VMware SCSI 控制器和 NVMe 控制器性能比较

Bertha 。 2023-10-01 09:01 35阅读 0赞

如今，越来越多的工作负载在虚拟机 (VM) 中运行，包括在来宾操作系统中需要更多 IO 的工作负载。在 VMware vSphere 上的 VM 中，所有虚拟磁盘 (VMDK) 都连接到默认配置中的 LSI 逻辑 SAS SCSI 适配器。此适配器无需安装额外驱动程序即可被所有操作系统识别，但并不总是提供最佳性能，尤其是在使用 SSD RAID 或 NVMe 存储时。在本文中，我们比较了虚拟存储控制器**LSI Logical SAS**、**VMware Paravirtual**和**NVMe Controller**。

### **内容** ###

*  [1控制器型号][1]
 *  [2性能测试][2]
 *  [3性能比较][3]
    
     *  [3.1数据库服务器][3.1]
     *  [3.2电子邮件服务器][3.2]
     *  [3.3文件服务器][3.3]
     *  [3.4流媒体服务器][3.4]
     *  [3.5VDI-工作负载][3.5VDI-]

### **控制器型号** ###

几乎每个 VM 中的标准控制器都是**LSI 逻辑 SAS** SCSI 控制器。每个客户操作系统都识别并支持此控制器，无需额外的驱动程序。它适用于几乎所有没有大量 I/O 要求的工作负载。**Microsoft Server Cluster Service (MSCS)**的配置也是必需的。

从 ESXi 4.0 和虚拟硬件版本 7 开始，**VMware 准虚拟**控制器可用。该控制器是为高性能存储系统开发的，因为它可以处理更高的 I/O 并降低 CPU 负载。为了让来宾操作系统使用控制器，必须安装**VMware Tools**。

从 ESXi 6.5 和虚拟硬件版本 13 开始，还可以将**NVMe 控制器**添加到 VM。该控制器进一步优化了 SSD RAID、NVMe 和 PMEM 存储的性能。此控制器是 vSphere 7.0 中 Windows 虚拟机的默认控制器。

正确控制器的选择取决于 VM 中的应用程序。例如，如果是办公室虚拟机，则对性能的要求相对较低，可以使用标准的 LSI Logical SAS SCSI 控制器。如果 VM 内需要更高的存储性能，并且其背后的存储系统也提供更高的性能，则 VMware 准虚拟控制器通常更合适。对于使用 SSD RAID、NVMe 或 PMEM 存储时的绝对高端性能以及 VM 中非常高的性能要求，NVMe 控制器是最佳选择。

### **性能测试** ###

我们针对不同的场景进行了各种性能测试。测试场景仅为示例，应根据自己的工作负载单独调整各个值，以实现真实的结果。所用测试系统的详细信息：

**硬件软件：**

*  超微主板 X11DPi-NT
 *  2 个英特尔至强金牌 5222（3.80GHz，4 核，16.5MB）
 *  256GB ECC 寄存 (RDIMM) DDR4 2666 RAM 4 列
 *  3.2 TB 三星 SSD NVMe PCI-E 3.0 (PM1725b)
 *  ESXi 6.7.0 更新 2（内部版本 13981272）

**测试虚拟机**

*  Windows 10 专业版 (18362)
 *  2个CPU插槽
 *  8 个 vCPU
 *  8GB 内存
 *  VMware 半虚拟化
 *  LSI 逻辑 SAS
 *  NVMe 控制器
 *  厚置备快速置零 VMDK

*  [![14d1017bef4cfe2587478acb904e7fe9.png][]][14d1017bef4cfe2587478acb904e7fe9.png 1]
    
    LSI 逻辑 SAS
 *  
 *  [![908286868ff3fa946675685e1befcdac.png][]][908286868ff3fa946675685e1befcdac.png 1]
    
    VMware 半虚拟化
 *  
 *  [![b9c72ff6279b8fc214e0a2438ec97097.png][]][b9c72ff6279b8fc214e0a2438ec97097.png 1]
    
    NVMe 控制器

### **性能比较** ###

#### **数据库服务器** ####

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td colspan="8" style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">数据库服务器（8K 随机；70% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;"></th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">IOPS</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">兆字节/秒</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">延迟（毫秒）</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">中央处理器 （％）</th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">LSI 逻辑 SAS</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">78210.16</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">611.02</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">1.633</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">24.81</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">VMware 半虚拟化</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">153723.45</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">1200.96</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">0,832</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">31.27</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">NVMe 控制器</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">203612.54</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">1590.72</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">0,628</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">48.03</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### **电子邮件服务器** ####

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td colspan="8" style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">电子邮件服务器（4K 随机；60% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;"></th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">IOPS</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">兆字节/秒</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">延迟（毫秒）</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">中央处理器 （％）</th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">LSI 逻辑 SAS</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">83403.47</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">325,79</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">1.506</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">23.52</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">VMware 半虚拟化</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">157624.97</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">615.72</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">0,811</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">31.46</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">NVMe 控制器</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">236622.59</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">924.31</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">0,540</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">52.11</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### **文件服务器** ####

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td colspan="8" style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">文件服务器（64K 顺序；90% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;"></th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">IOPS</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">兆字节/秒</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">延迟（毫秒）</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">中央处理器 （％）</th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">LSI 逻辑 SAS</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">44739.43</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">2796.21</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">2.860</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">12.29</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">VMware 半虚拟化</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">53717.26</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">3357.33</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">2.382</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">16.87</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">NVMe 控制器</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">48929.05</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">3058.07</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">2.615</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">14.14</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### **流媒体服务器** ####

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td colspan="8" style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">流媒体服务器（5120K 随机；80% 读取；8 个线程；16 个未完成的 IO）</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;"></th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">IOPS</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">兆字节/秒</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">延迟（毫秒）</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">中央处理器 （％）</th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">LSI 逻辑 SAS</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">458.16</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">2290.81</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">279.607</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">2.18</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">VMware 半虚拟化</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">504.22</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">2521.10</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">253.949</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">12.26</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">NVMe 控制器</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">505.14</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">2525.68</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">253.659</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">1.56</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### **VDI-工作负载** ####

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td colspan="8" style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">VDI-工作负载（4K 随机；20% 读取；8 个线程；8 个未完成的 IO）</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;"></th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">IOPS</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">兆字节/秒</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">延迟（毫秒）</th> 
 <th style="background-color:#eaecf0;text-align:center;">中央处理器 （％）</th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">LSI 逻辑 SAS</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">140155.89</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">547.48</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">0,456</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">35.69</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">VMware 半虚拟化</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">163073.26</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">637.00</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">0,392</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">37,98</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">NVMe 控制器</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">203464.89</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">794.78</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">0.314</td> 
 <td style="background-color:#f8f9fa;border-color:#a2a9b1;">49.55</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

[1]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/VMware_Performance_Comparison_SCSI_Controller_and_NVMe_Controller#Controller_models
[2]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/VMware_Performance_Comparison_SCSI_Controller_and_NVMe_Controller#Performance_test
[3]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/VMware_Performance_Comparison_SCSI_Controller_and_NVMe_Controller#Performance_Comparison
[3.1]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/VMware_Performance_Comparison_SCSI_Controller_and_NVMe_Controller#Database_Server
[3.2]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/VMware_Performance_Comparison_SCSI_Controller_and_NVMe_Controller#E-Mail-Server
[3.3]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/VMware_Performance_Comparison_SCSI_Controller_and_NVMe_Controller#File-Server
[3.4]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/VMware_Performance_Comparison_SCSI_Controller_and_NVMe_Controller#Streaming-Server
[3.5VDI-]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/VMware_Performance_Comparison_SCSI_Controller_and_NVMe_Controller#VDI-Workload
[14d1017bef4cfe2587478acb904e7fe9.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/14d1017bef4cfe2587478acb904e7fe9.png
[14d1017bef4cfe2587478acb904e7fe9.png 1]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/File:Vsphere_lsilogicalsas_performance.png
[908286868ff3fa946675685e1befcdac.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/908286868ff3fa946675685e1befcdac.png
[908286868ff3fa946675685e1befcdac.png 1]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/File:Vsphere_paravirtual_performance.png
[b9c72ff6279b8fc214e0a2438ec97097.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b9c72ff6279b8fc214e0a2438ec97097.png
[b9c72ff6279b8fc214e0a2438ec97097.png 1]: https://www.thomas-krenn.com/en/wiki/File:Vsphere_nvmecontroller_performance.png