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對(duì)KVM虛擬機(jī)進(jìn)行cpu pinning配置的方法

  發(fā)布時(shí)間：2015-07-02 14:53:27   作者：佚名   我要評(píng)論
這篇文章主要介紹了對(duì)KVM虛擬機(jī)進(jìn)行cpu pinning配置的方法,通過(guò)文中的各種virsh命令可進(jìn)行操作,需要的朋友可以參考下

首先需求了解基本的信息

1 宿主機(jī)CPU特性查看


使用virsh nodeinfo可以看到一些基本信息


復(fù)制代碼
代碼如下:
virsh nodeinfo
CPU model: x86_64
CPU(s): 32
CPU frequency: 1200 MHz
CPU socket(s): 1
Core(s) per socket: 8
Thread(s) per core: 2
NUMA cell(s): 2
Memory size: 132119080 KiB


使用virsh capabilities可以查看物理機(jī)CPU的詳細(xì)信息，包括物理CPU個(gè)數(shù)，每個(gè)CPU的核數(shù)，是否開(kāi)了超線(xiàn)程。
 

復(fù)制代碼
代碼如下:
</p> <p>virsh capabilities
<capabilities>
<host>
<uuid>36353332-3030-3643-5534-3235445a564a</uuid>
<cpu>
<arch>x86_64</arch>
<model>SandyBridge</model>
<vendor>Intel</vendor>
<topology sockets='1' cores='8' threads='2'/>
<feature name='erms'/>
<feature name='smep'/>
...
</cpu>
<power_management>
<suspend_disk/>
</power_management>
<migration_features>
<live/>
<uri_transports>
<uri_transport>tcp</uri_transport>
</uri_transports>
</migration_features>
<topology>
<cells num='2'>
<cell id='0'>
<cpus num='16'>
<cpu id='0' socket_id='0' core_id='0' siblings='0,16'/>
...
<cpu id='23' socket_id='0' core_id='7' siblings='7,23'/>
</cpus>
</cell>
<cell id='1'>
<cpus num='16'>
<cpu id='8' socket_id='1' core_id='0' siblings='8,24'/>
...
<cpu id='31' socket_id='1' core_id='7' siblings='15,31'/>
</cpus>
</cell>
</cells>
</topology>
<secmodel>
<model>none</model>
<doi>0</doi>
</secmodel>
<secmodel>
<model>dac</model>
<doi>0</doi>
</secmodel>
</host>
...
</capabilities>

使用virsh freecell命令查看可以當(dāng)前空閑內(nèi)存
 

復(fù)制代碼
代碼如下:

virsh freecell --all
0: 787288 KiB
1: 94192 KiB
--------------------
Total: 881480 KiB


物理CPU的特性也可以通過(guò)/proc/cpuinfo查看
 
cat /proc/cpuinfo
rocessor : 0
vendor_id : GenuineIntel
cpu family : 6
model : 62
model name : Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2640 v2 @ 2.00GHz
stepping : 4
cpu MHz : 1200.000
cache size : 20480 KB
physical id : 0
siblings : 16
core id : 0
cpu cores : 8
apicid : 0
initial apicid : 0
fpu : yes
fpu_exception : yes
cpuid level : 13
wp : yes
flags : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush dts acpi mmx fxsr sse sse2 ss ht tm pbe syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon pebs bts rep_good xtopology nonstop_tsc aperfmperf pni pclmulqdq dtes64 monitor ds_cpl vmx smx est tm2 ssse3 cx16 xtpr pdcm pcid dca sse4_1 sse4_2 x2apic popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand lahf_lm ida arat epb xsaveopt pln pts dts tpr_shadow vnmi flexpriority ept vpid fsgsbase smep erms
bogomips : 3990.67
clflush size : 64
cache_alignment : 64
address sizes : 46 bits physical, 48 bits virtual
power management:
...

綜合上面的信息，我們可以得出以下信息：

1) 物理CPU為 E5-2640V2，為8核2顆，開(kāi)啟了超線(xiàn)程，在物理機(jī)系統(tǒng)上可以看到32個(gè)CPU；

2) 物理機(jī)內(nèi)存為128G 


2 虛擬機(jī)CPU使用情況查看


可以使用virsh vcpuinfo命令查看虛擬機(jī)vcpu和物理CPU的對(duì)應(yīng)關(guān)系
 

復(fù)制代碼
代碼如下:
virsh vcpuinfo 21
VCPU: 0
CPU: 25
State: running
CPU time: 10393.0s
CPU Affinity: --------yyyyyyyy--------yyyyyyyy
VCPU: 1
CPU: 8
State: running
CPU time: 7221.2s
CPU Affinity: --------yyyyyyyy--------yyyyyyyy
...


可以看到vcpu0被調(diào)度到物理機(jī)CPU25上，目前是使用狀態(tài)，使用時(shí)間是10393.0s
 
CPU Affinity: --------yyyyyyyy--------yyyyyyyy

yyyyyyy表示可以使用的物理CPU內(nèi)部的邏輯核，可以看到這臺(tái)虛擬機(jī)可以在8-15， 24-31這些cpu之間調(diào)度，為什么不能使用0-7，16-23這些CPU呢，是因?yàn)橄到y(tǒng)的自動(dòng)numa平衡服務(wù)在發(fā)生作用，一個(gè)虛擬機(jī)默認(rèn)只能使用同一顆物理CPU內(nèi)部的邏輯核。


使用emulatorpin可以查看虛擬機(jī)可以使用那些物理邏輯CPU
 

復(fù)制代碼
代碼如下:
virsh # emulatorpin 21
emulator: CPU Affinity
----------------------------------
*: 0-31

可以看到0-31我們都可以使用，意味這我們也可以強(qiáng)制將CPU調(diào)度到任何CPU上。


3 在線(xiàn)pinning虛擬機(jī)的cpu


強(qiáng)制讓虛擬機(jī)只能在26-31這些cpu之間調(diào)度
 

復(fù)制代碼
代碼如下:

virsh emulatorpin 21 26-31 --live


查看結(jié)果
 

復(fù)制代碼
代碼如下:
virsh emulatorpin 21
emulator: CPU Affinity
----------------------------------
*: 26-31


查看vcpu info
 

復(fù)制代碼
代碼如下:

virsh vcpuinfo 21
VCPU: 0
CPU: 28
State: running
CPU time: 10510.5s
CPU Affinity: --------------------------yyyyyy
VCPU: 1
CPU: 28
State: running
CPU time: 7289.7s
CPU Affinity: --------------------------yyyyyy
...</p> <p>

查看xml文件
 
復(fù)制代碼
代碼如下:

virsh # dumpxml 21
<domain type='kvm' id='21'>
<name>cacti-230</name>
<uuid>23a6455c-5cd1-20cd-ecfe-2ba89be72c41</uuid>
<memory unit='KiB'>4194304</memory>
<currentMemory unit='KiB'>4194304</currentMemory>
<vcpu placement='static'>4</vcpu>
<cputune>
<emulatorpin cpuset='26-31'/>
</cputune>


我們也可以強(qiáng)制vcpu和物理機(jī)cpu一對(duì)一的綁定

強(qiáng)制vcpu 0和物理機(jī)cpu 28綁定

強(qiáng)制vcpu 1和物理機(jī)cpu 29綁定

強(qiáng)制vcpu 2和物理機(jī)cpu 30綁定

強(qiáng)制vcpu 3和物理機(jī)cpu 31綁定

復(fù)制代碼
代碼如下:

virsh vcpupin 21 0 28
virsh vcpupin 21 1 29
virsh vcpupin 21 2 30
virsh vcpupin 21 3 31


查看xml文件，生效了
 

復(fù)制代碼
代碼如下:

virsh # dumpxml 21
<domain type='kvm' id='21'>
<name>cacti-230</name>
<uuid>23a6455c-5cd1-20cd-ecfe-2ba89be72c41</uuid>
<memory unit='KiB'>4194304</memory>
<currentMemory unit='KiB'>4194304</currentMemory>
<vcpu placement='static'>4</vcpu>
<cputune>
<vcpupin vcpu='0' cpuset='28'/>
<vcpupin vcpu='1' cpuset='29'/>
<vcpupin vcpu='2' cpuset='30'/>
<vcpupin vcpu='3' cpuset='31'/>
<emulatorpin cpuset='26-31'/>
</cputune>


是vcpuino命令查看，可以看到配置生效了
 

復(fù)制代碼
代碼如下:

virsh vcpuinfo 22
VCPU: 0
CPU: 28
State: running
CPU time: 1.8s
CPU Affinity: ----------------------------y---
VCPU: 1
CPU: 29
State: running
CPU time: 0.0s
CPU Affinity: -----------------------------y--
...


4 cpu pinning簡(jiǎn)單的性能測(cè)試


cpu pinning到底對(duì)cpu的性能影響有多大，進(jìn)行了一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試。

測(cè)試環(huán)境

硬件

ntel(R) Xeon(R) CPU X5650 @ 2.67GHz 2顆

軟件

centos 7 update到內(nèi)核 3.10.0-123.8.1.el7.x86_64

虛擬機(jī)

centos 7 update到內(nèi)核 3.10.0-123.8.1.el7.x86_64

虛擬機(jī) cpu 1顆

測(cè)試工具

unixbench 5.1.2

測(cè)試結(jié)果

不做cpu綁定
 
1 CPU in system; running 1 parallel copy of tests
Dhrystone 2 using register variables       28890881.0 lps   (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone                     3880.4 MWIPS (9.0 s, 7 samples)
Execl Throughput                               4146.3 lps   (30.0 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks       1051084.3 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks          286552.2 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks       2142638.4 KBps  (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput                             1726807.0 lps   (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching                 322865.5 lps   (10.0 s, 7 samples)
Process Creation                              13662.4 lps   (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent)                   5955.4 lpm   (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent)                    713.1 lpm   (60.0 s, 2 samples)
System Call Overhead                        2138318.1 lps   (10.0 s, 7 samples)
System Benchmarks Index Values               BASELINE       RESULT    INDEX
Dhrystone 2 using register variables         116700.0   28890881.0   2475.7
Double-Precision Whetstone                       55.0       3880.4    705.5
Execl Throughput                                 43.0       4146.3    964.2
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks          3960.0    1051084.3   2654.3
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks            1655.0     286552.2   1731.4
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks          5800.0    2142638.4   3694.2
Pipe Throughput                               12440.0    1726807.0   1388.1
Pipe-based Context Switching                   4000.0     322865.5    807.2
Process Creation                                126.0      13662.4   1084.3
Shell Scripts (1 concurrent)                     42.4       5955.4   1404.6
Shell Scripts (8 concurrent)                      6.0        713.1   1188.4
System Call Overhead                          15000.0    2138318.1   1425.5
                                                                   ========
System Benchmarks Index Score                                        1444.7

做了cpu綁定

 
1 CPU in system; running 1 parallel copy of tests
Dhrystone 2 using register variables       29812559.6 lps   (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone                     3928.7 MWIPS (8.9 s, 7 samples)
Execl Throughput                               4314.4 lps   (30.0 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks       1068627.9 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks          291834.2 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks       2052612.8 KBps  (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput                             1737466.2 lps   (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching                 326839.9 lps   (10.0 s, 7 samples)
Process Creation                              14234.5 lps   (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent)                   6040.8 lpm   (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent)                    717.4 lpm   (60.1 s, 2 samples)
System Call Overhead                        2149194.4 lps   (10.0 s, 7 samples)
System Benchmarks Index Values               BASELINE       RESULT    INDEX
Dhrystone 2 using register variables         116700.0   29812559.6   2554.6
Double-Precision Whetstone                       55.0       3928.7    714.3
Execl Throughput                                 43.0       4314.4   1003.4
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks          3960.0    1068627.9   2698.6
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks            1655.0     291834.2   1763.3
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks          5800.0    2052612.8   3539.0
Pipe Throughput                               12440.0    1737466.2   1396.7
Pipe-based Context Switching                   4000.0     326839.9    817.1
Process Creation                                126.0      14234.5   1129.7
Shell Scripts (1 concurrent)                     42.4       6040.8   1424.7
Shell Scripts (8 concurrent)                      6.0        717.4   1195.7
System Call Overhead                          15000.0    2149194.4   1432.8
                                                                   ========
System Benchmarks Index Score                                        1464.1

比較

綜合得分

綁定 1464.1  不綁定 1444.7

綜合得分 性能提升 1.34%

浮點(diǎn)運(yùn)算

綁定 3928.7  不綁定  3880.4

浮點(diǎn)運(yùn)算 性能提升 1.24%

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