18.6. Optimiser les performances de l'unité centrale de la machine virtuelle

Procédure

1. Ajuste le nombre maximum de vCPU qui peuvent être attachés à une VM, ce qui prend effet au prochain démarrage de la VM.

   Par exemple, pour augmenter le nombre maximum de vCPU pour la VM testguest à 8 :

   # virsh setvcpus testguest 8 --maximum --config

   Notez que le maximum peut être limité par la topologie de l'unité centrale, le matériel de l'hôte, l'hyperviseur et d'autres facteurs.

2. Ajustez le nombre actuel de vCPUs attachés à une VM, jusqu'au maximum configuré à l'étape précédente. Par exemple :

   • Pour augmenter le nombre de vCPU attachés à la VM testguest en cours d'exécution à 4 :

     # virsh setvcpus testguest 4 --live

     Cela augmente les performances de la VM et l'empreinte de la charge de l'hôte de testguest jusqu'au prochain démarrage de la VM.

   • Pour réduire de façon permanente le nombre de vCPUs attachés à la VM testguest à 1 :

     # virsh setvcpus testguest 1 --config

     Cela diminue les performances de la VM et l'empreinte de la charge de l'hôte sur testguest après le prochain démarrage de la VM. Toutefois, si nécessaire, des vCPU supplémentaires peuvent être connectées à chaud à la VM pour augmenter temporairement ses performances.

Procédure

1. Dans l'interface Machines virtuelles, cliquez sur la VM dont vous voulez voir les informations.

   Une nouvelle page s'ouvre avec une section Vue d'ensemble contenant des informations de base sur la VM sélectionnée et une section Console permettant d'accéder à l'interface graphique de la VM.

2. Cliquez sur modifier en regard du nombre de vCPU dans le volet Vue d'ensemble.

   La boîte de dialogue vCPU details apparaît.

   

1. Configurer les CPU virtuels pour la VM sélectionnée.

   • vCPU Count - Le nombre de vCPUs actuellement utilisés.

     Note

     Le nombre de vCPU ne peut pas être supérieur au maximum de vCPU.

   • vCPU Maximum - Le nombre maximum de CPU virtuels qui peuvent être configurés pour la VM. Si cette valeur est supérieure à vCPU Count, des vCPU supplémentaires peuvent être attachés à la VM.
   • Sockets - Le nombre de sockets à exposer à la VM.
   • Cores per socket - Le nombre de cœurs pour chaque socket à exposer à la VM.

   • Threads per core - Le nombre de threads pour chaque cœur à exposer à la VM.

     Notez que les options Sockets, Cores per socket, et Threads per core ajustent la topologie du CPU de la VM. Cela peut être bénéfique pour les performances du vCPU et peut avoir un impact sur la fonctionnalité de certains logiciels dans le système d'exploitation invité. Si un paramètre différent n'est pas requis par votre déploiement, conservez les valeurs par défaut.

2. Cliquez sur Appliquer.

   Les CPU virtuels de la VM sont configurés.

   Note

   Les modifications apportées aux paramètres de l'unité centrale virtuelle ne prennent effet qu'après le redémarrage de la VM.

1. Affecter des threads vCPU spécifiques à un processeur hôte spécifique ou à une gamme de processeurs. Ceci est également possible sur les hôtes et les VMs non-NUMA, et est recommandé comme méthode sûre d'amélioration des performances vCPU.

   Par exemple, les commandes suivantes épinglent les threads vCPU 0 à 5 de la VM testguest6 aux CPU 1, 3, 5, 7, 9 et 11 de l'hôte, respectivement :

   # virsh vcpupin testguest6 0 1
   # virsh vcpupin testguest6 1 3
   # virsh vcpupin testguest6 2 5
   # virsh vcpupin testguest6 3 7
   # virsh vcpupin testguest6 4 9
   # virsh vcpupin testguest6 5 11

   Vous pouvez ensuite vérifier si l'opération s'est déroulée correctement :

   # virsh vcpupin testguest6
   VCPU   CPU Affinity
   ----------------------
   0      1
   1      3
   2      5
   3      7
   4      9
   5      11

2. Après avoir épinglé les threads vCPU, vous pouvez également épingler les threads de processus QEMU associés à une VM spécifique à un processeur hôte spécifique ou à une plage de processeurs. Par exemple, les commandes suivantes épinglent le thread de processus QEMU de testguest6 aux CPU 13 et 15, et vérifient que cela a réussi :

   # virsh emulatorpin testguest6 13,15
   # virsh emulatorpin testguest6
   emulator: CPU Affinity
   ----------------------------------
          *: 13,15

3. Enfin, vous pouvez également spécifier les nœuds NUMA de l'hôte qui seront affectés spécifiquement à une certaine VM. Cela peut améliorer l'utilisation de la mémoire de l'hôte par le vCPU de la VM. Par exemple, les commandes suivantes configurent testguest6 pour qu'il utilise les nœuds NUMA 3 à 5, et vérifient que l'opération a réussi :

   # virsh numatune testguest6 --nodeset 3-5
   # virsh numatune testguest6

Solution

1. Obtenir des informations sur la topologie de l'hôte :

   # virsh capabilities

   Le résultat doit comprendre une section qui ressemble à ce qui suit :

   <topology>
     <cells num="2">
       <cell id="0">
         <memory unit="KiB">15624346</memory>
         <pages unit="KiB" size="4">3906086</pages>
         <pages unit="KiB" size="2048">0</pages>
         <pages unit="KiB" size="1048576">0</pages>
         <distances>
           <sibling id="0" value="10" />
           <sibling id="1" value="21" />
         </distances>
         <cpus num="6">
           <cpu id="0" socket_id="0" core_id="0" siblings="0,3" />
           <cpu id="1" socket_id="0" core_id="1" siblings="1,4" />
           <cpu id="2" socket_id="0" core_id="2" siblings="2,5" />
           <cpu id="3" socket_id="0" core_id="0" siblings="0,3" />
           <cpu id="4" socket_id="0" core_id="1" siblings="1,4" />
           <cpu id="5" socket_id="0" core_id="2" siblings="2,5" />
         </cpus>
       </cell>
       <cell id="1">
         <memory unit="KiB">15624346</memory>
         <pages unit="KiB" size="4">3906086</pages>
         <pages unit="KiB" size="2048">0</pages>
         <pages unit="KiB" size="1048576">0</pages>
         <distances>
           <sibling id="0" value="21" />
           <sibling id="1" value="10" />
         </distances>
         <cpus num="6">
           <cpu id="6" socket_id="1" core_id="3" siblings="6,9" />
           <cpu id="7" socket_id="1" core_id="4" siblings="7,10" />
           <cpu id="8" socket_id="1" core_id="5" siblings="8,11" />
           <cpu id="9" socket_id="1" core_id="3" siblings="6,9" />
           <cpu id="10" socket_id="1" core_id="4" siblings="7,10" />
           <cpu id="11" socket_id="1" core_id="5" siblings="8,11" />
         </cpus>
       </cell>
     </cells>
   </topology>

2. Optional: Testez les performances de la VM en utilisant les outils et utilitaires appropriés.

3. Mettre en place et monter des pages gigantesques de 1 GiB sur l'hôte :

   Note

   il se peut que certaines architectures et configurations, telles que les hôtes ARM 64, ne disposent pas d'énormes pages de 1 gigaoctet.

   1. Ajoutez la ligne suivante à la ligne de commande du noyau de l'hôte :

      default_hugepagesz=1G hugepagesz=1G

   2. Créez le fichier /etc/systemd/system/hugetlb-gigantic-pages.service avec le contenu suivant :

      [Unit]
      Description=HugeTLB Gigantic Pages Reservation
      DefaultDependencies=no
      Before=dev-hugepages.mount
      ConditionPathExists=/sys/devices/system/node
      ConditionKernelCommandLine=hugepagesz=1G
      
      [Service]
      Type=oneshot
      RemainAfterExit=yes
      ExecStart=/etc/systemd/hugetlb-reserve-pages.sh
      
      [Install]
      WantedBy=sysinit.target

   3. Créez le fichier /etc/systemd/hugetlb-reserve-pages.sh avec le contenu suivant :

      #!/bin/sh
      
      nodes_path=/sys/devices/system/node/
      if [ ! -d $nodes_path ]; then
      	echo "ERROR: $nodes_path does not exist"
      	exit 1
      fi
      
      reserve_pages()
      {
      	echo $1 > $nodes_path/$2/hugepages/hugepages-1048576kB/nr_hugepages
      }
      
      reserve_pages 4 node1
      reserve_pages 4 node2

      Cela réserve quatre grandes pages de 1GiB de node1 et quatre grandes pages de 1GiB de node2.

   4. Rendez exécutable le script créé à l'étape précédente :

      # chmod x /etc/systemd/hugetlb-reserve-pages.sh

   5. Activer la réservation d'une grande page au démarrage :

      # systemctl enable hugetlb-gigantic-pages

4. Utilisez la commande virsh edit pour éditer la configuration XML de la VM que vous souhaitez optimiser, dans cet exemple super-VM:

   # virsh edit super-vm

5. Ajustez la configuration XML de la VM de la manière suivante :

   1. Configurez la VM pour qu'elle utilise 8 vCPU statiques. Pour ce faire, utilisez l'élément <vcpu/>.

   2. Épinglez chacun des threads vCPU aux threads correspondants de l'unité centrale de l'hôte qu'il reflète dans la topologie. Pour ce faire, utilisez les éléments <vcpupin/> dans la section <cputune>.

      Notez que, comme le montre l'utilitaire virsh capabilities ci-dessus, les threads du processeur hôte ne sont pas ordonnés de manière séquentielle dans leurs cœurs respectifs. En outre, les threads vCPU doivent être rattachés à l'ensemble le plus élevé de cœurs hôtes disponibles sur le même nœud NUMA. Pour une illustration sous forme de tableau, voir la section Sample topology ci-dessous.

      La configuration XML pour les étapes a. et b. peut ressembler à ce qui suit :

      <cputune>
        <vcpupin vcpu='0' cpuset='1'/>
        <vcpupin vcpu='1' cpuset='4'/>
        <vcpupin vcpu='2' cpuset='2'/>
        <vcpupin vcpu='3' cpuset='5'/>
        <vcpupin vcpu='4' cpuset='7'/>
        <vcpupin vcpu='5' cpuset='10'/>
        <vcpupin vcpu='6' cpuset='8'/>
        <vcpupin vcpu='7' cpuset='11'/>
        <emulatorpin cpuset='6,9'/>
      </cputune>

   3. Configurez la VM pour qu'elle utilise 1 GiB de pages énormes :

      <memoryBacking>
        <hugepages>
          <page size='1' unit='GiB'/>
        </hugepages>
      </memoryBacking>

   4. Configurez les nœuds NUMA de la VM pour qu'ils utilisent la mémoire des nœuds NUMA correspondants de l'hôte. Pour ce faire, utilisez les éléments <memnode/> dans la section <numatune/>:

      <numatune>
        <memory mode="preferred" nodeset="1"/>
        <memnode cellid="0" mode="strict" nodeset="0"/>
        <memnode cellid="1" mode="strict" nodeset="1"/>
      </numatune>

   5. Assurez-vous que le mode de l'unité centrale est réglé sur host-passthrough et que l'unité centrale utilise la mémoire cache en mode passthrough:

      <cpu mode="host-passthrough">
        <topology sockets="2" cores="2" threads="2"/>
        <cache mode="passthrough"/>

      Sur un système ARM 64, omettre la ligne <cache mode="passthrough"/>.

Vérification

1. Confirmez que la configuration XML résultante de la VM comprend une section similaire à la suivante :

   [...]
     <memoryBacking>
       <hugepages>
         <page size='1' unit='GiB'/>
       </hugepages>
     </memoryBacking>
     <vcpu placement='static'>8</vcpu>
     <cputune>
       <vcpupin vcpu='0' cpuset='1'/>
       <vcpupin vcpu='1' cpuset='4'/>
       <vcpupin vcpu='2' cpuset='2'/>
       <vcpupin vcpu='3' cpuset='5'/>
       <vcpupin vcpu='4' cpuset='7'/>
       <vcpupin vcpu='5' cpuset='10'/>
       <vcpupin vcpu='6' cpuset='8'/>
       <vcpupin vcpu='7' cpuset='11'/>
       <emulatorpin cpuset='6,9'/>
     </cputune>
     <numatune>
       <memory mode="preferred" nodeset="1"/>
       <memnode cellid="0" mode="strict" nodeset="0"/>
       <memnode cellid="1" mode="strict" nodeset="1"/>
     </numatune>
     <cpu mode="host-passthrough">
       <topology sockets="2" cores="2" threads="2"/>
       <cache mode="passthrough"/>
       <numa>
         <cell id="0" cpus="0-3" memory="2" unit="GiB">
           <distances>
             <sibling id="0" value="10"/>
             <sibling id="1" value="21"/>
           </distances>
         </cell>
         <cell id="1" cpus="4-7" memory="2" unit="GiB">
           <distances>
             <sibling id="0" value="21"/>
             <sibling id="1" value="10"/>
           </distances>
         </cell>
       </numa>
     </cpu>
   </domain>

2. Optional: Tester les performances de la VM en utilisant les outils et utilitaires applicables pour évaluer l'impact de l'optimisation de la VM.

1. Installer le service ksmtuned:

   # dnf install ksmtuned

2. Démarrer le service :

   • Pour activer KSM pour une seule session, utilisez l'utilitaire systemctl pour démarrer les services ksm et ksmtuned.

     # systemctl start ksm
     # systemctl start ksmtuned

   • Pour activer KSM de manière persistante, utilisez l'utilitaire systemctl pour activer les services ksm et ksmtuned.

     # systemctl enable ksm
     Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ksm.service  /usr/lib/systemd/system/ksm.service
     
     # systemctl enable ksmtuned
     Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ksmtuned.service  /usr/lib/systemd/system/ksmtuned.service