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第18章 パフォーマンスプロファイルを使用した低レイテンシーを実現するための Hosted Control Plane のチューニング

低レイテンシーを実現するために、パフォーマンスプロファイルを適用して Hosted Control Plane をチューニングします。パフォーマンスプロファイルを使用すると、インフラストラクチャーおよびアプリケーションコンテナーの CPU を制限したり、レイテンシーの影響を受けやすいプロセスに対して huge page、ハイパースレッディング、CPU パーティションを設定できます。

18.1. Hosted Control Plane のパフォーマンスプロファイルの作成
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Performance Profile Creator (PPC) ツールを使用して、クラスターパフォーマンスプロファイルを作成できます。PPC は Node Tuning Operator の機能です。

PPC は、クラスターに関する情報とユーザー指定の設定を組み合わせて、ハードウェア、トポロジー、ユースケースに適したパフォーマンスプロファイルを生成します。

以下は、クラスターでパフォーマンスプロファイルを作成して適用するための大まかなワークフローです。

  1. must-gather コマンドを使用してクラスターに関する情報を収集します。
  2. PPC ツールを使用してパフォーマンスプロファイルを作成します。
  3. パフォーマンスプロファイルをクラスターに適用します。

18.1.1. PPC 用に Hosted Control Plane クラスターに関するデータを収集する
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Performance Profile Creator (PPC) ツールには must-gather データが必要です。クラスター管理者は、must-gather コマンドを実行し、クラスターに関する情報を取得します。

前提条件

  • 管理クラスターへの cluster-admin ロールアクセス権がある。
  • OpenShift CLI (oc) がインストールされている。

手順

  1. 次のコマンドを実行して、管理クラスターの kubeconfig ファイルをエクスポートします。 

    $ export MGMT_KUBECONFIG=<path_to_mgmt_kubeconfig>
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  2. 次のコマンドを実行して、すべての namespace のノードプールをすべてリスト表示します。 

    $ oc --kubeconfig="$MGMT_KUBECONFIG" get np -A
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    出力例

    NAMESPACE   NAME                     CLUSTER       DESIRED NODES   CURRENT NODES   AUTOSCALING   AUTOREPAIR   VERSION   UPDATINGVERSION   UPDATINGCONFIG   MESSAGE
clusters    democluster-us-east-1a   democluster   1               1               False         False        4.17.0    False             True
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    • 出力には、NodePool リソースが定義されている管理クラスター内の namespace である clusters が表示されます。
    • NodePool リソースの名前 (例: democluster-us-east-1a)。
    • この NodePool が属する HostedCluster。たとえば、democluster などです。

  3. 管理クラスターで次のコマンドを実行して、利用可能なシークレットをリスト表示します。 

    $ oc get secrets -n clusters
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    出力例

    NAME                              TYPE                      DATA   AGE
builder-dockercfg-25qpp           kubernetes.io/dockercfg   1      128m
default-dockercfg-mkvlz           kubernetes.io/dockercfg   1      128m
democluster-admin-kubeconfig      Opaque                    1      127m
democluster-etcd-encryption-key   Opaque                    1      128m
democluster-kubeadmin-password    Opaque                    1      126m
democluster-pull-secret           Opaque                    1      128m
deployer-dockercfg-8lfpd          kubernetes.io/dockercfg   1      128m
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  4. 次のコマンドを実行して、ホステッドクラスターの kubeconfig ファイルを抽出します。 

    $ oc get secret <secret_name> -n <cluster_namespace> -o jsonpath='{.data.kubeconfig}' | base64 -d > hosted-cluster-kubeconfig
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    例

    $ oc get secret democluster-admin-kubeconfig -n clusters -o jsonpath='{.data.kubeconfig}' | base64 -d > hosted-cluster-kubeconfig
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  5. ホステッドクラスターの must-gather バンドルを作成するために、別のターミナルウィンドウを開き、次のコマンドを実行します。

    1. ホステッドクラスターの kubeconfig ファイルをエクスポートします。 

      $ export HC_KUBECONFIG=<path_to_hosted_cluster_kubeconfig>
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      例

      $ export HC_KUBECONFIG=~/hostedcpkube/hosted-cluster-kubeconfig
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    2. must-gather データを保存するディレクトリーに移動します。

    3. ホステッドクラスターのトラブルシューティングデータを収集します。 

      $ oc --kubeconfig="$HC_KUBECONFIG" adm must-gather
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    4. 作業ディレクトリーに作成された must-gather ディレクトリーから圧縮ファイルを作成します。たとえば、Linux オペレーティングシステムを使用するコンピューターで以下のコマンドを実行します。 

      $ tar -czvf must-gather.tar.gz must-gather.local.1203869488012141147
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18.1.2. Podman を使用してホステッドクラスターで Performance Profile Creator を実行する
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クラスター管理者は、Podman と Performance Profile Creator (PPC) ツールを使用してパフォーマンスプロファイルを作成できます。

PPC の引数の詳細は、「Performance Profile Creator の引数」を参照してください。

PPC ツールは、ホステッドクラスターを認識するように設計されています。ツールは must-gather データからホステッドクラスターを検出すると、自動的に次の操作を実行します。

  • マシン設定プール (MCP) が存在しないことを認識します。
  • MCP の代わりに、ノードプールをコンピュートノード設定の信頼できるソースとして使用します。
  • 特定のプールを対象とする場合を除き、node-pool-name 値を明示的に指定する必要はありません。
重要

PPC は、ホステッドクラスターからの must-gather データを使用して、パフォーマンスプロファイルを作成します。パフォーマンス設定の対象となるノードのラベルを変更するなど、クラスターに変更を加えた場合は、PPC を再度実行する前に、must-gather データを再作成する必要があります。

前提条件

  • cluster-admin ロールを持つユーザーとしてクラスターにアクセスできる。
  • ホステッドクラスターがインストールされている。
  • Podman と OpenShift CLI (oc) がインストールされている。
  • Node Tuning Operator イメージにアクセスできる。
  • クラスターの must-gather データにアクセスできる。

手順

  1. ホステッドクラスターで、次のコマンドを実行して、Podman を使用して registry.redhat.io に認証します。 

    $ podman login registry.redhat.io
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    Username: <user_name>
Password: <password>
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  2. 次のコマンドを実行して、ホステッドクラスターにパフォーマンスプロファイルを作成します。この例では、サンプルの PPC 引数と値を使用します。 

    $ podman run --entrypoint performance-profile-creator \
    -v /path/to/must-gather:/must-gather:z \
    1 
    
    registry.redhat.io/openshift4/ose-cluster-node-tuning-rhel9-operator:v4.19 \
    --must-gather-dir-path /must-gather \
    --reserved-cpu-count=2 \
    2 
    
    --rt-kernel=false \
    3 
    
    --split-reserved-cpus-across-numa=false \
    4 
    
    --topology-manager-policy=single-numa-node \
    5 
    
    --node-pool-name=democluster-us-east-1a \
    --power-consumption-mode=ultra-low-latency \
    6 
    
    --offlined-cpu-count=1 \
    7 
    
    > my-hosted-cp-performance-profile.yaml
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    1
    oc adm must-gather の出力が作成されたローカルディレクトリーをコンテナーにマウントします。
    2
    予約済み CPU 数を 2 に指定します。
    3
    リアルタイムカーネルを無効にします。
    4
    NUMA ノード間での予約済み CPU の分割を無効にします。
    5
    NUMA トポロジーポリシーを指定します。NUMA Resources Operator をインストールする場合、これを single-numa-node に設定する必要があります。
    6
    消費電力の増加を代償にして、レイテンシーを最小限に抑えることを指定します。
    7
    1 つの CPU をオフライン化することを指定します。

    出力例

    level=info msg="Nodes names targeted by democluster-us-east-1a pool are: ip-10-0-129-110.ec2.internal "
level=info msg="NUMA cell(s): 1"
level=info msg="NUMA cell 0 : [0 2 1 3]"
level=info msg="CPU(s): 4"
level=info msg="2 reserved CPUs allocated: 0,2 "
level=info msg="1 isolated CPUs allocated: 1"
level=info msg="Additional Kernel Args based on configuration: []
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  3. 次のコマンドを実行して、作成された YAML ファイルを確認します。 

    $ cat my-hosted-cp-performance-profile
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    出力例

    ---
apiVersion: v1
data:
  tuning: |
    apiVersion: performance.openshift.io/v2
    kind: PerformanceProfile
    metadata:
      creationTimestamp: null
      name: performance
    spec:
      cpu:
        isolated: "1"
        offlined: "3"
        reserved: 0,2
      net:
        userLevelNetworking: false
      nodeSelector:
        node-role.kubernetes.io/worker: ""
      numa:
        topologyPolicy: single-numa-node
      realTimeKernel:
        enabled: false
      workloadHints:
        highPowerConsumption: true
        perPodPowerManagement: false
        realTime: true
    status: {}
kind: ConfigMap
metadata:
  name: performance
  namespace: clusters
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18.1.3. ホステッドクラスターでの低レイテンシーチューニングの設定
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ホステッドクラスター内のノードでパフォーマンスプロファイルを使用して低レイテンシーを設定するには、Node Tuning Operator を使用できます。Hosted Control Plane では、Tuned オブジェクトを含む config map を作成し、ノードプールでその config map を参照することで、低レイテンシーのチューニングを設定できます。この場合の Tuned オブジェクトは、ノードプール内のノードに適用するパフォーマンスプロファイルを定義する PerformanceProfile オブジェクトです。

手順

  1. 次のコマンドを実行して、管理クラスターの kubeconfig ファイルをエクスポートします。 

    $ export MGMT_KUBECONFIG=<path_to_mgmt_kubeconfig>
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  2. 次のコマンドを実行して、管理クラスターに ConfigMap オブジェクトを作成します。 

    $ oc --kubeconfig="$MGMT_KUBECONFIG" apply -f my-hosted-cp-performance-profile.yaml
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  3. 次のコマンドを実行して、clusters namespace の NodePool オブジェクトを編集します。spec.tuningConfig フィールドを追加して、作成したパフォーマンスプロファイルの名前をそのフィールドに追加します。 

    $ oc edit np -n clusters
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    apiVersion: hypershift.openshift.io/v1beta1
kind: NodePool
metadata:
  annotations:
    hypershift.openshift.io/nodePoolCurrentConfig: 2f752a2c
    hypershift.openshift.io/nodePoolCurrentConfigVersion: 998aa3ce
    hypershift.openshift.io/nodePoolPlatformMachineTemplate: democluster-us-east-1a-3dff55ec
  creationTimestamp: "2025-04-09T09:41:55Z"
  finalizers:
  - hypershift.openshift.io/finalizer
  generation: 1
  labels:
    hypershift.openshift.io/auto-created-for-infra: democluster
  name: democluster-us-east-1a
  namespace: clusters
  ownerReferences:
  - apiVersion: hypershift.openshift.io/v1beta1
    kind: HostedCluster
    name: democluster
    uid: af77e390-c289-433c-9d29-3aee8e5dc76f
  resourceVersion: "53056"
  uid: 11efa47c-5a7b-476c-85cf-a274f748a868
spec:
  tuningConfig:
  - name: performance
  arch: amd64
  clusterName: democluster
  management:
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    注記

    複数のノードプールで同じプロファイルを参照できます。Hosted Control Plane では、Node Tuning Operator により、Tuned カスタムリソースを区別するために、リソースの名前にノードプール名と namespace のハッシュが追加されます。変更を加えると、設定の変更が必要であることがシステムによって検出され、そのプール内のノードのローリング更新が開始し、新しい設定が適用されます。

検証

  1. 次のコマンドを実行して、すべての namespace のノードプールをすべてリスト表示します。 

    $ oc --kubeconfig="$MGMT_KUBECONFIG" get np -A
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    出力例

    NAMESPACE   NAME                     CLUSTER       DESIRED NODES   CURRENT NODES   AUTOSCALING   AUTOREPAIR   VERSION   UPDATINGVERSION   UPDATINGCONFIG   MESSAGE
clusters    democluster-us-east-1a   democluster   1               1               False         False        4.17.0    False             True
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    注記

    UPDATINGCONFIG フィールドは、ノードプールの設定が更新中かどうかを示します。この更新中は、ノードプールのステータスの UPDATINGCONFIG フィールドが True になります。UPDATINGCONFIG フィールドが False に戻った場合に限り、新しい設定が完全に適用されたとみなされます。

  2. 次のコマンドを実行して、clusters-democluster namespace 内のすべての config map をリスト表示します。 

    $ oc --kubeconfig="$MGMT_KUBECONFIG" get cm -n clusters-democluster
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    出力例

    NAME                                                 DATA   AGE
aggregator-client-ca                                 1      69m
auth-config                                          1      68m
aws-cloud-config                                     1      68m
aws-ebs-csi-driver-trusted-ca-bundle                 1      66m
...                                                  1      67m
kubelet-client-ca                                    1      69m
kubeletconfig-performance-democluster-us-east-1a     1      22m
...
ovnkube-identity-cm                                  2      66m
performance-democluster-us-east-1a                   1      22m
...
tuned-performance-democluster-us-east-1a             1      22m
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    この出力には、kubeletconfig kubeletconfig-performance-democluster-us-east-1a とパフォーマンスプロファイル performance-democluster-us-east-1a が作成されたことが示されています。Node Tuning Operator により、Tuned オブジェクトがホステッドクラスターに同期されます。どの Tuned オブジェクトが定義されているか、どのプロファイルが各ノードに適用されているかを確認できます。

  3. 次のコマンドを実行して、管理クラスターで使用可能なシークレットをリスト表示します。 

    $ oc get secrets -n clusters
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    出力例

    NAME                              TYPE                      DATA   AGE
builder-dockercfg-25qpp           kubernetes.io/dockercfg   1      128m
default-dockercfg-mkvlz           kubernetes.io/dockercfg   1      128m
democluster-admin-kubeconfig      Opaque                    1      127m
democluster-etcd-encryption-key   Opaque                    1      128m
democluster-kubeadmin-password    Opaque                    1      126m
democluster-pull-secret           Opaque                    1      128m
deployer-dockercfg-8lfpd          kubernetes.io/dockercfg   1      128m
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  4. 次のコマンドを実行して、ホステッドクラスターの kubeconfig ファイルを抽出します。 

    $ oc get secret <secret_name> -n clusters -o jsonpath='{.data.kubeconfig}' | base64 -d > hosted-cluster-kubeconfig
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    例

    $ oc get secret democluster-admin-kubeconfig -n clusters -o jsonpath='{.data.kubeconfig}' | base64 -d > hosted-cluster-kubeconfig
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  5. 次のコマンドを実行して、ホステッドクラスターの kubeconfig をエクスポートします。 

    $ export HC_KUBECONFIG=<path_to_hosted-cluster-kubeconfig>
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  6. 次のコマンドを実行して、kubeletconfig がホステッドクラスターにミラーリングされていることを確認します。 

    $ oc --kubeconfig="$HC_KUBECONFIG" get cm -n openshift-config-managed | grep kubelet
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    出力例

    kubelet-serving-ca                            			1   79m
kubeletconfig-performance-democluster-us-east-1a		1   15m
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  7. 次のコマンドを実行して、ホステッドクラスターに single-numa-node ポリシーが設定されていることを確認します。 

    $ oc --kubeconfig="$HC_KUBECONFIG" get cm kubeletconfig-performance-democluster-us-east-1a -o yaml -n openshift-config-managed | grep single
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    出力例

        topologyManagerPolicy: single-numa-node
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