64-Bit-Technologie im Praxis-Benchmark Dr. Bernhard Tritsch Chief System Architect visionapp GmbH – www.visionapp.de

Über Bernhard Tritsch Chief System Architect bei visionapp in Frankfurt/Main, www.visionapp.de Autor von Microsoft Windows Server 2003 Terminaldienste (Microsoft Press) Microsoft Most Valuable Professional (MVP) Windows Server – Terminal Server Autor von www.wtstek.com und www.wtstek.de

Inhalt Ein wenig Theorie „Synthetische“ Benchmarks Pragmatische Benchmarks Weitere Faktoren Fazit

Ziel dieses Vortrags Antworten auf folgende Fragen Welche heutigen Anwendungen können auf einer 64-Bit-Plattform ausgeführt werden? Welchen Einfluss hat die 64-Bit-Plattform auf den Betrieb von Terminalservern? Wie skalieren Terminalserver auf einer 64-Bit-Plattform? Wann sollte ich mit dem Einsatz von 64-Bit-Plattformen beginnen?

Optionen auf x64-Hardware 32-Bit 32-Bit/64-Bit 64-Bit Anwendungen 32-Bit 64-Bit 64-Bit Windows Server 32-Bit 64-Bit 64-Bit Gerätetreiber Applications that are written to run natively in x64 Editions of Windows will have full access to the very large virtual memory address space (16 TB) and the up to 1 TB of physical memory supported by Windows Server 2003 x64 Editions and 128 GB of physical memory on Windows XP Professional x64 Edition. All 32-bit applications run in the WOW64 subsystem, with access to 4 GB of virtual memory address space. WOW64 provides a high-performance, highly compatible, and isolated environment for 32-bit applications. x64 x64 x64 Server-Hardware

Windows Server 2003 x64 Edition User Mode 32-Bit-Anwendung 64-Bit-Anwendung WOW64 Windows Server 2003 x64 Edition Kernel Mode 64-Bit Gerätetreiber

WOW64 Was macht WOW64 eigentlich genau? Isolation der 32-Bit-Anwendungen von den 64-Bit-Anwendungen unter Beibehaltung der Funktionen zum Datenaustausch und der Interoperabilität Konvertierung von Systemaufrufen (Thunking) Abbildung der I/O-Datenströme von 32-Bit-Anwendungen auf 64-Bit-Treiber Zuordnung des Speichers im 64-Bit-Adressbereich Koordination der COM- und RPC-Kommuniaktion Anwendungskommunikation über Copy&Paste Umlenken von Datei- und Registryzugriffen Was macht WOW64 genau? Mapping der I/O von den 32-Bit-Anwendungen auf die 64-Bit-Treiber, Zuordnung des Speichers im 64-Bit-Adressbereich, Mapping von Datei- und Registryzugriffen, um Kollisionen zu vermeiden, COM- und RPC-Kommunikation, Copy And Paste. The WOW64 subsystem provides a high-performance 32-bit Windows environment that enables x64 Windows to take full advantage of the more than 10,000 existing 32-bit Windows applications available today. Because of the underlying hardware compatibility of the x64 architecture, 32-bit applications are able to run at full speed in the WOW64 subsystem. Many applications will actually run faster in WOW64 than they would run in 32-bit Windows because of the larger available memory address space and the greater efficiencies of the x64 processor architecture. WOW64 isolates 32-bit applications from 64-bit applications, but it provides for interoperability and data exchange across the boundary through COM and remote procedure call (RPC) and through transparent cut and paste. WOW64 runs 32-bit applications seamlessly while preventing file and registry collisions between 32-bit and 64-bit versions of an application. The .NET Framework is supported under WOW64 as a native 32-bit application. An important WOW64 limitation is that 32-bit applications cannot load 64-bit DLLs and 64-bit applications cannot load 32-bit DLLs. This means that 32-bit ActiveX controls, for example, cannot be run in the 64-bit version of Microsoft Internet Explorer (IE) and that 32-bit DLLs that provide context-sensitive menu extensions to Windows Explorer will not work and will need to be rewritten to run natively in x64. Window XP Professional x64 Edition includes the 32-bit version of IE 6.0 and uses it by default to provide a seamless and transparent experience when browsing the Internet.

Umlenken der Zugriffe Dateisystem Registry 32-Bit Systemdateien  %windir%\syswow64 64-Bit Systemdateien  %windir%\system32 32-Bit Apps  %SystemDrive%\Program Files (x86) 64-Bit Apps  %SystemDrive%\Program Files Registry x64 hat eine physikalische Registry, aber jeweils eine logische Sicht auf 32 Bit und 64 Bit Redirection: Die Zugriffe auf die Registry werden in einen speziellen Bereich der Registry umgelenkt (WoW6432Node in HKLM\Software) Reflection: Spiegeln bestimmter Registry-Bereiche zwischen der 32- und der 64-Bit-Ansicht

„Synthetische“ Benchmarks Historie Skalierbarkeit von Terminalservern auf 32-Bit-Plattformen 2 GB virtueller Adressraum für Anwendungen Ziel war es den objektiven Vergleich durch absolute Wiederholbarkeit zu gewährleisten Problem: Viel physikalischer Speicher belegt Kernel-Speicher zur Verwaltung der Strukturen Szenarien Task Worker (Excel wird als „Shell-Ersatz“ gestartet) Knowledge Worker

„Synthetische“ Benchmarks Aktualisierter Test 2005 Skalierbarkeit von Terminalservern auf 64-Bit-Plattformen Nicht mehr der Speicher sondern die CPUs erweisen sich als limitierender Faktor…wenn genügend Speicher auf dem System vorhanden ist Die relative Aussage ist nun: 64-Bit-Systeme sind um x% besser als 32-Bit-Systeme – die absoluten Zahlen dieser Benchmarks sind weniger relevant! Diese Zahlen haben Sie schon in den vorhergehenden Vorträgen gesehen…

8-Wege-Server, 40 GB RAM Quelle: Microsoft, 2005

Pragmatische Benchmarks Der „Big Iron Test“ von 2003 Server-Hardware mit 8 XEON 1,6 GHz CPUs, 1 MB 2nd Level Cache und 8 GB RAM 20 Testclients Anwendungen Notepad.exe mit ANSI Textdatei, 3 KB Adobe Acrobat Reader 6 mit Document, 8,3 MB Microsoft Word 2000 mit Dokument, 2,4 MB Ergebnis Einsatz von mehr als 2 bis 4 CPUs und mehr als 4 GB RAM ist für 32-Bit-Terminalserver selten sinnvoll

Ergebnisse „Big Iron“

Big Iron Test „Reloaded“ 2 Testserver Dell 850 mit Dual Core CPU und jeweils 4 GB RAM – Windows Server 2003 R2, Standard Edition, 32-Bit und 64-Bit Version 10 Doppel-CPU Blades als Lasterzeuger 200 Testbenutzer, die beim Anmelden ein Profil erzeugen und ein Skript starten (Autostart) Anwendungen 10 sec.: Notepad.exe, ANSI Textdatei 8,4 KB 30 sec.: Adobe Acrobat Reader 7, Dokument 3,8 MB 50 sec.: Microsoft Word 2003, Dokument 3,1 MB visionapp Remote Desktop + vRD Load Edition

Speicherbedarf der Prozesse Prozess (Working Set) 32 Bit 64 Bit Explorer.exe (ggf. pro Sitzung) 11,0 MB 18,2 MB IExplore.exe 8,7 MB 11,7 MB Notepad.exe 2,5 MB 4,8 MB Csrss.exe (pro Sitzung) 1,0 – 1,5 MB 3,5 – 4,5 MB Winlogon.exe (pro Sitzung) 2,5 – 11,0 MB 3,5 – 16,0 MB Rdpclip.exe (pro Sitzung) 4,0 MB 5,8 MB Wfshell.exe (pro Sitzung) 3,3 MB 5,0 MB (*32) Imasrv.exe 36 MB 37 MB (*32) Mfcom.exe 7,1 (*32) Cdmsvc.exe 2,4 MB 3,6 MB (*32) Xte.exe (pro Sitzung) 8,5 – 9,5 MB 10 – 14 MB Cdfsvc.exe 3,1 MB 3,6 MB Ctxxmlss.exe 3,5 MB

Testkonfiguration Clients Dell Server-Hardware eine Dual-Core Intel CPU und 4 GB RAM Microsoft Windows Server 2003 Standard, 32 Bit und 64 Bit Editions 10 Dual CPU Testclients mit 4 GB RAM als Lasterzeuger 1 Überwachungs- und Steuerungs-PC Control Testserver 32 Bit Testserver 64 Bit

Steuerung des Tests

Steuerung des Tests

Steuerung des Tests

So sieht ein Server aus…

…und so eine Systeminfo

Ergebnisse – Sättigung 32-Bit System 200 aktive Sitzungen ca. 1.400 Prozesse ca. 43.000 Context Switches pro Sekunde 125 x Kommandozeilen 123 x Notepad 118 x Acrobat Reader 112 x WinWord 6,8 GB Working Set 64-Bit System 159 aktive Sitzungen ca. 1.100 Prozesse ca. 35.000 Context Switches pro Sekunde 102 x Kommandozeilen 99 x Notepad 98 x Acrobat Reader 86 x WinWord 5,6 GB Working Set Aber: In einer Produktionsumgebung nur 20-25 Benutzer

Protokolle – 64-Bit System

Abbildung auf die Realität Zusätzlicher Test in einer realen Kundenumgebung Ausgangslage mit 32-Bit-Systemen Dual Xeon 3,2 GHz Anwendungsprofil: Microsoft Office, Lotus Notes, zwei bis drei bankfachliche Anwendungen (u.a. Java Anwendungen J2SE) Ergebnis mit 64-Bit-Systemen +25% Benutzer auf Dual Xeon 3,2 GHz mit 8 GB +50% auf Dual Core Xeon DP 2,8 GHz (= ca. 4 CPUs) mit 8 GB

Skalierbarkeit (abgeschätzt) Leistung 8 12 16 4 32-Bit System Hauptspeicher (in GB) 64-Bit System

Kritische Faktoren Kosten für den Speicher Stromverbrauch Dell PowerEdge 2850, 2 CPUs, 3,8 GHz, 2 MB Cache mit 4 GB Hauptspeicher: ca. 6.500 € mit 16 GB Hauptspeicher: 30.000 – 40.000 € Stromverbrauch Low Voltage CPUs kosten nur wenige 100 € mehr Stromverbrauch ist wesentlicher Kostenfaktor im RZ Verteilung und Verwaltung der Server Reproduzierbare Installationen Migration von 32-Bit auf 64-Bit – Automatisierung Eine Lösung: visionapp Platform Management Suite

Migration – wie und wann? Die Migration von Terminalservern von 32-Bit auf 64-Bit ist nicht trivial! Herausforderungen – 64-Bit-Inkompatibilität Treiber und Systemwerkzeuge (z.B. Resource Kit) Skripte – Dateisystem und Registry Installation von Paketen auf TS Typischer Bedarf visionapp Paketschablonen Plattformpakete 25 70 Sicherheits-Updates 50 140 Anwendungspakete 15 150 Branchensoftware 10 Kundenspez. Software

Fazit Technisch gesehen sind 64-Bit-Systeme hervorragend für Terminalserver geeignet Der Zeitpunkt der Einführung hängt von wirtschaftlichen Faktoren ab Angebot der visionapp: White Papers Migrations-Workshops Werkzeuge zur Automatisierung + Paketschablonen Schreiben Sie mir, falls Sie Bedarf haben: bernhard.tritsch(at)visionapp.de

Vielen Dank!