虚拟化KVM之优化(三)

 

 KVM的优化

1.1 cpu的优化

• inter的cpu的运行级别，（Ring2和Ring1暂时没什么用）Ring3为用户态，Ring0为内核态 

Ring3的用户态是没有权限管理硬件的，需要切换到内核态Ring0，这样的切换（系统调用）称之为上下文切换，物理机到虚拟机多次的上下文切换，势必会导致性能出现问题。

对于全虚拟化，inter实现了技术VT-x,在cpu硬件上实现了加速转换，CentOS7默认是不需要开启的

• cpu的缓存绑定cpu的优化

[root@linux-node1 qemu]# lscpu|grep cache
L1d cache:             32K
L1i cache:             32K
L2 cache:              256K
L3 cache:              6144K

L1是静态缓存，造价高，L2，L3是动态缓存，通过脉冲的方式写入0和1，造价较低。cache解决了cpu处理快，内存处理慢的问题，类似于memcaced和数据库。如果cpu调度器把进程随便调度到其他cpu上，而不是当前L1，L2,L3的缓存cpu上，缓存就不生效了，就会产生miss，为了减少cache miss，需要把KVM进程绑定到固定的cpu上，可以使用taskset把某一个进程绑定（cpu亲和力绑定,可以提高20%的性能）在某一个cpu上，例如：taskset -cp 1 25718（1指的是cpu1,也可以绑定到多个cpu上，25718是指的pid）. 
cpu绑定的优点：提高性能，20%以上 
cpu绑定的缺点：不方便迁移，灵活性差

 1.2 内存优化

内存寻址：

宿主机虚拟内存 -> 宿主机物理内存 
虚拟机的虚拟内存 -> 虚拟机的物理内存 

以前VMM通过采用影子列表解决内存转换的问题，影子页表是一种比较成熟的纯软件的内存虚拟化方式，但影子页表固有的局限性，影响了VMM的性能，例如，客户机中有多个CPU，多个虚拟CPU之间同步页面数据将导致影子页表更新次数幅度增加，测试页表将带来异常严重的性能损失。

在此之际，Inter在最新的Core I7系列处理器上集成了EPT技术（对应AMD的为RVI技术），以硬件辅助的方式完成客户物理内存到机器物理内存的转换，完成内存虚拟化，并以有效的方式弥补了影子页表的缺陷，该技术默认是开启的

• KSM内存合并 

宿主机上默认会开启ksmd进程，该进程作为内核中的守护进程存在，它定期执行页面扫描，识别副本页面并合并副本，释放这些页面以供它用，CentOS7默认是开启的

[root@linux-node1 qemu]# ps aux|grep ksmd|grep -v grep
root         31  0.0  0.0      0     0 ?        SN   07:07   0:00 [ksmd]

• 大页内存，CentOS7默认开启的

[root@linux-node1 qemu]# cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled 
[always] madvise never

1.3 I/O优化

IO调度算法，也叫电梯算法，详情请看http://www.unixhot.com/article/4
① Noop Scheduler：简单的FIFO队列，最简单的调度算法，由于会产生读IO的阻塞，一般使用在SSD硬盘，此时不需要调度，IO效果非常好 
② Anticipatory IO Scheduler（as scheduler）适合大数据顺序顺序存储的文件服务器，如ftp server和web server，不适合数据库环境，DB服务器不要使用这种算法。 
③ Deadline Schedler：按照截止时间的调度算法，为了防止出现读取被饿死的现象，按照截止时间进行调整，默认的是读期限短于写期限，就不会产生饿死的状况，一般应用在数据库 
④ Complete Fair Queueing Schedule：完全公平的排队的IO调度算法，保证每个进程相对特别公平的使用IO

2.6 内核： Noop CFQ AS Deadline 默认：CFQ
3.10内核： Noop CFQ Deadline 默认：Deadline

[root@linux-node1 qemu]# dmesg|grep -i "scheduler"  #查看本机Centos7默认所支持的调度算法

[    1.207359] io scheduler noop registered
[    1.207362] io scheduler deadline registered (default)
[    1.207404] io scheduler cfq registered

[root@linux-node1 qemu]# cat /sys/block/sda/queue/scheduler  #centos 7 默认是deadline
noop [deadline] cfq 

虚拟磁盘及镜像

一开始创建的虚拟磁盘就是镜像

[root@linux-node1 data]# ls centos-7-x86_64
centos-7-x86_64

镜像制作原则

• 分区的时候，只分一个/根分区，并不需要swap分区，由于虚拟机的磁盘性能就不好，如果设置了swap分区，当swap工作的时候，性能会更差。例如阿里云主机，就没有交换分区。
• 镜像制作需要删除网卡（eth0）中的UUID，如果有udev（/etc/udev/rules.d/70-persistent-ipoib.rules）的规则也要删除
• 关闭selinux，关闭iptables
• 安装基础软件的包：net-tools lrzsz screen tree vim wget