OpenStack入门篇之KVM性能优化及IO缓存介绍

Posted 2020-12-02 linuxk

• 1.KVM的性能优化，介绍CPU,内存，IO性能优化

KVM CPU-->qemu进行模拟
ring 3-->用户应用 （用户态，用户空间）
ring 0-->操作系统 （内核态，内核空间）
虚拟化难题？
（1）CPU优化：
上下文切换：
宿主机
ring 0
ring 3
虚拟机
ring 0
ring 3
处理器设置-->Inter VT-x/EPT或AMD-V/RVI（V）
缓存：
L1-->静态内存
L2、L3-->动态内存
虚拟机在宿主机上是一个进程，受进程调度器的管理。容易导致Cache miss，为了减少缓存miss，可以通过taskset进行设定，把某个进程绑定到CPU的某个核上，进行提高性能。openstack上是无法进行绑定。
taskset -cp 1 25718

（2）内存优化：
空间优化
寻址

物理在使用内存的时候：虚拟内存-->映射-->物理内存，使用KVM的时候会有如下内存使用过程
虚拟机：虚拟内存
↓映射
虚拟机：物理内存
↓映射
宿主机：虚拟内存
↓映射
宿主机：物理内存

影子页表技术

加速寻址技术：
Inter的EPT技术，内存优化技术，可以加速虚拟机到物理内存的映射

cat /proc/meminfo/

默认内存是4k，内存是分页的。大页内存

[[email protected] ~]# cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled 
[always] madvise never

ksmd内存合并，扫描内存地址，把相同的内容进行合并释放，减少内存的占用

[[email protected] ~]# ps axu |grep ksm
root        27  0.0  0.0      0     0 ?        SN   09:06   0:00 [ksmd]

（3）I/O优化：
①通过virtio技术，加速io访问，linux默认就有这个功能，windows需要装载驱动

②IO调度算法
内核2.6有4种调度算法：Noop CFQ AS Deadline 默认CFQ
内核3.10有3中调度算法：Noop CFQ Deadline 默认Deadline
查看默认的IO调度算法

[[email protected] ~]# dmesg |grep -i scheduler
[    0.300671] io scheduler noop registered
[    0.300674] io scheduler deadline registered (default)
[    0.300691] io scheduler cfq registered

Noop算法：
按顺序来，最简单的的I/O调度算法。该算法仅适当合并用户请求，并不排序请求：新的请求通常被插在调度队列的开头或末尾，下一个要处理的请求总是队列中的第一个请求。SSD必须设置Noop，性能最优。

• 2.KVM的IO缓存介绍

服务器的硬盘缓存是关闭的，因为会使用RAID卡缓存，RAID带电池，不会在断电的时候丢失数据。
虚拟机的应用程序写数据的方式选择：
KVM默认的方式是WriteThrough，最安全的，但是性能也最差。