{"id":1790,"date":"2014-12-03T00:00:37","date_gmt":"2014-12-02T22:00:37","guid":{"rendered":"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/?p=1790"},"modified":"2021-03-06T18:09:00","modified_gmt":"2021-03-06T16:09:00","slug":"hyper-v-converged-network","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/hyper-v-converged-network\/","title":{"rendered":"Hyper-V Converged Network"},"content":{"rendered":"<p>die Ausgangssituation ist ein Hyper-V Cluster, mit 2x 10Gbit im Backend f\u00fcr den iSCSI Traffic, und 4x 1Gbit im Frontend per Node.<\/p>\n<p>Das Fronend ist mit 4x 1Gbit an mehrere Switche in einem Stackverbund angebunden.\u00a0<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span><\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<h4>Klassisch w\u00e4re die Erstellung folgender Netze<\/h4>\n<ul>\n<li>VM Worklan (VM Gast dediziert)<\/li>\n<li>Hyper-V Host Management Lan (Monitoring und Backup)<\/li>\n<li>Cluster Heartbeat<\/li>\n<li>Cluster Shared Volume (CSV)<\/li>\n<li>Live Migration<\/li>\n<\/ul>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1987\" src=\"https:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/vmswitch.png\" alt=\"hyper-v converged network fabric windows server 2012 r2 iscsi live migration csv heartbeat management failover cluster\" width=\"571\" height=\"510\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/vmswitch.png 571w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/vmswitch-300x267.png 300w\" sizes=\"(max-width: 571px) 100vw, 571px\" \/><\/p>\n<p>Bei nur 4 Adaptern werden Cluster Heartbeat und CSV Network\u00a0zusammengelegt.<\/p>\n<p><span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span><span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span><\/p>\n<h4>Network Team<\/h4>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1985\" src=\"https:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/vmswitch2.png\" alt=\"hyper-v converged network fabric windows server 2012 r2 iscsi live migration csv heartbeat management failover cluster bandwith limit\" width=\"571\" height=\"516\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/vmswitch2.png 571w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/vmswitch2-300x271.png 300w\" sizes=\"(max-width: 571px) 100vw, 571px\" \/><\/p>\n<p>in diesem Beispiel werden die iSCSI Backend Netze f\u00fcr die Live-Migration genutzt. Eine Limitierung der Bandbreite erfolgt mit <a title=\"SMB3 Bandwidth Limit\" href=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/smb3-bandwidth-limit\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">SMB Bandwith Limit<\/a>.<\/p>\n<p>Im Frontend wird der Ausfall\u00a0einer\u00a0Verbindung zum Teil abgefangen. F\u00e4llt das HB\/CSV Netzwerk aus, \u00fcbernimmt das Management Lan den Cluster Heartbeat. Der CSV Traffic wird aufgrund\u00a0der niedrigeren Metric (kein konfiguriertes Gateway) \u00fcber die beiden iSCSI Netze erfolgen. F\u00e4llt das Management Lan aus, wird der Clusterbetrieb nicht beeintr\u00e4chtigt, daf\u00fcr ist der Server nicht mehr erreichbar. Die Management Ports der Hyper-V Hosts sollten daher nicht am gleichen Switch verbunden werden. F\u00fcr das VM Worklan stehen zwei Redundante Ports zur Verf\u00fcgung. Der Ausfall einer Verbindung minimiert nur die Bandbreite der virtuellen Maschinen.<\/p>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<h4>Converged Network<\/h4>\n<p>das folgende Beispiel zeigt die Konfiguration eines C<em>onverged Networks<\/em>. Die vier Gigabit Nics werden geb\u00fcndelt, und federn den Ausfall von drei Nics ab.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter wp-image-1986 size-full\" src=\"https:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/vmswtich3.png\" alt=\"hyper-v converged network fabric windows server 2012 r2 iscsi live migration csv heartbeat management failover cluster bandwith limit\" width=\"571\" height=\"516\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/vmswtich3.png 571w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/vmswtich3-300x271.png 300w\" sizes=\"(max-width: 571px) 100vw, 571px\" \/><\/p>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<p>aus den\u00a04x 1GB onboard Nics wird ein LACP Trunk (Trunk bei HP,\u00a0Port Channel bei Cisco) erstellt. Der Switch muss analog dazu\u00a0angepasst werden. Der Adapter vermindert seine Bandbreite mit Ausfall einer Nic, bleibt aber online<\/p>\n<pre class=\"lang:default decode:true \">New-NetLbfoTeam LACPtrunk onboard1,onboard2,onboard3,onboard4 -TeamingMode LACP -LoadBalancingAlgorithm Dynamic<\/pre>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<p>auf dem LACP Trunk wird ein virtueller Switch erstellt. Die Bindung der IP Protokolle geht verloren.<\/p>\n<pre class=\"lang:default decode:true \">New-VMSwitch vSwitch -MinimumBandwidthMode Weight -NetAdapterName LACPtrunk -AllowManagementOS 0<\/pre>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<p>dem\u00a0VM Switch wird eine relative Gewichtung zugewiesen. Diese garantiert die mindest zur Verf\u00fcgung stehende Bandbreite. Alle Adapter ohne Gewichtung, inklusive sp\u00e4ter darauf verbundener\u00a0VMs, fallen in diesen Default Pool.<\/p>\n<pre class=\"lang:default decode:true\">Set-VMSwitch vSwitch -DefaultFlowMinimumBandwidthWeight 30<\/pre>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<p>es wird jeweils ein virtueller Management und CSV\/HB Adapter (vNic) auf dem VM Switch erstellt<\/p>\n<pre class=\"lang:default decode:true\">Add-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name Management -SwitchName vSwitch\r\nAdd-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name CSV\/HB -SwitchName vSwitch<\/pre>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<p>zur Trennung der Netze, wird den virtuellen Adaptern f\u00fcr Management und CSV\/HB jeweils\u00a0eine vlan ID zugewiesen. Adapter ohne vlan, inklusive VMs, fallen in das default vlan, das dem Trunk am physikalischen Switch zugewiesen ist.<\/p>\n<pre class=\"lang:default decode:true \">Set-VMNetworkAdapterVlan -ManagementOS -VMNetworkAdapterName CSV\/HB -Access -VlanId 8\r\nSet-VMNetworkAdapterVlan -ManagementOS -VMNetworkAdapterName Management -Access -VlanId 3<\/pre>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<p>die\u00a0vNics erhalten eine relative Gewichtung, und werden damit nicht dem Default Pool angerechnet.\u00a0Eine Zuweisung an einen Adapter einer bestimmen VM ist dann m\u00f6glich, wenn dieser\u00a0erstellt wurde. Mit <strong><em>&#8222;Get-VMNetworkAdapter -VMName * &#8220; <\/em><\/strong>werden vorhandene VM Adapter ausgegeben.<\/p>\n<p>In der aktuellen Konfiguration ergeben sich damit jeweils 20% f\u00fcr das Management sowie CSV\/HB, und 60% f\u00fcr den Default Pool. Eine Begrenzung nach oben w\u00e4re mit der Option\u00a0<em>MaximumBandwidth<\/em> m\u00f6glich.<\/p>\n<pre class=\"lang:default decode:true \">Set-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name Management -MinimumBandwidthWeight 10\r\nSet-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name CSV\/HB -MinimumBandwidthWeight 10<\/pre>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<p>F\u00fcr die Kommunikation erhalten die\u00a0vNics IP Adressen, nur das Management Lan erh\u00e4lt ein Gateway und Verweise auf die DNS Server.<\/p>\n<pre class=\"lang:default decode:true\"># Set IP Address Management\r\nNew-NetIPAddress -InterfaceAlias \"vEthernet (Management)\" -IPAddress 10.10.1.27 -PrefixLength 24 -DefaultGateway 10.10.1.254\r\nSet-DnsClientServerAddress -InterfaceAlias \"vEthernet (Management)\" -ServerAddresses 10.10.3.1, 10.10.3.2\r\n\r\n# Set IP Address CSV\/HB\r\nNew-NetIPAddress -InterfaceAlias \"vEthernet (CSV HB)\" -IPAddress 192.168.8.1 -PrefixLength 24<\/pre>\n<p><span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span><span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span><span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span><\/p>\n<p>Einstellungen\u00a0abfragen<\/p>\n<pre class=\"lang:default decode:true\"># get DefaultFlowMinimumBandwidthWeight\r\nGet-VMSwitch vSwitch | ft name,DefaultFlowMinimumBandwidthWeight\r\n\r\n# get vLans\r\nGet-VMNetworkAdapterVlan\r\n\r\n# get Bandwith Percentage\r\nGet-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name * | ft Name, VMName, MinimumBandwidthWeight, BandwidthPercentage, IsManagementOS, maximumbandwith\r\n\r\n# get Adapter\r\nGet-VMNetworkAdapter -all<\/pre>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Performance<\/h3>\n<p>so sch\u00f6n die ganze Geschichte mit den dynamischen Bandbreiten ist, muss man auch eine Einschr\u00e4nkung erw\u00e4hnen. Sobald ein VM Switch auf der Nic bzw. dem LACP Team installiert wird, geht der support f\u00fcr RSS (Receive Side Scaling) verloren, und VMQ (Virtual Machine Queues) wird aktiviert.<\/p>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<h4>LACP Team ohne VM Switch<\/h4>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1793\" src=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_217.jpg\" alt=\"perfmon windows lacp network\" width=\"782\" height=\"646\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_217.jpg 782w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_217-300x247.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 782px) 100vw, 782px\" \/><\/p>\n<p>Die Last\u00a0verteilt sich \u00fcber vier TCP Streams der 4 Nics (SMB Multichannel). LACP und der Switch Independent Mode weisen hier (rote Linie) ein \u00e4hnliches Bild auf. Mit 4x 1GB Karten werden rund 400MB\/second erreicht. Bei meinen Servern sind die lokalen Platten der Flaschenhals.<\/p>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1792\" src=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_216.jpg\" alt=\"cpu 2012r2\" width=\"697\" height=\"524\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_216.jpg 697w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_216-300x225.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 697px) 100vw, 697px\" \/><\/p>\n<p>An den vier CPU Ausschl\u00e4gen sieht man, dass RSS genau das tut, was es soll. Es gleicht die Last \u00fcber mehrere TCP Streams aus.<\/p>\n<p><span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span><span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4>LACP Team\u00a0mit\u00a0 VM Switch<\/h4>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1797\" src=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_220.jpg\" alt=\"perfmon windows lacp network\" width=\"784\" height=\"369\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_220.jpg 784w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_220-300x141.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 784px) 100vw, 784px\" \/><\/p>\n<p>nach dem Erstellen des VM Switches sieht das Bild ganz anders aus. Von den vier Nics arbeitet nur noch eine, eine Lastverteilung findet nicht mehr statt.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1794\" src=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_222.jpg\" alt=\"2012r2 cpu\" width=\"696\" height=\"525\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_222.jpg 696w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_222-300x226.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 696px) 100vw, 696px\" \/><\/p>\n<p>Da jetzt nur noch ein TCP Stream aktiv ist, wird auch nur ein CPU Kern beansprucht, daf\u00fcr aber auch st\u00e4rker. Der maximale Durchsatz bei\u00a01Gigabit Karten (obwohl 4 St\u00fcck) betr\u00e4gt damit 125MB\/second.<\/p>\n<p><span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span><span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span><\/p>\n<h4>SMB Multichannel<\/h4>\n<p>Haben die Server eine weitere M\u00f6glichkeit miteinander zu kommunizieren, z.B. ein CSV\/HB Lan, wird ein weiterer TCP Stream \u00fcber diese Verbindung aufgebaut. Die Last verteilt sich dann \u00fcber die vNic des LACP und der physischen Nic des CSV\/HB und auf Seiten des Prozessors auf mehrere Cores. Ob die Nic virtuell ist, oder am gleichen VM Switch h\u00e4ngt, spielt dabei keine Rolle.<\/p>\n<p>Sobald die\u00a0Server st\u00e4rkere 10Gbit Verbindungen haben, werden diese f\u00fcr die Kommunikation untereinander genutzt. Sind die Nics RSS-Capable werden mehrere Streams pro Adapter aufgebaut.<\/p>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1806\" src=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_233.jpg\" alt=\"get-smbclientnetworkinterface rss powershell\" width=\"852\" height=\"176\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_233.jpg 852w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_233-300x61.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 852px) 100vw, 852px\" \/><\/p>\n<p>wie oben bereits erw\u00e4hnt, geht nach dem Aktivieren eines vSwitches die RSS Capability f\u00fcr die vNics verloren. VM Gast Systeme, die auf den VM Switch connected sind, haben\u00a0diese Einschr\u00e4nkung nicht. Die vNics der Hosts sowie der VMs haben virtuelle 10Gbit, unabh\u00e4ngig davon auf welcher Physik diese aufgesetzt sind.<\/p>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<h4>Prozessor<\/h4>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1795\" src=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_227.jpg\" alt=\"powershell get-netadaptervmq\" width=\"902\" height=\"178\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_227.jpg 902w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_227-300x59.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 902px) 100vw, 902px\" \/><\/p>\n<p>mit dem Powershell Befehl Get-NetAdapterVmq wird angezeigt, dass innerhalb der VMQ Funktion der Processor 0:0 f\u00fcr die Verarbeitung genutzt wird<\/p>\n<span class=\"\" style=\"display:block;clear:both;height: 0px;padding-top: 20px;border-top-width:0px;border-bottom-width:0px;\"><\/span>\n<p>Es ist sinnvoll \u00a0&#8222;CPU 0&#8220; f\u00fcr Systemressourcen frei zu lassen. Mit folgendem Befehl wird der mindest zu verwendende Kern definiert (Core 1 oder h\u00f6her)<\/p>\n<pre class=\"lang:default decode:true\"># change base processor\r\nSet-NetAdapterVmq -Name onboard1 -BaseProcessorNumber 1\r\nSet-NetAdapterVmq -Name onboard2 -BaseProcessorNumber 1\r\nSet-NetAdapterVmq -Name onboard3 -BaseProcessorNumber 1\r\nSet-NetAdapterVmq -Name onboard4 -BaseProcessorNumber 1<\/pre>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1796\" src=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_229.jpg\" alt=\"powershell get-netadaptervmq\" width=\"889\" height=\"169\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_229.jpg 889w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_229-300x57.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 889px) 100vw, 889px\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1803\" src=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_224.jpg\" alt=\"2012r2 cpu\" width=\"693\" height=\"525\" srcset=\"http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_224.jpg 693w, http:\/\/www.windows-infrastructure.de\/wp-content\/uploads\/hc_224-300x227.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 693px) 100vw, 693px\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>die Ausgangssituation ist ein Hyper-V Cluster, mit 2x 10Gbit im Backend f\u00fcr den iSCSI Traffic, und 4x 1Gbit im Frontend per Node. 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