H3C GPU UIS Manager Access Single Physical GPU-Benutzerhandbuch

Über vGPUs

Überview

Die GPU-Virtualisierung ermöglicht mehreren VMs den gleichzeitigen direkten Zugriff auf eine einzelne physische GPU, indem die physische GPU in logische, sogenannte virtuelle GPUs (vGPUs), virtualisiert wird.

NVIDIA GRID vGPU wird auf einem Host ausgeführt, auf dem NVIDIA GRID-GPUs installiert sind, um vGPU-Ressourcen für VMs bereitzustellen, die leistungsstarke Grafikdienste wie komplexe 2D-Grafikverarbeitung und 3D-Grafik-Rendering bereitstellen.

H3C UIS Manager verwendet die NVIDIA GRID vGPU-Technologie zusammen mit intelligenter Ressourcenplanung (iRS), um planbare vGPU-Ressourcen bereitzustellen. Um die Nutzung zu maximieren, bündelt UIS Manager vGPUs und weist sie basierend auf dem Nutzungsstatus von vGPUs und Prioritäten der VMs dynamisch VM-Gruppen zu.

Mechanismen

GPU-Virtualisierung 

Die GPU-Virtualisierung funktioniert wie folgt: 

1. Eine physische GPU verwendet DMA, um direkt die Anweisungen zu erhalten, die Grafikanwendungen an einen NVIDIA-Treiber ausgeben, und verarbeitet die Anweisungen.
2. Die physische GPU legt gerenderte Daten in die Frame-Puffer von vGPUs.
3. Der NVIDIA-Treiber zieht die gerenderten Daten aus den physischen Bildspeichern.

Abbildung 1 GPU-Virtualisierungsmechanismus

UIS Manager integriert NVIDIA vGPU Manager, die Kernkomponente der GPU-Virtualisierung. NVIDIA vGPU Manager unterteilt eine physische GPU in mehrere unabhängige vGPUs. Jede vGPU hat exklusiven Zugriff auf eine feste Menge an Frame-Puffer. Alle vGPUs, die sich auf einer physischen GPU befinden, monopolisieren der Reihe nach die Engines der GPU durch Zeitmultiplexing, einschließlich der Engines für Grafik (3D), Videodecodierung und Videocodierung

Intelligente vGPU-Ressourcenplanung 

Die intelligente vGPU-Ressourcenplanung weist die vGPU-Ressourcen der Hosts in einem Cluster einem GPU-Ressourcenpool für eine Gruppe von VMs zu, die denselben Dienst bereitstellen. Jeder VM in der VM-Gruppe wird eine Dienstvorlage zugewiesen. Eine Dienstvorlage definiert die Priorität von VMs, die die Dienstvorlage verwenden, um physische Ressourcen zu verwenden, und das Gesamtverhältnis von Ressourcen, die alle VMs, die die Dienstvorlage verwenden, verwenden können. Wenn eine VM gestartet oder neu gestartet wird, weist UIS Manager der VM Ressourcen basierend auf ihrer Dienstvorlagenpriorität, der Ressourcennutzung des Ressourcenpools und dem Gesamtverhältnis der Ressourcen zu, die alle VMs verwenden, die mit derselben Dienstvorlage konfiguriert sind.

UIS Manager verwendet die folgenden Regeln, um vGPU-Ressourcen zuzuweisen:

• Weist vGPU-Ressourcen in der VM-Startsequenz zu, wenn VMs Dienstvorlagen mit derselben Priorität verwenden.
• Weist vGPU-Ressourcen in absteigender Prioritätsreihenfolge zu, wenn weniger vGPUs im Leerlauf sind als zu bootende VMs. Zum BspampBeispiel: Ein Ressourcenpool enthält 10 vGPUs und eine VM-Gruppe enthält 12 VMs. Die VMs 1 bis 4 verwenden Dienstvorlage A, die eine niedrige Priorität hat und es ihren VMs ermöglicht, 20 % der vGPUs im Ressourcenpool zu verwenden. Die VMs 5 bis 12 verwenden Dienstvorlage B, die eine hohe Priorität hat und es ihren VMs ermöglicht, 80 % der vGPUs im Ressourcenpool zu verwenden. Wenn alle VMs gleichzeitig booten, weist UIS Manager zuerst den VMs 5 bis 12 vGPU-Ressourcen zu. Unter den VMs 1 bis 4 werden den beiden VMs, die zuerst booten, die verbleibenden zwei vGPUs zugewiesen.
• Fordert vGPU-Ressourcen von einigen VMs mit niedriger Priorität zurück und weist die vGPU-Ressourcen VMs mit hoher Priorität zu, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
  • Inaktive vGPUs sind weniger als die zu bootenden VMs mit hoher Priorität.
  • Die VMs, die dieselbe Dienstvorlage mit niedriger Priorität verwenden, verwenden mehr Ressourcen als das in der Dienstvorlage angegebene Ressourcenverhältnis.

Zum BeispielampBeispiel: Ein Ressourcenpool enthält 10 vGPUs und eine VM-Gruppe enthält 12 VMs. Die VMs 1 bis 4 verwenden Dienstvorlage A, die eine niedrige Priorität hat und es ihren VMs ermöglicht, 20 % der vGPUs im Ressourcenpool zu verwenden. Die VMs 5 bis 12 verwenden Dienstvorlage B, die eine hohe Priorität hat und es ihren VMs ermöglicht, 80 % der vGPUs im Ressourcenpool zu verwenden. Die VMs 1 bis 10 werden ausgeführt und die VMs 1 bis 4 verwenden vier vGPUs. Wenn VM 11 und VM 12 booten, fordert UIS Manager zwei vGPUs von den VMs 1 bis 4 zurück und weist sie VM 11 und VM 12 zu.

Einschränkungen und Richtlinien

Um vGPUs bereitzustellen, müssen physische GPUs NVIDIA GRID vGPU-Lösungen unterstützen.

Konfigurieren von vGPUs 

In diesem Kapitel wird beschrieben, wie Sie in UIS Manager eine vGPU an eine VM anfügen. 

Voraussetzungen

• Installieren Sie NVIDIA GRID vGPU-kompatible GPUs auf dem Server, um vGPUs bereitzustellen. Weitere Informationen zur GPU-Installation finden Sie im Hardware-Installationshandbuch für den Server.
• Laden Sie das Virtual GPU License Manager-Installationsprogramm, das gpumodeswitch-Tool und die GPU-Treiber von NVIDIA herunter webWebsite.
• Stellen Sie den NVIDIA-Lizenzserver bereit und fordern Sie NVIDIA vGPU-Lizenzen an, wie in „Bereitstellen des NVIDIA-Lizenzservers“ und „(Optional) Anfordern einer Lizenz für eine VM“ beschrieben.

Einschränkungen und Richtlinien

• Jede VM kann an eine vGPU angehängt werden.
• Eine physische GPU kann vGPUs desselben Typs bereitstellen. Die physischen GPUs einer Grafikkarte können verschiedene Arten von vGPUs bereitstellen.
• Eine physische GPU mit residenten vGPUs kann nicht für GPU-Passthrough verwendet werden. Eine durchgeleitete physische GPU kann keine vGPUs bereitstellen.
• Stellen Sie sicher, dass GPUs im Grafikmodus arbeiten. Wenn eine GPU im Compute-Modus arbeitet, stellen Sie ihren Modus auf Graphics ein, wie im gpumodeswitch User Guide beschrieben.

Verfahren

In diesem Abschnitt wird eine VM mit 64-Bit-Windows 7 als Beispiel verwendetample, um zu beschreiben, wie eine vGPU an eine VM angefügt wird.

Erstellen von vGPUs 

1. Klicken Sie in der oberen Navigationsleiste auf Hosts.
2. Wählen Sie einen Host aus, um die Seite mit der Host-Übersicht aufzurufen.
3. Klicken Sie auf die Registerkarte Hardwarekonfiguration.
4. Klicken Sie auf die Registerkarte GPU-Gerät.
   Abbildung 2 GPU-Liste
   
5. Klicken Sie auf das Symbol für eine GPU.
6. Wählen Sie einen vGPU-Typ aus und klicken Sie dann auf OK.
   Abbildung 3 Hinzufügen von vGPUs
   

Anhängen von vGPUs an VMs

1. Klicken Sie in der oberen Navigationsleiste auf Dienste und wählen Sie dann im Navigationsbereich iRS aus.
   Abbildung 4 iRS-Dienstliste
   
2. Klicken Sie auf iRS-Dienst hinzufügen.
3. Konfigurieren Sie den Namen und die Beschreibung des iRS-Dienstes, wählen Sie vGPU als Ressourcentyp aus und klicken Sie dann auf Weiter.
   Abbildung 5 Hinzufügen eines iRS-Dienstes
   
4. Wählen Sie den Namen des Ziel-vGPU-Pools aus, wählen Sie die vGPUs aus, die dem vGPU-Pool zugewiesen werden sollen, und klicken Sie dann auf Weiter.
   Abbildung 6 Zuweisen von vGPUs zu einem vGPU-Pool
   
5. Klicken Sie auf Hinzufügen, um Dienst-VMs hinzuzufügen.
6. Klicken Sie auf das Symbol für das VM-Feld.
   Abbildung 7: Dienst-VMs hinzufügen
   
7. Wählen Sie Dienst-VMs aus und klicken Sie dann auf OK.
   Die ausgewählten VMs müssen sich im heruntergefahrenen Zustand befinden. Wenn Sie mehrere Dienst-VMs auswählen, wird ihnen dieselbe Dienstvorlage und dieselbe Priorität zugewiesen. Sie können den Vorgang zum Hinzufügen erneut ausführen, um einer anderen Gruppe von Dienst-VMs eine andere Dienstvorlage zuzuweisen.
   Abbildung 8 Auswählen von Dienst-VMs
   
   
8. Klicken Sie auf das Symbol für das Feld Dienstvorlage.
9. Wählen Sie eine Dienstvorlage aus und klicken Sie auf OK.
   Weitere Informationen zu Dienstvorlagen finden Sie unter „Intelligente vGPU-Ressourcenplanung“ und „(Optional) Erstellen einer Dienstvorlage“.
   Abbildung 9 Dienstvorlage auswählen
   
10. Klicken Sie auf „Fertig stellen“.
    Der hinzugefügte iRS-Dienst erscheint in der Liste der iRS-Dienste.
    Abbildung 10 iRS-Dienstliste 
    
11. Wählen Sie im linken Navigationsbereich den hinzugefügten vGPU-Pool aus.
12. Wählen Sie auf der Registerkarte VMs die zu bootenden VMs aus, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die VM-Liste und wählen Sie dann Start aus.
    Abbildung 11 Starten von Dienst-VMs
    
    
13. Klicken Sie im sich öffnenden Dialogfeld auf OK.
14. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf eine VM und wählen Sie Konsole aus dem Kontextmenü aus und warten Sie dann, bis die VM hochgefahren ist.
15. Öffnen Sie auf der VM den Geräte-Manager und wählen Sie dann Grafikkarten aus, um zu überprüfen, ob eine vGPU an die VM angefügt wurde.
    Um die vGPU zu verwenden, müssen Sie einen NVIDIA-Grafiktreiber auf der VM installieren.
    Abbildung 12 Geräte-Manager
    

Installieren eines NVIDIA-Grafiktreibers auf einer VM 

1. Laden Sie einen passenden NVIDIA-Grafiktreiber herunter und laden Sie ihn auf eine VM hoch.
2. Doppelklicken Sie auf das Treiberinstallationsprogramm und installieren Sie den Treiber gemäß dem Setup-Assistenten.
   Abbildung 13 Installieren eines NVIDIA-Grafiktreibers
   
3. Starten Sie die VM neu.
   Die VNC-Konsole ist nicht verfügbar, nachdem Sie einen NVIDIA-Grafiktreiber installiert haben. Bitte greifen Sie über Remote-Desktop-Software wie RGS oder Mstsc auf die VM zu.
4. Melden Sie sich über die Remote-Desktop-Software bei der VM an.
5. Öffnen Sie den Geräte-Manager und wählen Sie dann Grafikkarten aus, um zu überprüfen, ob das Modell der angeschlossenen vGPU korrekt ist.
   Abbildung 14 Anzeigen von vGPU-Informationen
   

(Optional) Anfordern einer Lizenz für eine VM 

1. Melden Sie sich bei einer VM an.
2. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Desktop und wählen Sie dann NVIDIA Systemsteuerung.
   Abbildung 15 NVIDIA-Systemsteuerung
   
3. Wählen Sie im linken Navigationsbereich Lizenzierung > Lizenz verwalten aus. Geben Sie die IP-Adresse und Portnummer eines NVIDIA-Lizenzservers ein und klicken Sie dann auf Übernehmen. Weitere Informationen zum Bereitstellen eines NVIDIA-Lizenzservers finden Sie unter „Bereitstellen von NVIDIA-Lizenzservern“.
   Abbildung 16 Angeben eines NVIDIA-Lizenzservers
   

(Optional) Bearbeiten des vGPU-Typs für eine VM 

1. Erstellen Sie einen iRS vGPU-Pool des Zieltyps.
   Abbildung 17 vGPU-Poolliste
   
   
2. Klicken Sie in der oberen Navigationsleiste auf VMs.
3. Klicken Sie auf den Namen einer VM im heruntergefahrenen Zustand.
4. Klicken Sie auf der VM-Übersichtsseite auf Bearbeiten.
   Abbildung 18 VM-Übersichtsseite
   
5. Wählen Sie im Menü Mehr > GPU-Gerät aus.
   Abbildung 19 Hinzufügen eines GPU-Geräts
   
   
6. Klicken Sie auf das Symbol für das Feld Ressourcenpool.
7. Wählen Sie den Ziel-vGPU-Pool aus und klicken Sie dann auf OK.
   Abbildung 20 Auswahl eines vGPU-Pools
   
8. Klicken Sie auf „Übernehmen“.

(Optional) Erstellen einer Dienstvorlage 

Ändern Sie vor dem Erstellen einer Dienstvorlage die Ressourcenzuordnungsverhältnisse der systemdefinierten Dienstvorlagen. Stellen Sie sicher, dass die Summe der Ressourcenzuordnungsverhältnisse aller Dienstvorlagen 100 % nicht überschreitet.

So erstellen Sie eine Dienstvorlage: 

1. Klicken Sie in der oberen Navigationsleiste auf Dienste und wählen Sie dann im Navigationsbereich iRS aus.
   Abbildung 21 iRS-Dienstliste
   
2. Klicken Sie auf Dienstvorlagen.
   Abbildung 22 Dienstvorlagenliste
   
3. Klicken Sie auf „Hinzufügen“.
   Abbildung 23 Hinzufügen einer Dienstvorlage
   
   
4. Geben Sie einen Namen und eine Beschreibung für die Dienstvorlage ein, wählen Sie eine Priorität aus und klicken Sie dann auf Weiter.
5. Konfigurieren Sie die folgenden Parameter
   

   Parameter	Beschreibung
   Priorität	Gibt die Priorität von VMs an, die die Dienstvorlage verwenden, um physische Ressourcen zu verwenden. Wenn die Ressourcennutzung von VMs, die eine Dienstvorlage mit niedriger Priorität verwenden, das zugewiesene Ressourcenverhältnis übersteigt, fordert das System die Ressourcen dieser VMs zurück, um sicherzustellen, dass VMs, die eine Dienstvorlage mit hoher Priorität verwenden, genügend Ressourcen zur Verfügung haben. Wenn die Ressourcennutzung von VMs, die eine Dienstvorlage mit niedriger Priorität verwenden, das zugewiesene Ressourcenverhältnis nicht überschreitet, fordert das System die Ressourcen dieser VMs nicht zurück.
   Zuteilungsverhältnis	Gibt das Verhältnis von Ressourcen in einem iRS-Service an, die einer Service-Vorlage zugewiesen werden sollen. Zum Bspample, wenn 10 GPUs

   	an iRS teilnehmen und das Zuteilungsverhältnis einer Dienstvorlage 20 % beträgt, werden der Dienstvorlage 2 GPUs zugewiesen. Das Gesamtzuteilungsverhältnis aller Dienstvorlagen darf 100 % nicht überschreiten.
   Service-Stopp-Befehl	Gibt den Befehl an, der vom Betriebssystem einer VM ausgeführt werden kann, um die von der VM belegten Ressourcen freizugeben, damit andere VMs die Ressourcen verwenden können. Zum Bspample können Sie einen Befehl zum Herunterfahren eingeben.
   Ergebnis zurückgeben	Gibt das vom UIS-Manager verwendete Ergebnis an, um zu bestimmen, ob ein Befehl zum Stoppen von Diensten erfolgreich ausgeführt wurde, indem das zurückgegebene Ergebnis mit diesem Parameter abgeglichen wird.
   Aktion bei Fehler	Gibt eine Aktion an, die beim Beenden eines Dienstfehlers ausgeführt werden soll. Nächstes suchen– Das System versucht, Dienste anderer VMs zu stoppen, um Ressourcen freizugeben. Herunterfahren der VM– Das System fährt die aktuelle VM herunter, um Ressourcen freizugeben.

   Abbildung 24 Konfigurieren der Ressourcenzuweisung für die Dienstvorlage
   

6. Klicken Beenden.

Anhang A NVIDIA vGPU-Lösung

NVIDIA vGPU vorbeiview 

NVIDIA vGPUs werden in die folgenden Typen eingeteilt:

• Q-Serie – Für Designer und fortgeschrittene Benutzer.
• B-Serie – Für fortgeschrittene Benutzer.
• A-Serie – Für Benutzer virtueller Anwendungen.

Jede vGPU-Serie hat eine feste Menge an Bildspeicher, Anzahl unterstützter Anzeigeköpfe und maximale Auflösung.

Eine physische GPU wird basierend auf den folgenden Regeln virtualisiert:

• vGPUs werden basierend auf einer bestimmten Frame-Puffergröße auf einer physischen GPU erstellt.
• Alle vGPUs, die sich auf einer physischen GPU befinden, haben die gleiche Frame-Puffergröße. Eine physische GPU kann keine vGPUs mit unterschiedlichen Frame-Puffergrößen bereitstellen.
• Die physischen GPUs einer Grafikkarte können verschiedene Arten von vGPUs bereitstellen

Zum Beispielample, eine Tesla M60-Grafikkarte hat zwei physische GPUs, und jede GPU hat einen 8-GB-Frame-Puffer. Die GPUs können vGPUs einen Bildspeicher von 0.5 GB, 1 GB, 2 GB, 4 GB oder 8 GB bereitstellen. Die folgende Tabelle zeigt die vom Tesla M60 unterstützten vGPU-Typen

vGPU Typ	Bildpuffer in MB	max. Köpfe anzeigen	max. Auflösung pro Anzeigekopf	max. vGPUs pro GPU	max. vGPUs pro Grafikkarte
M60-8Q	8192	4	4096 × 2160	1	2
M60-4Q	4096	4	4096 × 2160	2	4
M60-2Q	2048	4	4096 × 2160	4	8
M60-1Q	1024	2	4096 × 2160	8	16
M60-0Q	512	2	2560 × 1600	16	32
M60-2B	2048	2	4096 × 2160	4	8
M60-1B	1024	4	2560 × 1600	8	16
M60-0B	512	2	2560 × 1600	16	32
M60-8A	8192	1	1280 × 1024	1	2
M60-4A	4096	1	1280 × 1024	2	4
M60-2A	2048	1	1280 × 1024	4	8
M60-1A	1024	1	1280 × 1024	8	16

UIS Manager unterstützt keine vGPUs mit einem Frame-Puffer von 512 MB, wie z. B. M60-0Q und M60-0B. Weitere Informationen zu NVIDIA-GPUs und vGPUs finden Sie im Virtual GPU Software User Guide von NVIDIA.

vGPU-Lizenzierung 

VIDIA GRID vGPU ist ein lizenziertes Produkt. Eine VM erhält eine Lizenz von einem NVIDIA vGPU-Lizenzserver, um alle vGPU-Funktionen beim Hochfahren zu aktivieren, und gibt die Lizenz beim Herunterfahren zurück.

Abbildung 25 NVIDIA GRID vGPU-Lizenzierung

Die folgenden NVIDIA GRID-Produkte sind als lizenzierte Produkte auf NVIDIA Tesla-GPUs verfügbar:

• Virtueller Arbeitsplatz.
• Virtueller PC.
• Virtuelle Anwendung.

Die folgende Tabelle zeigt GRID-Lizenzeditionen:

GRID-Lizenzausgabe	GRID-Funktionen	Unterstützte vGPUs
Virtuelle GRID-Anwendung	Anwendung auf PC-Ebene.	vGPUs der A-Serie
GRID Virtueller PC	Virtueller Business-Desktop für Benutzer, die eine großartige Benutzererfahrung mit PC-Anwendungen für Windows benötigen, Web Browser und High-Definition-Video.	vGPUs der B-Serie
Virtuelle GRID-Workstation	Workstation für Benutzer von Midrange- und High-End-Workstations, die Zugriff auf professionelle Remote-Grafikanwendungen benötigen.	vGPUs der Q-Serie und B-Serie

Bereitstellen des NVIDIA-Lizenzservers 

Plattform-Hardwareanforderungen 

Die VM oder der physische Host, der mit dem NVIDIA-Lizenzserver installiert werden soll, muss mindestens zwei CPUs und 4 GB Arbeitsspeicher haben. Der NVIDIA-Lizenzserver unterstützt maximal 150000 lizenzierte Clients, wenn er auf einer VM oder einem physischen Host mit vier oder mehr CPUs und 16 GB Arbeitsspeicher ausgeführt wird.

Plattform-Software-Anforderungen 

• JRE – 32-Bit, JRE1.8 oder höher. Stellen Sie sicher, dass eine JRE auf der Plattform installiert wurde, bevor Sie den NVIDIA-Lizenzserver installieren.
• NET Framework – .NET Framework 4.5 oder höher unter Windows.
• Apache Tomcat – Apache Tomcat 7.x oder 8.x. Das Installationspaket von NVIDIA License Server für Windows enthält ein Apache Tomcat-Paket. Für Linux müssen Sie Apache Tomcat installieren, bevor Sie den NVIDIA-Lizenzserver installieren.
• Web Browser – Später als Firefox 17, Chrome 27 oder Internet Explorer 9.

Anforderungen an die Plattformkonfiguration 

• Die Plattform muss eine feste IP-Adresse haben.
• Die Plattform muss über mindestens eine unveränderliche Ethernet-MAC-Adresse verfügen, die als eindeutige Kennung verwendet wird, wenn der Server registriert und Lizenzen im NVIDIA Software Licensing Center generiert werden.
• Datum und Uhrzeit der Plattform müssen genau eingestellt sein.

Netzwerkports und Verwaltungsschnittstelle 

Der Lizenzserver erfordert, dass der TCP-Port 7070 in der Firewall der Plattform offen ist, um Lizenzen für Clients bereitzustellen. Standardmäßig öffnet das Installationsprogramm diesen Port automatisch.

Die Verwaltungsschnittstelle des Lizenzservers ist web-basiert und verwendet den TCP-Port 8080. Um von der Plattform, auf der der Lizenzserver gehostet wird, auf die Verwaltungsschnittstelle zuzugreifen, klicken Sie auf access http://localhost:8080/licserver . Um von einem Remote-PC aus auf die Verwaltungsschnittstelle zuzugreifen, greifen Sie zu http://<license sercer ip>:8080/licserver.

Installieren und Konfigurieren des NVIDIA-Lizenzservers 

• Erstellen Sie in H3C UIS Manager eine VM, die die Plattformanforderungen für die Bereitstellung des NVIDIA-Lizenzservers erfüllt.
• Installieren Sie NVIDIA License Manager wie im Kapitel Installing the NVIDIA vGPU Software License Server des Virtual GPU Software License Server User Guide beschrieben. Dieses Kapitel enthält die Installationsvoraussetzungen und -verfahren für Windows und Linux.
• Konfigurieren Sie den NVIDIA-Lizenzserver wie im Kapitel „Manager-Lizenzen auf dem NVIDIA vGPU-Software-Lizenzserver“ des Virtual GPU-Software-Lizenzserver-Benutzerhandbuchs beschrieben.

Dokumente / Ressourcen

H3C GPU UIS Manager Zugriff auf einzelne physische GPU [pdf] Benutzerhandbuch GPU, UIS Manager Zugriff auf einzelne physische GPU, UIS Manager, Zugriff auf einzelne physische, einzelne physische

Verweise

• Bedienungsanleitung