Virtual Machine Network Configuration

가상 세계의 네트워킹은 물리적 세계와 동일한 개념을 따르지만, 이러한 개념은 물리적 케이블과 스위치가 아닌 소프트웨어에 적용됩니다. 물리적 세계에서 적용되는 많은 모범 사례가 가상 세계에서도 계속 적용되지만 트래픽 세분화, 가용성, 단일 서버에서 호스팅되는 서비스에 필요한 처리량을 분산할 수 있는지 여부에 대한 추가 고려 사항이 있습니다.

가상 네트워크 개념

다음 그림은 가상 네트워크를 구성하는 구성 요소에 대한 시각적 개요를 제공합니다.

그림 65. 가상 네트워킹 개념

그림에서 볼 수 있듯이 다음 구성 요소가 가상 네트워크를 구성합니다:

물리적 스위치 - 물리적 로컬 영역 네트워크의 vSphere 호스트를 향한 엣지입니다.
NIC 티밍 - 중복성 및 집계 대역폭을 제공하기 위해 동일한 물리적/논리적 네트워크에 연결된 NIC 그룹입니다.
물리적 네트워크 인터페이스(pnic/vmnic/uplink) - ESXi 호스트와 로컬 영역 네트워크 간의 연결을 제공합니다.
vSphere 스위치(표준 및 분산) - 가상 스위치는 소프트웨어에서 생성되며 VM 간 연결을 제공합니다. 가상 스위치는 가상 머신에 LAN 연결을 제공하려면 물리적 NIC(vmnic라고도 함)에 업링크해야 합니다. 그렇지 않으면 가상 머신 트래픽이 VM 내에 포함됩니다. 포트 그룹 - 가상 스위치 내에 논리적 경계를 만드는 데 사용됩니다. 이 경계는 물리적 스위치에서 802.1q 트렁킹이 전달될 때 VLAN 세분화를 제공하거나 정책 설정을 위한 경계를 생성할 수 있습니다.
가상 NIC(vNIC) - VM과 가상 스위치 간의 연결을 제공합니다.
VMkernel(vmknic) - NFS, iSCSI, vSphere vMotion 및 vSphere 내결함성 로깅에 대한 연결과 같은 하이퍼바이저 기능을 위한 인터페이스입니다. 가상 포트 - vmknic과 가상 스위치 간의 연결을 제공합니다.

가상 네트워킹 모범 사례

일부 SQL Server 워크로드는 다른 워크로드보다 네트워크 지연 시간에 더 민감합니다. SQL Server 기반 VM을 위한 네트워크를 구성하려면 워크로드 네트워크 요구 사항을 철저히 이해하는 것부터 시작하십시오. Windows Perfmon 또는 VMware Capacity Planner™를 사용하거나 가급적이면 vROP를 사용하여 대표 기간 동안 기존 워크로드에서 다음 성능 지표를 모니터링하면 SQL Server VM에 대한 요구 사항을 쉽게 파악할 수 있습니다.

다음 지침은 일반적으로 SQL Server VM을 위한 네트워크 프로비저닝에 적용됩니다:

표준 스위치와 분산 스위치 중 어떤 것을 선택할 것인지는 SQL Server 설계를 벗어나서 결정해야 합니다. 표준 스위치는 호스트별 수준에서 간단한 구성을 제공합니다. 관리 오버헤드를 줄이고 기능을 향상하려면 분산 가상 스위치 사용을 고려하세요. 두 가상 스위치 유형 모두 SQL Server에 필요한 기능을 제공합니다.
트래픽 유형을 분리하여 트래픽과 같은 트래픽을 지정된 네트워크로 제한해야 합니다. vSphere는 관리, vSphere vMotion 및 네트워크 기반 스토리지 트래픽에 대해 별도의 인터페이스를 사용할 수 있습니다. VM 트래픽에 추가 인터페이스를 사용할 수 있습니다. VM 내에서 서로 다른 인터페이스를 사용하여 특정 트래픽을 분리할 수 있습니다. 802.1q VLAN 태깅 및 가상 스위치 포트 그룹을 사용하여 트래픽을 논리적으로 분리할 수 있습니다. 별도의 물리적 인터페이스와 전용 포트 그룹 또는 가상 스위치를 사용하여 트래픽을 물리적으로 분리합니다.
iSCSI를 사용하는 경우 네트워크 어댑터는 네트워크 통신 또는 iSCSI 중 하나만 전용으로 사용해야 하며 둘 다 사용할 수 없습니다.
VMware는 vSphere vMotion 트래픽 및/또는 iSCSI 트래픽을 사용하도록 설정한 가상 스위치에서 점보 프레임을 사용하도록 설정하는 것을 적극 권장합니다. 가상 스위치에서 이 구성을 수행하기 전에 물리적 네트워크 인프라 종단 간에서도 점보 프레임을 사용하도록 설정했는지 확인하십시오. 중간 스위치 포트 중 하나라도 점보 프레임에 대해 올바르게 구성되지 않은 경우 상당한 성능 저하가 발생할 수 있습니다.
VMXNET3 반가상화 NIC를 사용합니다. VMXNET 3는 성능을 위해 설계된 최신 세대의 반가상화 NIC입니다. 멀티 큐 지원, 수신 측 스케일링, IPv4/IPv6 오프로드, MSI/MSI-X 인터럽트 전송 등 여러 고급 기능을 제공합니다.
게스트 운영 체제 네트워킹 고려 사항 및 하드웨어 네트워킹 고려 사항에 대한 지침은 vSphere 6.5의 성능 모범 사례 가이드(https://www.vmware.com/techpapers/2017/Perf_Best_Practices_vSphere65.html)를 참조하십시오.

대용량 메모리 워크로드에 멀티 NIC vMotion 사용

vSphere 5.0에는 메모리 집약적인 대규모 가상 머신에 대한 vMotion 작업을 지원하는 Stun during Page Send (SDPS)라는 새로운 기능이 도입되었습니다. vMotion을 사용하여 VM을 이동하는 경우 해당 메모리는 소스 ESXi 호스트에서 대상 ESXi 호스트로 반복적으로 복사됩니다. 첫 번째 반복에서는 모든 메모리가 복사되고 후속 반복에서는 이전 반복 중에 수정된 메모리 페이지만 복사됩니다. 마지막 단계는 스위치오버로, 이 단계에서는 VM이 소스 vSphere 호스트에서 일시적으로 중단되고 마지막 메모리 변경 세트가 타겟 ESXi 호스트에 복사된 후 VM이 타겟 ESXi 호스트에서 다시 시작됩니다.

대용량 메모리 VM에 대해 vMotion 작업이 시작되고 해당 대용량 메모리가 매우 집중적으로 사용되는 경우 페이지가 대상 ESXi 호스트에 복제되는 것보다 더 빨리 “더티(dirtied)“될 수 있습니다. 이러한 워크로드의 예로는 사용량이 많은 64GB 메모리에 최적화된 OLTP SQL Server를 들 수 있습니다. 이 경우 SDPS는 vMotion 작업이 완료될 수 있도록 VM의 vCPU 속도를 의도적으로 느리게 합니다. 이 방법은 vMotion 작업이 완료되도록 보장하는 데 유용하지만, 일부 워크로드에서는 vMotion 작업 중 성능 저하가 허용 가능한 위험이 아닐 수 있습니다. 이 문제를 해결하고 SDPS 활성화의 위험을 줄이려면 멀티 NIC vMotion을 활용할 수 있습니다. 멀티 NIC vMotion을 사용하면 모든 vMotion 작업이 단일 VM vMotion 작업에서도 여러 포트 링크를 활용합니다. 따라서 vMotion 작동 속도가 빨라지고 메모리 집약적인 대규모 VM에서 SDPS에 대한 위험이 줄어듭니다.

멀티 NIC vMotion을 설정하는 방법에 대한 자세한 내용은 다음 기술 자료(https://kb.vmware.com/kb/2007467)를 참조하십시오.

vMotion 아키텍처 및 SDPS에 대한 자세한 내용은 vSphere vMotion 아키텍처, 성능 및 모범 사례 https://www.vmware.com/content/dam/digitalmarketing/vmware/en/pdf/techpaper/vmware-vsphere51-vmotion-performance-white-paper.pdf 을 참조하십시오.

자세한 내용은 https://www.vmware.com/content/dam/digitalmarketing/vmware/en/pdf/techpaper/performance/vmotion-7u1-perf.pdf 을 참조하십시오.

그림 66. SDPS가 활성화된 대규모 집약적 가상 머신의 vMotion

그림 67. 멀티 NIC vMotion을 활용하여 vMotion 작동 속도 향상

vSphere 7.0에는 라이브 마이그레이션 및 스턴 시간 동안 성능에 미치는 영향을 획기적으로 줄이기 위해 여러 가지 vMotion 개선 기능이 도입되었습니다. 이러한 기능을 통해 대규모 가상 머신(SQL Server의 CPU 및 메모리 구성이 큰 “Monster” 가상 머신이라고도 함)을 vMotion 이벤트 중에 성능 저하를 최소화하면서 라이브 마이그레이션할 수 있습니다. 이 성능 개선에 대한 자세한 내용은 고속 대역폭 NIC 활용, 대용량 메모리 VM 페이지 복사 개선, 스토리지 vMotion의 빠른 일시 중단 및 재개 프로세스 개선을 위한 vMotion을 참조하십시오.

대부분의 경우, SQL Server 인스턴스 또는 Monster VM의 페일오버 클러스터 인스턴스는 성능 오버헤드를 최소화하면서 vMotion 이벤트가 발생하는 동안 영향을 받지 않습니다. 이 작업 중에 SQL Server 사용자 또는 DBA가 수행해야 할 작업은 없습니다. 그러나 vSphere 8.0에는 지연 시간에 민감하고 클러스터링 애플리케이션이 vMotion 작업의 1초 다운타임 SLA를 견딜 수 없는 경우 도움이 되는 vMotion 알림 기능이 도입되었습니다. 지연 시간에 민감한 사용 사례에서 SQL Server를 구현하고 vMotion 이벤트가 발생하기 전에 조치를 취해야 하는 경우 vMotion 알림이 해당 SQL Server 가상 머신에 유용할 수 있습니다.

vMotion 알림을 사용하려면 vSphere가 버전 8 이상을 실행 중이어야 하고 가상 머신이 하드웨어 버전 20을 사용해야 합니다. 게스트 운영 체제의 경우 최소 버전 11.0 이상의 VMware Tools 또는 Open VM Tools이 설치되어 실행 중이어야 합니다. 애플리케이션이 알림을 등록하려면 VMware Tools vmtoolsd 명령줄 유틸리티를 사용해야 합니다. 다음은 vMotion 알림에 대한 샘플 데모 비디오입니다. 자세한 내용은 vSphere vMotion 알림을 참조하십시오.

vSphere vMotion 인터페이스에 점보 프레임 사용

표준 이더넷 프레임은 길이가 약 1500바이트로 제한됩니다. 점보 프레임에는 최대 9000바이트의 페이로드가 포함될 수 있습니다. 이 기능을 사용하면 vSphere vMotion을 비롯한 모든 VMkernel 트래픽에 큰 프레임을 사용할 수 있습니다. 점보 프레임을 사용하면 시스템에서 생성 및 전송해야 하는 프레임 수를 줄임으로써 처리 오버헤드를 줄여 최상의 성능을 제공할 수 있습니다. 테스트 중에 VMware는 점보 프레임을 사용하도록 설정한 경우와 사용하지 않은 상태에서 SQL Server와 같은 중요한 애플리케이션의 vSphere vMotion 마이그레이션을 테스트했습니다. 그 결과 모든 VMkernel 포트와 vSphere Distributed Switch에서 점보 프레임을 사용하도록 설정한 경우 vSphere vMotion 마이그레이션이 성공적으로 완료된 것으로 나타났습니다. 이러한 마이그레이션 중에 데이터베이스 페일오버가 발생하지 않았으며 클러스터 하트비트 민감도 설정을 수정할 필요가 없었습니다.

점보 프레임을 사용하려면 vSphere 호스트 간의 모든 네트워크 홉이 더 큰 프레임 크기를 지원해야 합니다. 여기에는 시스템과 그 사이에 있는 모든 네트워크 장비가 포함됩니다. 대형 프레임을 지원하지 않거나 수용하도록 구성되지 않은 스위치는 해당 프레임을 삭제합니다. 라우터 및 계층 3 스위치는 대형 프레임을 다시 조립해야 하는 작은 프레임으로 조각화할 수 있으며, 이로 인해 성능이 저하되고 vSphere vMotion 작업 중에 의도하지 않은 데이터베이스 장애 조치가 발생할 수 있습니다.

기본 물리적 네트워크 디바이스가 이 설정을 지원하도록 구성되지 않은 경우 vSphere 인프라 내에서 점보 프레임을 사용하도록 설정하지 마십시오.