기술설명 #
NFV (네트워크 기능 가상화 )는 유연성과 손쉬운 유지 관리를 위해 네트워킹 장치를 가상 환경에서 사용하는 새로운 패러다임입니다. 하지만 모든 사용 사례는 요구 사항, 예산 및 가용 자원을 고려하여 하드웨어 어플라이언스 또는 가상 어플라이언스 중 어느 것이 최적의 선택인지 면밀히 검토해야 합니다.
이 글에서는 네트워크 하드웨어 어플라이언스 간의 차이점을 설명하고, 네트워킹 및 로드 밸런싱을 위한 VM 튜닝 최적화 방법 과 하이퍼바이저 벤더별 성능 차이에 대해 알아보겠습니다.
하드웨어와 가상 어플라이언스 간의 성능 차이 #
새로운 로드 밸런서를 배포해야 할 때 하드웨어 어플라이언스를 선택하는 주된 기술적 이유는 최대한 의 성능 과 낮은 네트워크 지연 시간을 확보하기 위함 이지만, 가상 어플라이언스는 더 큰 유연성 과 간편한 인프라 관리를 제공합니다 .
이상적인 환경에서는 호스트에서 사용 가능한 모든 리소스를 사용하여 가상 머신을 배포하면 호스트 CPU의 96~97%, 호스트 네트워크 성능의 70~90%, 호스트 스토리지 I/O 성능의 40~70%를 VM에서 얻을 수 있습니다. 이 모든 것은 하이퍼바이저의 오버헤드 덕분입니다.
가상 머신의 벤치마킹은 다양한 가능한 구성으로 인해 정확한 수치가 부족할 수 있고 VM의 성능에 영향을 줄 수 있는 요소가 너무 많기 때문에 쉬운 작업이 아닙니다.
사용된 하이퍼바이저 공급업체 및 버전
호스트 최적화
VM당 할당된 리소스
호스트당 실행 중인 VM 수
하이퍼바이저의 네트워크 트래픽, CPU 또는 디스크 I/O 부하
네트워크 드라이버가 구성되었습니다
VM 간 공유 리소스
수행된 작업(라우팅, 콘텐츠 전환, SSL 오프로드 등)
무엇보다도…
이 문서는 가상 환경의 로드 밸런싱을 위한 네트워킹 최적화에 중점을 두고 있으며, 로드 밸런싱 VM의 성능을 극대화하기 위한 CPU 부하 및 네트워킹 I/O 튜닝에 중점을 둡니다. 이러한 유형의 NFV 애플리케이션은 높은 디스크 I/O 부하를 필요로 하지 않으므로 디스크 스토리지 성능은 그다지 중요하지 않습니다.
네트워킹 및 부하 분산을 위한 VM 최적화 #
가상 인프라에서 NFV(특히 부하 분산)를 강화하려면 다음 지침을 따르는 것이 좋습니다.
1. 최신 하드웨어 호스트 . 최신 하드웨어 플랫폼에는 가상화 성능 향상을 위한 다양한 프로세서 가속 및 BIOS 또는 펌웨어 수준의 소프트웨어 기술이 이미 포함되어 있습니다. 펌웨어와 BIOS를 최신 상태로 유지하는 것은 새로운 기능을 활성화하고 알려진 문제를 방지하는 데 도움이 되므로 권장됩니다.
2. 선호하는 하이퍼바이저를 선택하십시오 . 호스트에서 실행할 하이퍼바이저는 네트워크 성능에 매우 중요합니다. 다음 섹션에서는 가장 많이 사용되는 하이퍼바이저에 대한 벤치마크 연구 결과를 설명합니다. 이 연구를 통해 네트워크 성능 및 로드 밸런싱에 최적화된 가상 플랫폼에 대한 전반적인 개요를 확인할 수 있습니다. 또한 일부 벤더는 유료 솔루션에서 NFV 솔루션에 필요한 여러 성능 향상 및 확장 기능을 제공합니다.
3. 하이퍼바이저 업데이트 . 호스트를 최신 상태로 유지하면 하이퍼바이저에 적용된 모든 최적화 기능 및 리소스 개선 사항은 물론 수정된 보안 취약점의 이점을 누릴 수 있습니다.
4. Intel VT-x 또는 AMD-V를 활성화하십시오 . 일반적으로 최신 Intel 및 AMD 프로세서에는 이 가속 플래그가 포함되어 있지만 BIOS에서 기본적으로 활성화되어 있지 않습니다. BIOS에서 이 옵션이 활성화되어 있는지 확인한 후 가상 머신 수준에서 활성화해야 합니다.
5. 유지보수 전용 네트워크 . 가상 머신의 네트워크 설정 시, 운영 서비스와 유지보수 작업을 위한 격리된 네트워크를 호스트와 연결된 내부 사설 네트워크에 구축하는 것이 중요합니다. 이 사설 네트워크는 모션(호스트 간 워크로드 이동)에 사용될 수 있습니다. 이러한 사설 네트워크는 더 빠르고 안전할 뿐만 아니라, 유지보수 중에도 운영 서비스에 영향을 미치지 않습니다.
6. 향상된 네트워크 드라이버를 선택하십시오 . 각 하이퍼바이저와 특정 NIC에 대해 성능이 가장 뛰어난 가상 네트워크 드라이버를 사용하십시오. 호스트에 가장 적합하고 최신 네트워크 드라이버를 유지하면 지연 시간이 줄어들고 네트워크 트래픽 부하가 높은 경우 성능이 향상됩니다.
7. 전용 vCPU . 성능 측면에서 특정 VM에 할당되는 vCPU 수는 적더라도 전용으로 사용하는 것이 좋습니다. CPU 리소스를 공유하지 않으면 호스트의 컨텍스트 변경 및 대기 상태가 줄어들고, 워크로드가 VM 간에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있습니다.
8. 최적화된 템플릿 및 배포 준비 완료 . 특정 하이퍼바이저 및 버전에 맞춰 최적화된 템플릿을 준비하는 것이 중요합니다. 이 템플릿에는 적절한 도구, 드라이버, 그리고 게스트 측 네트워킹에 맞게 튜닝된 운영 체제가 포함되어야 합니다. 배포 준비가 완료된 템플릿을 사용하면 효율성, 관리 용이성 및 시간 절약 효과를 얻을 수 있습니다.
하이퍼바이저 간 성능 #
저희 연구실에서 진행한 로드 밸런싱 벤치마크 및 네트워크 고부하 테스트 결과에 따르면, 최신 버전의 VMware ESXi는 Xen Server, Hyper-V 또는 시중에 나와 있는 다른 하이퍼바이저보다 우수한 성능을 보여줍니다.
올바른 자원 할당 정의 RELIANOID 가상 어플라이언스 #
우리 연구실 테스트에 따르면 시장에서 가장 성능이 뛰어난 하이퍼바이저를 사용한다는 점을 고려하면 최적의 성능을 얻을 수 있습니다. RELIANOID 로드 밸런서 가상 환경 7 %에 20 %에서 동일한 물리적 구성보다 페널티가 더 큽니다.
전용 vCPU당 예상 비용은 다음과 같습니다.
LSLB HTTP 팜을 사용하면 초당 약 18개의 HTTP 요청이 가능합니다.
LSLB L220XNAT 팜을 사용하면 초당 약 4개의 HTTP 요청이 가능합니다.
세션 지속성이 활성화된 경우 VM의 메모리 리소스를 관리해야 합니다.
VM에서 인스턴스화된 가상 서비스 또는 팜당 512MB의 RAM.
사용자가 512명 이상인 가상 서비스 또는 팜당 추가로 10,000MB의 RAM이 제공됩니다.
저장과 관련하여, RELIANOID 가상 어플라이언스는 필요한 경우 크기를 조절할 수 있는 8GB의 디스크를 할당하지만 대부분의 경우 충분합니다.
