7.5. Grandes pages

La mémoire est gérée par blocs appelés pages. Sur la plupart des systèmes, une page correspond à 4Ki. 1Mi de mémoire équivaut à 256 pages ; 1Gi de mémoire équivaut à 256 000 pages, et ainsi de suite. Les unités centrales de traitement disposent d'une unité de gestion de la mémoire intégrée qui gère une liste de ces pages au niveau matériel. Le Translation Lookaside Buffer (TLB) est une petite mémoire cache matérielle des correspondances entre les pages virtuelles et les pages physiques. Si l'adresse virtuelle transmise dans une instruction matérielle peut être trouvée dans le TLB, la correspondance peut être déterminée rapidement. Si ce n'est pas le cas, la TLB est manquée et le système revient à une traduction d'adresse plus lente, basée sur le logiciel, ce qui entraîne des problèmes de performance. La taille de la TLB étant fixe, le seul moyen de réduire le risque d'erreur de la TLB est d'augmenter la taille de la page.

Une page énorme est une page de mémoire dont la taille est supérieure à 4Ki. Sur les architectures x86_64, il existe deux tailles courantes de pages énormes : 2Mi et 1Gi. Les tailles varient sur les autres architectures. Pour utiliser les pages énormes, le code doit être écrit de manière à ce que les applications en soient conscientes. Les pages énormes transparentes (THP) tentent d'automatiser la gestion des pages énormes sans que l'application en ait connaissance, mais elles ont des limites. En particulier, elles sont limitées à des tailles de page de 2Mi. Les THP peuvent entraîner une dégradation des performances sur les nœuds à forte utilisation ou fragmentation de la mémoire en raison des efforts de défragmentation des THP, qui peuvent bloquer les pages de mémoire. Pour cette raison, certaines applications peuvent être conçues pour (ou recommander) l'utilisation d'énormes pages pré-allouées au lieu de THP.

Les nœuds doivent pré-allouer des pages volumineuses pour que le nœud puisse indiquer sa capacité de pages volumineuses. Un nœud ne peut pré-allouer des pages volumineuses que pour une seule taille.

Les pages volumineuses peuvent être consommées par le biais des exigences de ressources au niveau du conteneur en utilisant le nom de la ressource hugepages-<size>, où la taille est la notation binaire la plus compacte utilisant des valeurs entières prises en charge par un nœud particulier. Par exemple, si un nœud prend en charge des tailles de page de 2048 Ko, il expose une ressource planifiable hugepages-2Mi. Contrairement à l'unité centrale ou à la mémoire, les pages volumineuses ne permettent pas le surengagement.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  generateName: hugepages-volume-
spec:
  containers:
  - securityContext:
      privileged: true
    image: rhel7:latest
    command:
    - sleep
    - inf
    name: example
    volumeMounts:
    - mountPath: /dev/hugepages
      name: hugepage
    resources:
      limits:
        hugepages-2Mi: 100Mi 1
        memory: "1Gi"
        cpu: "1"
  volumes:
  - name: hugepage
    emptyDir:
      medium: HugePages

Allocating huge pages of a specific size

Certaines plates-formes prennent en charge plusieurs tailles de pages volumineuses. Pour allouer des pages volumineuses d'une taille spécifique, faites précéder les paramètres de la commande d'amorçage des pages volumineuses d'un paramètre de sélection de la taille des pages volumineuses hugepagesz=<size>. La valeur de <size> doit être spécifiée en octets avec un suffixe d'échelle facultatif [kKmMgG]. La taille par défaut des pages énormes peut être définie à l'aide du paramètre d'amorçage default_hugepagesz=<size>.

Huge page requirements

Les nœuds doivent pré-allouer les pages volumineuses utilisées dans un cluster OpenShift Container Platform. Il existe deux façons de réserver des pages volumineuses : au démarrage et à l'exécution. La réservation au démarrage augmente les chances de succès car la mémoire n'a pas encore été fragmentée de manière significative. Le Node Tuning Operator prend actuellement en charge l'allocation de pages volumineuses au moment du démarrage sur des nœuds spécifiques.

$ oc get node <node_using_hugepages> -o jsonpath="{.status.allocatable.hugepages-2Mi}"
100Mi