选择物理服务器。
正是基于这个理由我们撰写了本书，我们想要第一时间帮助那些拥有虚拟化解决方案的客户。我们已经亲眼看到，几乎所有的工作负载都可以虚拟化，vSphere平台可以提供与物理设备近似或者同样的性能。vSphere平台可以满足今天大规模工作负载的需求，我们将会向你一一展示。
这本书涵盖了你所需要的信息，以确保虚拟机性能能够满足应用和业务需求。我们希望通过阅读这本书，你将不再担心虚拟化工作负载的性能问题。
本书内容
本书从两方面介绍虚拟基础设施的性能：概念方面和实际操作方面。
本书在概念方面将重点介绍设计原理，即当你创造虚拟基础设施和虚拟机时需要考虑的重要内容。本书还将展示如何排除性能故障，这也是对那些要求高性能的应用程序进行虚拟化时的一个重要话题。此外，本书还讨论一套通用工具，可以帮助你校准性能、诊断问题、检测持续性能。
本书还讨论虚拟基础设施性能的实际操作方面，包括分配虚拟机的CPU、内存、网络、存储时需要考虑的特定注意事项。理解这些原理并正确地分配这些资源会对你环境中所有虚拟机的性能产生巨大影响。每一章都会介绍通用的故障排除方法，这些方法可以用来诊断和解决CPU、内存、网络与存储性能问题。
本书各章主要内容如下：
第1章首先重点介绍如今在虚拟环境中构建数据中心性能时经常忽视的必要设计因素。通过现实设计案例，阐述使用数据中心已有资源构建应用程序的原则。
第2章提供虚拟化管理员工具箱里必备的工具，包括容量规划、性能基准管理、仿真vSphere的工具。这一章阐述这些工具的作用以及何时在容量规划、性能基准管理或者分析性能中使用这些工具。
第3章将介绍何时建立以及为什么建立一个测试实验室。另外，这一章还阐述将实验室扩大的可用工具和资源。该章还将为你的实验室提供一个独立的故障排除解决方案集。
第4章阐述在ESXi平台中CPU进程调度的基础知识，以及在如今现代处理器中硬件虚拟化增强的功能。该章还涉及CPU大小的推荐标准，从而为你的虚拟机提供良好的性能。本章还介绍了排除CPU性能故障的技术。
第5章阐述VMware ESXi管理内容的多种方法，包括工作负荷如何共享内存、如何从VM中回收内容。该章还涉及为虚拟机提供良好性能的内存大小的推荐标准以及排除内存性能故障的技术。
第6章阐述设计物理以及虚拟网络的方法，从而支持你的vSphere环境，包括主机选择会如何影响你的网络选项。还涉及推荐的网络分配和配置，以及排除网络性能故障的技术。
第7章阐述设计满足性能需求的物理和虚拟存储的方法。VMware在vSphere平台中引入很多的存储增强机制，该章将阐述这些机制及其使用方法，从而为虚拟机提供良好性能。还涉及排除存储性能故障的技术。
本书读者对象
想要学习如何使VMware vSphere上的虚拟机拥有出色性能的虚拟化管理员、系统管理员，以及咨询顾问/架构师。假设你拥有基本的知识水平—本书没有涉及虚拟化的基本概念。为了更好地阅读本书，你应该具有以下知识：
对VMware vSphere的基本理解，包括对vMotion和Distributed Resource Scheduler的理解。
对网络和存储概念的基本理解。
安装和配置VMware vSphere的经验，因为本书没有涉及基本的配置任务。
设计、管理vSphere环境的经验，因为那将是理解本书内容的基础。
如果你刚刚接触VMware vSphere，我们强烈推荐阅读《Mastering VMware vSphere 5.5》（Sybex, 2014）这本书，它将给你提供成为vSphere专家所需的一切知识。
如何联系作者
我们非常欢迎你对本书的反馈及内容建议。
作者联系方式：
Matt，邮箱：matt.liebowitz@outlook.com，Twitter：@mattliebowitz，博客：www.thelowercasew.com。
Christopher，邮箱：Christopher.kusek@pkguild.com，Twitter：@cxi，博客：www.pkguild.com。
Rynardt，邮箱：rynardt.spies@virtualvcp.com，Twitter：@rynardtspies，博客：www.virtualvcp.com。
计算机/云计算
VMware vSphere是全球应用最为广泛的虚拟化技术，它为数据中心的性能优化提供了健壮性机制。本书全面概述了vSphere平台与计算、存储、网络的交互，同时针对以任务为核心的虚拟化环境最优化提供指导。
通过阅读本书，你将学到：
•虚拟化平台性能设计需要考虑的因素
•VMware vSphere故障排除的最佳实践方法
•为了提高性能设计的一个全面虚级化工具箱
•为了提高性能以及试验验证而构建的一个测试实验室
•生产环境中的性能基准及性能监控
•vSphere与CPU、存储以及网络的交互
•性能密集应用场景下的虚拟化及工作负载
[美]马特·利博维茨（Matt Liebowitz） 克里斯托弗·库塞克（Christopher Kusek） 吕南德特·施皮斯（Rynardt Spies） 著：暂无简介
姚海鹏 刘韵洁 译：暂无简介
当与出版社合作出版这本书时，我的内心有些不安，同时也满怀希望。Matt Liebowitz、Christopher Kusek、Rynardt Spies三位作者是全球虚拟化领域的知名专家，对他们在书中的真知灼见是否理解到位，是我面临的一个挑战。同时，正如作者在书中描述的，虚拟化技术已经从开发和测试领域扩展到生产与关键业务环节中，可以说虚拟化的思想及技术已经深入渗透到ICT领域每个角落。VMware vSphere平台作为全球应用最为广泛的虚拟化技术之一，几乎可以支撑所有的虚拟化工作。本书三位作者杰出的工作为广大读者进一步梳理了VMware vSphere平台的设计理念以及实际操作过程，书中对相关技术的描述是深刻、透彻的；同时针对虚拟化环境构建的描述，对广大研发者具有很好的指导作用。具体而言，本书作者全面分析了VMware vSphere的性能设计、可用工具、测试用例构建，以及在性能密集场景下CPU、内存、存储、网络的设计原则。
本书的翻译工作历时3个多月，尽管我们尽力做到忠实于作者原意，但是考虑到对虚拟化领域及VMware vSphere平台的理解还需要进一步加强，因此本书的翻译还有很多不足之处，希望得到广大读者的批评指正。
最后，在本书的翻译过程中，来自北京邮电大学未来网络实验室的方超、赵鹏程、张楠、刘逸卿、赵天奇、徐以彬等做了大量工作，在此表示诚挚感谢！
姚海鹏
北京邮电大学
2015年7月
献词
译者序
前言
致谢
作者简介
第1章 性能设计 1
1.1 准备工作 2
1.1.1 确定参数 2
1.1.2 构建应用程序 3
1.1.3 评估物理性能 3
1.1.4 从默认值开始 3
1.2 建立基准 3
1.2.1 CPU基础设施基准 4
1.2.2 内存 5
1.2.3 网络 7
1.2.4 存储 9
1.3 构建应用程序 10
1.4 考虑许可要求 11
1.5 集成虚拟机 12
1.5.1 虚拟机可扩展性 12
1.5.2 vMotion 13
1.5.3 分布式资源调度 14
1.5.4 高可用性 15
1.6 了解设计要素 16
1.7 小结 18
第2章 建立你的工具箱 19
2.1 容量规划工具 19
2.1.1 VMware容量规划器 19
2.1.2 微软评估和规划工具包 20
2.1.3 使用容量规划工具 20
2.1.4 运行容量管理 21
2.2 性能分析工具 23
2.2.1 esxtop 23
2.2.2 vscsiStats 27
2.3 性能基准测试工具 30
2.3.1 VMmark 31
2.3.2 vBenchmark 31
2.4 性能仿真工具 32
2.4.1 CPU/内存 33
2.4.2 存储 34
2.4.3 网络 37
2.5 小结 38
第3章 测试实验室 40
3.1 为什么要建立一个测试实验室 40
3.1.1 在投入生产之前测试变化 41
3.1.2 测试新的应用和补丁 42
3.1.3 重现生产问题 42
3.1.4 模拟性能问题来排除故障 44
3.1.5 新硬件的基准测试 45
3.1.6 学习虚拟化 46
3.2 成功构建测试实验室的策略 49
3.2.1 建立一个真实的环境 49
3.2.2 建立实验室 51
3.2.3 使用合适的测量工具 52
3.3 如何建立你的实验室 52
3.3.1 测试目标 52
3.3.2 实验室小结 52
3.3.3 供应实验室 54
3.3.4 定义IOmeter的工作负载和配置 54
3.3.5 实验室的事后分析 54
3.4 小结 54
第4章 CPU 55
4.1 CPU虚拟化基础 55
4.1.1 x86架构下的CPU保护模式 56
4.1.2 定义CPU虚拟化的类型 57
4.1.3 物理CPU和虚拟CPU之间的区别 60
4.1.4 vCPU状态 60
4.2 ESXi CPU的调度程序 61
4.2.1 比例分配算法 61
4.2.2 CPU联合调度 63
4.2.3 CPU调度单元 64
4.2.4 CPU拓扑感知负载均衡 66
4.2.5 多核感知负载均衡 73
4.3 为虚拟机调整CPU大小 75
4.3.1 vSMP的注意事项 76
4.3.2 NUMA与vNUMA的注意事项 76
4.3.3 CPU资源热插拔 77
4.4 CPU资源管理 78
4.4.1 CPU保留 78
4.4.2 CPU限制 79
4.4.3 配置CPU保留和限制 79
4.4.4 资源池 80
4.5 CPU性能问题的故障排除 81
4.5.1 使用esxtop诊断CPU性能问题 82
4.5.2 高CPU就绪时间 83
4.5.3 ESXi主机的CPU使用率高 83
4.5.4 用户的CPU高利用率高 84
4.6 小结 85
第5章 内存 86
5.1 ESXi内存管理 86
5.1.1 内存虚拟化 87
5.1.2 ESXi的内存管理 88
5.1.3 硬件辅助MMU虚拟化 89
5.2 虚拟机的内存回收 90
5.2.1 透明页共享 91
5.2.2 内存膨胀 92
5.2.3 内存压缩 97
5.2.4 管理程序内存交换 99
5.2.5 主机SSD缓存交换 100
5.2.6 主机内存回收 102
5.2.7 空闲页回收 103
5.3 管理虚拟机内存分配 103
5.3.1 工作集大小 104
5.3.2 比例分配算法 104
5.3.3 改变虚拟机内存大小 109
5.3.4 内存开销 110
5.3.5 内存过量 110
5.4 解决内存性能问题 111
5.4.1 使用esxtop来诊断内存性能问题 111
5.4.2 高虚拟机已消耗内存 114
5.4.3 高内存膨胀 114
5.4.4 管理系统内存交换 115
5.4.5 客户机操作系统内存交换 116
5.5 小结 117
第6章 网络 118
6.1 创建网络设计 118
6.2 选择虚拟交换机 120
6.2.1 标准vSwitch 120
6.2.2 vSphere分布式交换机 121
6.2.3 Cisco Nexus 1000V dvSwitch的思考 124
6.2.4 如何选择虚拟交换机 124
6.3 选择主机硬件 125
6.3.1 主机服务器类型 125
6.3.2 网络适配器 127
6.4 性能设计 128
6.4.1 ESXi主机层性能 128
6.4.2 虚拟机性能 135
6.5 解决网络问题 139
6.6 小结 147
第7章 存储 149
7.1 选择存储平台 149
7.1.1 存储区域网络 150
7.1.2 网络文件系统 152
7.1.3 虚拟SAN 153
7.2 设计物理存储 153
7.2.1 确定你的需求 154
7.2.2 RAID级别 156
7.2.3 闪存基础设施层 160
7.2.4 IP存储网络 161
7.3 设计vSphere存储 163
7.3.1 存储的重要性 163
7.3.2 VAAI 165
7.3.3 存储I/O控制 167
7.3.4 存储分布式资源调度程序 170
7.3.5 配置驱动存储 173
7.3.6 数据存储大小 176
7.3.7 vFlash读缓存 177
7.3.8 虚拟SAN 185
7.3.9 IP存储巨型帧 188
7.4 优化虚拟机性能 190
7.4.1 原始设备映射与VMDK文件 191
7.4.2 虚拟磁盘类型 191
7.4.3 虚拟SCSI适配器 193
7.4.4 客户操作系统磁盘对齐 196
7.5 排除存储故障问题 197
7.5.1 存储延迟 198
7.5.2 错误配置应用程序的存储 202
7.5.3 存储队列 203
7.5.4 端对端网络 205
7.6 小结 205
