Windows Server 2019: Diese SDN-Funktionen sollten Sie kennen

RSC: Receive Segment Coalescing nun auch für virtuelle Switches in Hyper-V

Bei Receive Segment Coalescing (RSC) handelt es sich um keine neue Idee. Microsoft führte das Verfahren in Windows Server 2012 ein, um die Netzwerklast auf der Server-CPU zu reduzieren. Jedes Netzwerkpaket erzeugt einen Prozessor-Interrupt, so dass die CPU ihre Arbeit unterbricht und sich um den Netzwerk-Traffic kümmert. In traditionellen physischen Systemen war diese Netzwerklast relativ gering. Doch mit dem Aufkommen der Virtualisierung und der breiten Akzeptanz von virtuellen Maschinen (VM) und Containern – beides benötigt Netzwerkunterstützung – kann die Last für das Netzwerk und den Prozessor deutlich höher ausfallen.

Coalescing reduziert die Netzwerklast auf dem Prozessor, indem das Paket-Handling an den Netzwerkadapter (Network Interface Card, NIC) ausgelagert wird, der den eingehenden Traffic zu weniger – dafür aber größeren – Paketen zusammenfassen kann. Dies führt zu weniger Prozessor-Interrupts und verringert die Netzwerklast auf die CPUr. Dank RSC lässt sich mehr Netzwerk-Traffic bewältigen bei gleichzeitig geringerer Beanspruchung des Prozessors.

Die ältere RSC-Technologie arbeitete allerdings nicht mit den virtuellen Switches von Hyper-V zusammen. Das nahm Microsoft zum Anlass, um für Windows Server 2019 spezielle SDN-Funktionen zu entwickeln, so dass diese Einschränkung nicht mehr gilt. Außerdem können virtuelle Workloads jetzt RSC nutzen, wenn sie mit virtuellen Switches verbunden sind. Davon profitieren Software-defined Networks (SDN), die auf virtuellen Komponenten basieren, zum Beispiel virtuellen Switch-Elementen (vSwitch). RSC im vSwitch steht typischerweise zur Verfügung, ohne dass man spezielle Hardware- oder Softwarekomponenten hinzufügen muss.

d.VMMQ: Dynamic Virtual Machine Multi-Queue verteilt die CPU-Last

Eine weitere in Windows Server 2019 integrierte SDN-Technologie trägt den Namen Dynamic Virtual Machine Multi-Queue (d.VMMQ). Sie verbessert die Art und Weise, wie Prozessoren die Netzwerklast verteilen. Wenn Netzwerke eine größere Bandbreite bieten, fällt mehr Netzwerk-Traffic an, der eine umfangreichere Verarbeitung bedingt. Das kann die Leistungsfähigkeit eines einzelnen Prozessors möglicherweise übersteigen. Frühere Technologien, wie Virtual Machine Queue und Virtual Machine Multi-Queue, lösten dieses Problem, indem der Netzwerk-Traffic auf mehrere im System vorhandene Prozessoren aufgeteilt wurde.

Problematisch dabei ist, dass diese Technologien auch zu einer größeren Komplexität bei Planung, Monitoring und Tuning führen, wenn der Netzwerk-Traffic richtig verteilt werden soll. Die d.VMMQ-Funktion meistert diese Herausforderung durch ein automatisches System-Tuning nach Bedarf. Dadurch lässt sich der Netzwerk-Overhead für jede VM äußerst effizient auf die einzelnen Prozessoren aufteilen. Bei geringem Netzwerk-Traffic zum Beispiel reicht ein Prozessor für den gesamten Datenverkehr völlig aus. Wenn der Netzwerk-Traffic hingegen steigt, kann d.VMMQ den Traffic auf mehrere Prozessoren verteilen. Und wenn der Netzwerk-Traffic wieder abnimmt, ist d.VMMQ in der Lage, die Anzahl der Prozessoren, die für das Handling der Netzwerklast vorgesehen sind, wieder zu reduzieren.