对KVM虚拟机进行cpu pinning配置的方法(kvm虚拟机性能调优)

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首先需求了解基本的信息

1 宿主机CPU特性查看

使用virsh nodeinfo可以看到一些基本信息

复制代码代码如下:virsh nodeinfoCPU model: x_CPU(s): CPU frequency: MHzCPU socket(s): 1Core(s) per socket: 8Thread(s) per core: 2NUMA cell(s): 2Memory size: KiB

使用virsh capabilities可以查看物理机CPU的详细信息，包括物理CPU个数，每个CPU的核数，是否开了超线程。 复制代码代码如下:</p><p>virsh capabilities<capabilities> <host> <uuid>----aa</uuid> <cpu> <arch>x_</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=''> <cpu id='0' socket_id='0' core_id='0' siblings='0,'/> ... <cpu id='' socket_id='0' core_id='7' siblings='7,'/> </cpus> </cell> <cell id='1'> <cpus num=''> <cpu id='8' socket_id='1' core_id='0' siblings='8,'/> ... <cpu id='' socket_id='1' core_id='7' siblings=','/> </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命令查看可以当前空闲内存 复制代码代码如下:virsh freecell --all 0: KiB 1: KiB--------------------Total: KiB

物理CPU的特性也可以通过/proc/cpuinfo查看 cat /proc/cpuinforocessor : 0vendor_id : GenuineIntelcpu family : 6model : model name : Intel(R) Xeon(R) CPU E5- v2 @ 2.GHzstepping : 4cpu MHz : .cache size : KBphysical id : 0siblings : core id : 0cpu cores : 8apicid : 0initial apicid : 0fpu : yesfpu_exception : yescpuid level : wp : yesflags : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse 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 dtes monitor ds_cpl vmx smx est tm2 ssse3 cx xtpr pdcm pcid dca sse4_1 sse4_2 x2apic popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx fc rdrand lahf_lm ida arat epb xsaveopt pln pts dts tpr_shadow vnmi flexpriority ept vpid fsgsbase smep ermsbogomips : .clflush size : cache_alignment : address sizes : bits physical, bits virtualpower management:...

综合上面的信息，我们可以得出以下信息：

1) 物理CPU为 E5-V2，为8核2颗，开启了超线程，在物理机系统上可以看到个CPU；

2) 物理机内存为G

2 虚拟机CPU使用情况查看

可以使用virsh vcpuinfo命令查看虚拟机vcpu和物理CPU的对应关系 复制代码代码如下:virsh vcpuinfo VCPU: 0CPU: State: runningCPU time: .0sCPU Affinity: --------yyyyyyyy--------yyyyyyyyVCPU: 1CPU: 8State: runningCPU time: .2sCPU Affinity: --------yyyyyyyy--------yyyyyyyy...

可以看到vcpu0被调度到物理机CPU上，目前是使用状态，使用时间是.0s CPU Affinity: --------yyyyyyyy--------yyyyyyyy

yyyyyyy表示可以使用的物理CPU内部的逻辑核，可以看到这台虚拟机可以在8-， -这些cpu之间调度，为什么不能使用0-7，-这些CPU呢，是因为系统的自动numa平衡服务在发生作用，一个虚拟机默认只能使用同一颗物理CPU内部的逻辑核。

使用emulatorpin可以查看虚拟机可以使用那些物理逻辑CPU 复制代码代码如下:virsh # emulatorpin emulator: CPU Affinity---------------------------------- *: 0-

可以看到0-我们都可以使用，意味这我们也可以强制将CPU调度到任何CPU上。

3 在线pinning虚拟机的cpu

强制让虚拟机只能在-这些cpu之间调度 复制代码代码如下:virsh emulatorpin - --live

查看结果 复制代码代码如下:virsh emulatorpin emulator: CPU Affinity---------------------------------- *: -

查看vcpu info 复制代码代码如下:virsh vcpuinfo VCPU: 0CPU: State: runningCPU time: .5sCPU Affinity: --------------------------yyyyyyVCPU: 1CPU: State: runningCPU time: .7sCPU Affinity: --------------------------yyyyyy...</p><p>查看xml文件 复制代码代码如下:virsh # dumpxml <domain type='kvm' id=''> <name>cacti-</name> <uuid>ac-5cd1-cd-ecfe-2babec</uuid> <memory unit='KiB'></memory> <currentMemory unit='KiB'></currentMemory> <vcpu placement='static'>4</vcpu> <cputune> <emulatorpin cpuset='-'/> </cputune>

我们也可以强制vcpu和物理机cpu一对一的绑定

强制vcpu 0和物理机cpu 绑定

强制vcpu 1和物理机cpu 绑定

强制vcpu 2和物理机cpu 绑定

强制vcpu 3和物理机cpu 绑定复制代码代码如下: virsh vcpupin 0 virsh vcpupin 1 virsh vcpupin 2 virsh vcpupin 3

查看xml文件，生效了 复制代码代码如下:virsh # dumpxml <domain type='kvm' id=''> <name>cacti-</name> <uuid>ac-5cd1-cd-ecfe-2babec</uuid> <memory unit='KiB'></memory> <currentMemory unit='KiB'></currentMemory> <vcpu placement='static'>4</vcpu> <cputune> <vcpupin vcpu='0' cpuset=''/> <vcpupin vcpu='1' cpuset=''/> <vcpupin vcpu='2' cpuset=''/> <vcpupin vcpu='3' cpuset=''/> <emulatorpin cpuset='-'/> </cputune>

是vcpuino命令查看，可以看到配置生效了 复制代码代码如下:virsh vcpuinfo VCPU: 0CPU: State: runningCPU time: 1.8sCPU Affinity: ----------------------------y---VCPU: 1CPU: State: runningCPU time: 0.0sCPU Affinity: -----------------------------y--...

4 cpu pinning简单的性能测试

cpu pinning到底对cpu的性能影响有多大，进行了一个简单的测试。

测试环境

硬件

ntel(R) Xeon(R) CPU X @ 2.GHz 2颗

软件

centos 7 update到内核 3..0-.8.1.el7.x_

虚拟机

centos 7 update到内核 3..0-.8.1.el7.x_

虚拟机 cpu 1颗

测试工具

unixbench 5.1.2

测试结果

不做cpu绑定 1 CPU in system; running 1 parallel copy of testsDhrystone 2 using register variables .0 lps (.0 s, 7 samples)Double-Precision Whetstone .4 MWIPS (9.0 s, 7 samples)Execl Throughput .3 lps (.0 s, 2 samples)File Copy bufsize maxblocks .3 KBps (.0 s, 2 samples)File Copy bufsize maxblocks .2 KBps (.0 s, 2 samples)File Copy bufsize maxblocks .4 KBps (.0 s, 2 samples)Pipe Throughput .0 lps (.0 s, 7 samples)Pipe-based Context Switching .5 lps (.0 s, 7 samples)Process Creation .4 lps (.0 s, 2 samples)Shell Scripts (1 concurrent) .4 lpm (.0 s, 2 samples)Shell Scripts (8 concurrent) .1 lpm (.0 s, 2 samples)System Call Overhead .1 lps (.0 s, 7 samples)System Benchmarks Index Values BASELINE RESULT INDEXDhrystone 2 using register variables .0 .0 .7Double-Precision Whetstone .0 .4 .5Execl Throughput .0 .3 .2File Copy bufsize maxblocks .0 .3 .3File Copy bufsize maxblocks .0 .2 .4File Copy bufsize maxblocks .0 .4 .2Pipe Throughput .0 .0 .1Pipe-based Context Switching .0 .5 .2Process Creation .0 .4 .3Shell Scripts (1 concurrent) .4 .4 .6Shell Scripts (8 concurrent) 6.0 .1 .4System Call Overhead .0 .1 .5 ========System Benchmarks Index Score .7

做了cpu绑定

1 CPU in system; running 1 parallel copy of testsDhrystone 2 using register variables .6 lps (.0 s, 7 samples)Double-Precision Whetstone .7 MWIPS (8.9 s, 7 samples)Execl Throughput .4 lps (.0 s, 2 samples)File Copy bufsize maxblocks .9 KBps (.0 s, 2 samples)File Copy bufsize maxblocks .2 KBps (.0 s, 2 samples)File Copy bufsize maxblocks .8 KBps (.0 s, 2 samples)Pipe Throughput .2 lps (.0 s, 7 samples)Pipe-based Context Switching .9 lps (.0 s, 7 samples)Process Creation .5 lps (.0 s, 2 samples)Shell Scripts (1 concurrent) .8 lpm (.0 s, 2 samples)Shell Scripts (8 concurrent) .4 lpm (.1 s, 2 samples)System Call Overhead .4 lps (.0 s, 7 samples)System Benchmarks Index Values BASELINE RESULT INDEXDhrystone 2 using register variables .0 .6 .6Double-Precision Whetstone .0 .7 .3Execl Throughput .0 .4 .4File Copy bufsize maxblocks .0 .9 .6File Copy bufsize maxblocks .0 .2 .3File Copy bufsize maxblocks .0 .8 .0Pipe Throughput .0 .2 .7Pipe-based Context Switching .0 .9 .1Process Creation .0 .5 .7Shell Scripts (1 concurrent) .4 .8 .7Shell Scripts (8 concurrent) 6.0 .4 .7System Call Overhead .0 .4 .8 ========System Benchmarks Index Score .1

比较

综合得分

绑定 .1 不绑定 .7

综合得分 性能提升 1.%

浮点运算

绑定 .7 不绑定 .4

浮点运算 性能提升 1.%

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