KVM虛擬機器按需優化例項

KVM · 發表 2018-10-11 19:00:18

摘要：一、KVM為什麼要調優效能的損耗是矛盾的根源，KVM採用全虛擬化技術，全虛擬化要由一個軟體來模擬硬體層，故有一定的損耗，特別是I/O輸入輸出。 KVM效能優化主要在CPU、記憶體、I/O這幾方面，當然在這幾方面也是要分場景的，不同場景優化方向也是不同的。二、KV...

一、KVM為什麼要調優

效能的損耗是矛盾的根源，KVM採用全虛擬化技術，全虛擬化要由一個軟體來模擬硬體層，故有一定的損耗，特別是I/O輸入輸出。
KVM效能優化主要在CPU、記憶體、I/O這幾方面，當然在這幾方面也是要分場景的，不同場景優化方向也是不同的。

二、KVM優化思路及步驟

1、CPU優化

要考慮CPU的數量問題，所有guestcpu的總數目不要超過物理機CPU總數目，如果超過，則將對效能帶來嚴重影響，建議選擇複製主機CPU配置。

2、記憶體優化

(1)KSM---kernel Samepage Merging 相同頁合併

記憶體分配的最小單位是page（頁面），預設大小是4KB，可以將host主機內容相同的記憶體合併，以節省記憶體的使用。
當KVM上執行許多相同系統的客戶機時，客戶機之間將有很多記憶體頁是完全相同的，特別是只讀的核心內碼表完全可以在客戶機之間共享，從而減少客戶機佔用的記憶體資源，也能同時執行更多的客戶機。

ll //sys/kernel/mm/ksm/

檢視KSM是否開啟

cat run

[root@bogon ksm]# cat run//是否開啟KSM，0為關閉，1為開啟
0
[root@bogon ksm]# echo 1 > run//臨時開啟KSM，只能使用重定向，不支援VI編輯器
//若想永久開啟，可在/etc/rc.local中新增echo 1 > /sys/kernel/mm/ksm/run,讓KSM開機自動執行
[root@bogon ksm]# cat pages_to_scan//定期掃描相同頁，sleep_millisecs決定多長時間
//pages_to_scan決定每次檢視多少個頁面
//預設是100，越大越好，超過2000無效，需要開啟兩個服務ksmtuned和tuned,支援更多頁面

(2)對記憶體設定限制

如果我們有多個虛擬機器，為了防止某個虛擬機器無節制的使用記憶體資源，導致其他虛擬機器無法正常使用，就需要對使用的記憶體進行限制。

virsh memtune c7-1 //檢視當前虛擬機器的記憶體限制，單位為KB

hard_limit: 無限制//強制最大記憶體
soft_limit: 無限制//可用最大記憶體
swap_hard_limit: 無限制//強制最大swap使用大小

設定強制最大記憶體為100MB，線上生效。

virsh memtune c7-1 --hard-limit 1024000 --live

3、大頁後端記憶體

在邏輯地址想實體地址轉換時，CPU保持一個翻譯後備緩衝器TLB，用來緩衝轉換結果，而TLB容量很小，所以如果page很小，TLB很容易就充滿，這樣就容易導致cache miss，相反page變大，TLB需要儲存的快取項就變少，就會減少cache miss，通過為客戶端提供大頁後端記憶體，就能減少客戶機消耗的記憶體並提高TLB命中率，從而提高KVM效能。
檢視記憶體資訊，無可用大頁

cat /proc/meminfo

HugePages_Total:0
HugePages_Free:0
HugePages_Rsvd:0
HugePages_Surp:0

指定大頁需要的記憶體頁面數量

echo 25000 > /proc/sys/vm/nr_hugepages //臨時生效

永久生效

sysctl -w vm.nr_hugepages=25000
或者
vim /etc/sysctl.conf
vm.nr_hugepages=25000//新增行，執行sysctl -p 立即生效

關閉虛擬機器，編輯虛擬機器XML配置檔案使用大頁來分配記憶體。

virsh destroy c7-1 vim /etc/libvirt/qemu/c7-1.xml

......
<domain type='kvm'>
<name>c7-1</name>
<uuid>09ea8217-8943-47b1-9275-63b0357d31e2</uuid>
<memory unit='KiB'>2097152</memory>
<currentMemory unit='KiB'>2097152</currentMemory>
<memoryBacking><hugepages/></memoryBacking>//新增，使用大頁
<vcpu placement='static'>1</vcpu>
<os>
<type arch='x86_64' machine='pc-i440fx-rhel7.0.0'>hvm</type>
<boot dev='hd'/>
......

重啟KVM服務，開啟虛擬機器，檢視大頁記憶體是否生效。

systemctl restart libvirtd.service virsh start c7-1 cat /proc/meminfo | grep HugePage

關閉虛擬機器，再檢視大頁記憶體是否有變化。

4、I/O優化

在實際的生產環境中，為了米麵過度消耗磁碟資源而對其他的虛擬機器造成影響，我們希望每臺虛擬機器對磁碟資源的消耗是可控的，比如多個虛擬機器往硬碟中寫資料，誰可以優先寫，就可以調整I/O的權重weight，權重越高寫入磁碟的優先順序越高。
對磁碟I/O控制方式有兩種方式：

在整體中的權重，範圍在100~1000.

限制具體的I/O.

針對虛擬機器權重設定

virsh blkiotune c7-1 //檢視當前虛擬機器權重狀態

virsh blkiotune c7-1 --weight 500 //通過命令修改權重為500

5、系統調優工具tuned/tuned-adm

tuned是服務端程式，用來監控和收集系統各個元件的資料，並依據資料提供的資訊動態調整系統設定，達到動態優化系統的目的。
tuned-adm是客戶端程式，用來和tuned打交道，用命令列的管理方式和配置tuned/tuned-adm，提供了一些預先配置的優化方案可直接使用。

yum install tuned -y service tuned start tuned-adm active tuned-adm list

更改解決方案

tuned-adm profile desktop

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