KVM虛擬機器按需優化範例

2020-06-16 16:43:56

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設定。

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，特別是唯讀的核心內碼表完全可以在客戶機之間共用，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，通過為用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組態檔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'/>
......