在2020年9月底舉行的年度用戶大會VMworld前兩週,VMware宣布伺服器虛擬化平臺vSphere將推出 7.0 Update 1改版,其他延伸應用或整合的產品順勢推出新版,例如,基於vSphere的軟體定義儲存系統vSAN,有了7.0 Update 1版;整合vSphere、vSAN以及網路虛擬化軟體NSX的軟體定義資料中心基礎平臺,亦即VMware Cloud Foundation(VCF),也從4.0版邁入4.1版。

單就vSphere 7 Update 1而言,最顯著的新增特色是執行規模的擴充性。首先,以縱向擴展(scale up)而言,vSphere可配置更巨大的系統資源,部署所謂的怪獸級虛擬機器(Monster VM),可支援高效能要求的應用程式,以及需配置超大容量記憶體的資料庫系統,像是SAP HANA、Epic Operational Database、InterSystems Caché、InterSystems IRIS。

這樣的改進,主要是反映在每臺虛擬機器的最大規格組態。企業可在vSphere 7 Update 1的系統當中,設置768顆虛擬處理器、24TB記憶體的虛擬機器,而且,可配置12TB持續性記憶體(Persistent Memory)、64支NVDIMM,能同時支援記憶體模式與App Direct模式。

相較之下,稍早推出的vSphere 7,每臺虛擬機器可設置256顆虛擬處理器、6128GB記憶體,以及6TB持續性記憶體(但可搭配的NVDIMM數量並未寫明)。

值得注意的是,企業若要在既有的虛擬機器,到vSphere 7 Update 1的執行環境使用上述的組態規模,需將裡面搭配的虛擬硬體規格,升級至第18版。

在橫向擴展(scale out)的作法上,以叢集執行規模而言,vSphere 7 Update 1也增加了組成的主機數量,在每個叢集當中,最大可部署96臺主機,比先前版本提升了50%──vSphere的6.0版到7.0版,每個叢集最大可部署64臺主機。如此一來,也能讓企業運用這種方式,來擴展IT基礎架構的可用資源規模,符合當代應用程式的執行需求。

vSphere 7 Update 1採用的第18版VMware虛擬硬體,還可支援3種IT資源運用方式。

首先,是處理器內建的安全加密虛擬化技術,例如,AMD SEV-ES(Secure Encrypted Virtualization-Encrypted State)。

若虛擬機器執行的作業系統支援AMD的安全加密虛擬化(SEV)技術,作業系統可要求AMD EPYC伺服器級處理器發行加密金鑰,將其用於記憶體內部,以及硬體內部的加密保護處理。而進階的SEV-ES技術也會將加密延伸到CPU的暫存器狀態,讓CPU裡面的資料也能受到加密處理而獲得保護──Hypervisor不再讓任何人在未經許可的狀態下,就能存取虛擬機器作業系統的加密金鑰,如此可大大減少暴露於外界攻擊的面向。

                           

第二,支援虛擬遠端記憶體直接存取(vRDMA)的虛擬機器,能與原生端點互通。

談到RDMA的使用歷程,vSphere經歷了好幾個時期。首先,隨著近期有越來越多作業系統支援遠端記憶體直接存取(RDMA),能讓連網的伺服器上層應用程式直接從主記憶體,來讀寫HCA(Host Channel Adapter)網路卡傳輸的資料,而無需經由CPU與作業系統的涉入,可提升資料搬移的效率,以及獲得較低的存取延遲及CPU使用率。

而在虛擬機器之間,也能使用RDMA的技術來提升效能,稱為半虛擬化RDMA(Paravirtual RDMA,PVRDMA),例如,vSphere 在6.5版之後,就開始提供支援──因為虛擬機器搭配PCIe介面的虛擬網卡,即可支援標準的RDMA應用程式介面(API),只要多臺虛擬機器連至同一臺vSphere分散式虛擬交換器(VDS),即可運用PVRDMA的功能。

如此一來,PVRDMA可以支援哪些應用場景?例如,處於同臺伺服器的虛擬機器可使用記憶體複製來達成PVRDMA,而不需透過ESXi主機連接HCA網路卡的作法來進行;位於不同伺服器的虛擬機器,若伺服器都安裝了HCA網路卡,可相互連接來進行PVRDMA通訊(伺服器網路卡需設為VDS的上行埠),若有互連的多臺伺服器當中,有些僅安裝一般網路卡,可經由TCP協定的傳輸通道來進行溝通,但效能當然也會不那麼理想。

 

                 

到了vSphere 7.0 Update 1,VMware表示,支援PVRDMA虛擬機器可直接與原生端點(Native Endpoint),進行網路溝通。而所謂的原生端點,又稱為非半虛擬化RDMA端點(non-PVRDMA endpoints),例如,未使用PVRDMA類型網路介面的儲存陣列。而有了這樣的功能,VMware虛擬化環境當中的應用程式與叢集系統可運用RDMA,與儲存裝置、儲存陣列之間進行連接與存取。不過,此功能目前尚未支援vSphere虛擬機器線上不停機遷移vMotion。

第三,是在使用「增強型vMotion相容性(Enhanced vMotion Compatibility,EVC)」時,提供繪圖處理模式的選項,也就是虛擬共用圖形加速(Virtual Shared Graphics Acceleration,vSGA)。

為何需要這樣的機制?這關乎vSphere底層的伺服器,有可能會搭配不同廠牌GPU,而就算是同廠牌GPU,也可能有不同功能,在虛擬機器與叢集環境的配置上,需運用一些方法讓系統能夠相容於不同的GPU,而早期EVC主要針對的是CPU,現在則擴及GPU。

就圖形處理功能而言,vSphere 7採用的虛擬硬體,可確保虛擬機器能使用vSGA這類圖形處理的技術,而讓多臺虛擬機器能夠共享伺服器端的繪圖處理器(GPU)運算資源,以及支援vMotion線上遷移。

相對地,GPU廠商也需要支援虛擬硬體版本,才能確保他們發展的功能順利應用,而這也導致用戶為此需停留在特定的虛擬硬體版本,以便確保虛擬機器可使用GPU廠商提供的圖形處理功能。另一方面,VMware本身也在vSphere提供3D軟體渲染器,同樣提供圖形處理功能。

因此,基本上,在相同的虛擬硬體版本之下,運用GPU廠商的技術與VMware軟體渲染器的虛擬機器可在不同ESXi主機之間,進行vMotion線上遷移,不過若要在虛擬機器上,執行GPU廠商或軟體渲染器所不支援的功能時(例如特定GPU才具備的技術),將會出現問題。

而在vSphere 7.0 Update 1,VMware提供新的機制稱為EVC for Graphics屬於EVC模式的延伸,能讓啟用圖形模式(EVC Graphics Mode)的虛擬機器,得以橫跨不同GPU廠商與軟體渲染器的功能。而這個模式包含一套支援多種3D應用的虛擬機器相關特色,像是Direct 3D 10.1,以及OpenGL 3.3(未來將支援Direct 3D 11.0與OpenGL 4.1)。


產品資訊

 

VMware vSphere 7 Update 1
●原廠:VMware●建議售價:廠商未提供
●硬體需求:雙核心處理器、8GB記憶體、32GB硬碟空間
●系統元件:ESXi、vCenter Server(身分認證服務Authentication Services、vCenter Server內建服務)
●單臺虛擬機器硬體最大組態:768顆虛擬核心、24TB記憶體、62TB虛擬硬碟容量、10張虛擬網卡、連接20個USB裝置、12TB持續性記憶體、64支NVDIMM、4張虛擬NVMe介面卡

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】

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