KVM虛擬機的優化歷程---按需優化

1、KVM爲何要調優

• 性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件來模擬硬件層，故有必定的損耗，特別是I/O輸入輸出。
• KVM性能優化主要在CPU、內存、I/O這幾方面，固然在這幾方面也是要分場景的，不一樣場景優化方向也是不一樣的。

2、KVM優化思路及步驟

一、CPU優化

• 要考慮CPU的數量問題，全部guestcpu的總數目不要超過物理機CPU總數目，若是超過，則將對性能帶來嚴重影響，建議選擇複製主機CPU配置。

二、內存優化

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

• 內存分配的最小單位是page（頁面），默認大小是4KB，能夠將host主機內容相同的內存合併，以節省內存的使用。
• 當KVM上運行許多相同系統的客戶機時，客戶機之間將有不少內存頁是徹底相同的，特別是只讀的內核代碼頁徹底能夠在客戶機之間共享，從而減小客戶機佔用的內存資源，也能同時運行更多的客戶機。

ll //sys/kernel/mm/ksm/

• 查看KSM是否開啓

cat run

[root@bogon ksm]# cat run    //是否開啓KSM，0爲關閉，1爲開啓
0
[root@bogon ksm]# echo 1 > run  //臨時開啓KSM，只能使用重定向，不支持VI編輯器
                                //若想永久開啓，可在/etc/rc.local中添加echo 1 > /sys/kernel/mm/ksm/run,讓KSM開機自動運行
[root@bogon ksm]# cat pages_to_scan  //按期掃描相同頁，sleep_millisecs決定多長時間
                                     //pages_to_scan決定每次查看多少個頁面
                                     //默認是100，越大越好，超過2000無效，須要開啓兩個服務ksmtuned和tuned,支持更多頁面

(2)對內存設置限制

• 若是咱們有多個虛擬機，爲了防止某個虛擬機無節制的使用內存資源，致使其餘虛擬機沒法正常使用，就須要對使用的內存進行限制。

virsh memtune c7-1 //查看當前虛擬機的內存限制，單位爲KB

hard_limit     : 無限制       //強制最大內存
soft_limit     : 無限制       //可用最大內存
swap_hard_limit: 無限制       //強制最大swap使用大小

• 設置強制最大內存爲100MB，在線生效。

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

三、大頁後端內存

• 在邏輯地址想物理地址轉換時，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，因此若是page很小，TLB很容易就充滿，這樣就容易致使cache miss，相反page變大，TLB須要保存的緩存項就變少，就會減小cache miss，經過爲客戶端提供大頁後端內存，就能減小客戶機消耗的內存並提升TLB命中率，從而提升KVM性能。

• 查看內存信息，無可用大頁

cat /proc/meminfo

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

• 指定大頁須要的內存頁面數量

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    //添加行，執行sysctl -p 當即生效

• 關閉虛擬機，編輯虛擬機XML配置文件使用大頁來分配內存。

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>   //添加，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'/>
......

• 重啓KVM服務，打開虛擬機，查看大頁內存是否生效。

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

• 關閉虛擬機，再查看大頁內存是否有變化。

四、I/O優化

• 在實際的生產環境中，爲了米麪過分消耗磁盤資源而對其餘的虛擬機形成影響，咱們但願每臺虛擬機對磁盤資源的消耗是可控的，好比多個虛擬機往硬盤中寫數據，誰能夠優先寫，就能夠調整I/O的權重weight，權重越高寫入磁盤的優先級越高。

• 對磁盤I/O控制方式有兩種方式：

在總體中的權重，範圍在100~1000.
限制具體的I/O.

• 針對虛擬機權重設置

virsh blkiotune c7-1 //查看當前虛擬機權重狀態

virsh blkiotune c7-1 --weight 500 //經過命令修改權重爲500

五、系統調優工具tuned/tuned-adm

• tuned是服務端程序，用來監控和收集系統各個組件的數據，並依據數據提供的信息動態調整系統設置，達到動態優化系統的目的。
• tuned-adm是客戶端程序，用來和tuned打交道，用命令行的管理方式和配置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