[转] HyperV如何避免NUMA對效能上的影響

源地址：http://www.dotblogs.com.tw/daniel07793/archive/2012/03/26/71046.aspx

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NUMA在一般人使用Hyper-V時，是一個非常容易被忽略的部份

它的設定，在這裡

而這項功能為何會有降低整體效能的可能?

這裡有一份電子報，有介紹何謂NUMA架構，可以參考一下這張圖片

多核心計算環境—NUMA與CPUSET簡介

http://www.cc.ntu.edu.tw/chinese/epaper/0015/20101220_1508.htm

然而，這項技術，運用在虛擬化的主機時，如果是未經過計算的情況下，就有可能產生效能上的問題

因為，它在Hyper-V上運作會是像下圖

下面的圖片來源，是國外的IT人員的文章

http://workinghardinit.wordpress.com/2011/08/08/virtualization-with-hyper-v-the-numa-tax-is-not-just-about-dynamic-memory/

下圖這樣的存取模式，在NUMA中又稱為本地端記憶體存取

然而，Virtual Machine在某些情況下，就會產生下圖的情況(像是Node1的Memory已經不足，而調用Node2的Memory)

又稱為非本地端記憶體存取

接下來的案例會展示這樣的一種情況

這是我這次測試的主機板Tyan S7016，是一個2 Socket Server 共18個DIMM

CPU的實體配置是Intel E5620兩顆(E5620實體核心數是四核心，開啟HT後，一顆是八個執行緒)

而18個DIMM則是插滿DDR3 ECC 8GB

所以一共會有16個Processor、144GB的Memory

所以，一個NUMA的節點將會是8個Processor、72GB的RAM

我們可以透過資料收集器，去得知目前的NUMA Node在Memory跟CPU的配置情況

※分頁的大小是4KB，18,874,272個分頁(4KB/個)，也就是71.99GB(少掉的那一點點應該是Hypervisor用掉了)

如果是18,874,368個分頁(4KB/個)，就是剛好72GB

然而Hyper-V在分配NUMA時，會自動盡可能的避免存取到非本地端記憶體的節點

一樣可以透過資料收集器，去取得目前虛擬機的NUMA配置節點，以及是否有用到非本地端記憶體

下圖就是一個使用到非本地端記憶體的案例(紅框處)

藍框的部份，則是該Virtual Machine所使用的主要NUMA節點是NUMA Node 0，沒有使用到非本地端記憶體

綠框的部份，則是該Virtual Machine所使用的主要NUMA節點是NUMA Node 1，沒有使用到非本地端記憶體

紅框的部份，則是該Virtual Machine所使用的主要NUMA節點是NUMA Node 0，使用了約9G多的非本地端記憶體

上面這個案例，是我先將記憶體在NUMA Node 0已使用約43GB、NUMA Node 1則是使用60GB的情況(這是自動分配的使用狀況)

然後，在將ServiceVM00006這部Virtual Machine以40GB RAM啟動

因為沒有任何一個Node符合可以使用完全非本地端記憶體，所以就會產生這個問題

但是實際上，我這部機器如果照這樣的設定，將VM全開一定要用到NUMA非本地端記憶體嗎?

其實是不用到的，我們可以先依據NUMA節點的記憶體配置以及CPU配置，來評估要如何手動配置VM該屬於哪一個NUMA節點

我們可以透過這個PowerShell去指派哪些VM該用哪一個NUMA Node的資源去啟動

這個PowerShell的來源是微軟官方Virtual Machine開發團隊的MSDN Blog提供的，網址如下：

http://blogs.msdn.com/b/tvoellm/archive/2008/09/28/looking-for-that-last-once-of-performance_3f00_-then-try-affinitizing-your-vm-to-a-numa-node-.aspx

相信小弟人品的，就請自行取用吧

01
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02
# Developer: Anthony F. Voellm

03
#          : Taylor Brown

04
# Copyright (c) 2008 by Microsoft Corporation

05
# All rights reserved

06
#

07
# This is "demonstration" code and there are no

08
# warrantees expressed or implied

09
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10
  
11
  
12
  
13
# This script will set the Virtual Machine to run

14
# on a specific NUMA node

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17
  
18
# Check command line arguments

19
  
20
if (($args.length -lt 1) -or

21
    (($args[0] -ne "/list") -and

22
     ($args[0] -ne "/set") -and

23
     ($args[0] -ne "/clear")) -or

24
     (($args[0] -eq "/set") -and ($args.length -lt 3)) -or 

25
     (($args[0] -eq "/clear") -and ($args.length -lt 2))) {

26
     Write-Host "numa.ps1 /list [<Hyper-V host>]"

27
     Write-Host "numa.ps1 /set <vm machine name> <required node> [<Hyper-V host>]"

28
     Write-Host "numa.ps1 /clear <vm machine name> [<Hyper-V host>]`n"

29
     Write-Host "Options:"

30
     Write-Host "`t/list - show configured VM's"

31
     Write-Host "`t/set <vm machine name> <required node> - set the NUMA node for the VM"

32
     Write-Host "`t/clear <vm machine name> - clear NUMA node seting for the VM"

33
     exit;

34
  }

35
  
36
  
37
  
38
# just display VM's

39
if ($args[0] -eq "/list") {

40
  if ($args.length -gt 1) {

41
    $HyperVHost = $args[1];

42
  }

43
  Get-WmiObject -Namespace 'root\virtualization' -Query "Select * From Msvm_ComputerSystem" | select ElementName

44
  exit;

45
}

46
  
47
  
48
  
49
# Set or clear 

50
 
51
$HyperVHost = '.';

52
if ($args[0] -eq "/set") {

53
  if ($args.length -gt 3) {

54
    $HyperVHost = $args[3];

55
  }

56
  $VMName = $args[1];

57
  $RequiredNode = $args[2];

58
} elseif ($args[0] -eq "/clear") {

59
  if ($args.length -gt 2) {

60
    $HyperVHost = $args[2];

61
  }

62
  $VMName = $args[1];

63
}

64
  
65
   
66
#Main Script Body 

67
$VMManagementService = Get-WmiObject -Namespace root\virtualization -Class Msvm_VirtualSystemManagementService -ComputerName $HyperVHost

68
  
69
 
70
$Query = "Select * From Msvm_ComputerSystem Where ElementName='" + $VMName + "'"

71
  
72
  
73
$SourceVm = Get-WmiObject -Namespace root\virtualization -Query $Query -ComputerName $HyperVHost 

74
 
75
  
76
  
77
$VMSettingData = Get-WmiObject -Namespace root\virtualization -Query "Associators of {$SourceVm} Where ResultClass=Msvm_VirtualSystemSettingData AssocClass=Msvm_SettingsDefineState" -ComputerName $HyperVHost 

78
 
79
  
80
  
81
if ($args[0] -eq "/set") {

82
  $VMSettingData.NumaNodesAreRequired = 1

83
  $VMSettingData.NumaNodeList = @($RequiredNode)

84
} else {

85
  $VMSettingData.NumaNodesAreRequired = 0

86
}

87
  
88
  
89
  
90
$VMManagementService.ModifyVirtualSystem($SourceVm, $VMSettingData.PSBase.GetText(1))

將以上程式碼，儲存成numa.ps1

接著，就可以用PowerShell，使用numa.ps1指定Virtual Machine該在哪一個NUMA Node上

而不再是自動分配，避免有可能產生本地端記憶體不夠配置的問題

指令的範例：

.\numa.ps1 /List可以取得Virtual Machine的名稱

.\numa.ps1 /Set VirtualMachineName 0，則是將這部Virtual Machine指派給NUMA Node 0

.\numa.ps1 /Clear VirtualMachineName，則是恢復自動指派

指派完畢，都是需要將Virtual Machine關機後再開機才會生效。