24） KVM命令--优化篇（2）

1- 为什么要调优

___ KVM采用全虚拟化技术，全虚拟化要由一个软件来模拟硬件，故有一定的损耗，特别是I/O，因此需要优化。
___ KVM性能优化主要在CPU、内存、I/O这几方面。当然对于这几方面的优化，也是要分场景的，不同的场景其优化方向也是不同的。

2- 优化

2.1- cpu

___ 考虑CPU的数量问题，所有guestcpu的总数目不要超过物理机CPU的总数目。如果超过，则将对性能带来严重影响，建议选择复制主机CPU配置。

2.2- 内存

2.2.1- KSM（Kernel Samepage Merging，相同页合并）

___ 内存分配的最小单位是page（页面），默认大小是4KB，可以将host机内容相同的内存合并，以节省内存的使用，特别是在虚拟机操作系统都一样的情况下，肯定会有很多内容相同的内存值，开启了KSM，则会将这些内存合并为一个，当然这个过程会有性能损耗，所以开启与否，需要考虑使用场景。
___ 而KSM对KVM环境有很重要的意义，当KVM上运行许多相同系统的客户机时，客户机之间将有许多内存页是完全相同的，特别是只读的内核代码页完全可以在客户机之间共享，从而减少客户机占用的内存资源，能同时运行更多的客户机。
___ KSM会稍微影响系统性能，以效率换空间，如果系统的内存很宽裕，则无须开启KSM，如果想尽可能多地并行运行KVM客户机，则可以打开KSM。

ll /sys/kernel/mm/ksm/ //查看内核信息
pages_shared #合并的页面数
pages_sharing #正在共享单个页面的虚拟页面数
page_unshared #作为共享候选者但当前未共享的页数
page_volatile #作为共享候选者但频繁更改的页数，KSM服务不会合并这个页面
full_scan #为重复内容扫描KSM的次数
merge_across_nodes #是否允许在NUMA节点中执行合并
pages_to_scan #一次扫描的页数，该数字会影响系统性能
sleep_milisecs #扫描之间的时间间隔
每个页面的大小为4KB，可计算出共享内存为：4页面数=内存大小（KB）

cat /sys/kernel/mm/ksm/run  //是否开启KSM，0是不开启，1是开启
echo 1 > run    //临时开启KSM，只能使用重定向，不支持VI编辑器
vi /etc/rc.local        //添加echo 1 > /sys/kernel/mm/ksm/run，让KSM开启自启

cat /sys/kernel/mm/ksm/pages_to_scan   //定期扫描相同页，sleep_millisecs决定多长时间，
pages_to_scan决定每次查看多少个页面，默认为100，越大越好，超过2000无效，
需要开启两个服务ksmtuned和tuned支持更过页面

2.2.2- 对内存设置限制

___ 有多个虚拟机，为了防止某个虚拟机无节制地使用内存资源，导致其他虚拟机无法正常使用，就需要对内存的使用进行限制。
___ 如果我们有多个虚拟机，为了防止某个虚拟机无节制地使用内存资源，导致其他虚拟机无法正常使用，就需要对内存的使用进行限制。

virsh memtune vm_name ##查看虚拟机内存限制，单位为KB
hard_limit  :   unlimit  ## 强制最大内存
soft_limit  :   unlimit  ## 可用最大内存
swap_hard_limit : unlimit  ## 强制最大swap使用大小

例如：
virsh memtune vm_name --hard-limit 1024000 --live   //设置强制最大内存并且在线生效

2.2.3- 大页后端内存（Huge Page Backed Memory）

___ 在逻辑地址向物理地址转换时，CPU保持一个翻译后备缓冲器TLB，用来缓存转换结果，而TLB容量很小，所以如果page很小，TLB很容易就充满，这样就容易导致cache miss，相反page变大，TLB需要保存的缓存项就变少，就会减少cache miss。通过为客户机提供大页后端内存，就能减少客户机消耗的内存并提高TLB命中率，从而提升KVM性能。
___ Intel的x86 CPU通常使用4KB内存页、但是经过配置，也能够使用大页（huge page）： x86_32是4MB，x86_64和x86_32 PAE是2MB，这是KVM虚拟机的又一项优化技术。
使用大页，KVM的虚拟机的页表将使用更少的内存，并且将提高CPU的效率。

cat /proc/meminfo ## 查看内存信息，无可用最大页
AnonHugePages: 292864 kB
HugePages_Total: 0
HugePages_Free: 0
HugePages_Rsvd: 0
HugePages:Surp: 0

echo 25000 > /proc/sys/vm/nr_hugepages //指定大页需要的内存页面数量（临时生效）

cat /proc/meminfo ## 查看内存信息，无可用最大页
AnonHugePages: 292864 kB
HugePages_Total: 510
HugePages_Free: 510
HugePages_Rsvd: 0
HugePages:Surp: 0

sysctl -w vm.nr_hugepages=25000     //指定大页需要的内存页面数永久生效,
或者在/etc/sysctl.conf中添加vm.nr_hugepages=2500来持久设定大页文件系统需要的内存页面数。

2.2.4- I/O的优化

___ 为了避免过度消耗磁盘资源而对其他的虚拟机造成影响，我们希望每台虚拟机对磁盘资源的消耗是可以控制的。比如多个虚拟机往硬盘中写数据，谁可以优先写，就可以调整I/O的权重weight，权重越高写入磁盘的优先级越高。
___ 对磁盘I/O控制有两种方式:
1 在整体中的权重，范围在100~1000。
2 限制具体的I/O.

virsh blkiotune vm_name ##查看vm_name的I/O参数
weight  : 0
virsh blkiotune vm_name --weight 500    ##设置权重为500
virsh blkiotune vm_name     ##再次查看
weight  : 500

virsh edit vm_name ##也可编辑虚拟机的XML配置文件
<blkiotune>
   <weight>500</weight>
</blkiotune>

2.2.5- 系统调优工具tuned/tuned-adm

___ tuned是服务端程序，用来监控和收集系统各个组件的数据，并依据数据提供的信息动态调整系统设置，达到动态优化系统的目的；tuned-adm是客户端程序，用来和tuned打交道，用命令行的方式管理和配置tuned/tuned-adm，提供了一些预先配置的优化方案可供直接使用。当然不同的系统和应用场景有不同的优化方案，tuned-adm预先配置的优化策略不是总能满足要求，这时候就需要定制，tuned-adm允许用户自己创建和定制新的调优方案。
安装：

yum install tuned -y #安装和启动tuned工具
systemctl start tuned
tuned-adm active  ##查看当前优化方案
Current active profile: virtual-guest  ##最佳级别，无需优化

tuned-adm list ##查看预先设定好的优化方案

tuned-adm profile virtual-host ##修改优化方案为virtual-host