16.5. infra およびアプリケーションコンテナーの CPU の制限
一般的なハウスキーピングおよびワークロードタスクは、レイテンシーの影響を受けやすいプロセスに影響を与える可能性のある方法で CPU を使用します。デフォルトでは、コンテナーランタイムはすべてのオンライン CPU を使用して、すべてのコンテナーを一緒に実行します。これが原因で、コンテキストスイッチおよびレイテンシーが急増する可能性があります。CPU をパーティション化することで、ノイズの多いプロセスとレイテンシーの影響を受けやすいプロセスを分離し、干渉を防ぐことができます。以下の表は、Performance Add-On Operator を使用してノードを調整した後、CPU でプロセスがどのように実行されるかを示しています。
| プロセスタイプ | Details |
|---|---|
|
| 低レイテンシーのワークロードが実行されている場合を除き、任意の CPU で実行されます。 |
| インフラストラクチャー Pod | 低レイテンシーのワークロードが実行されている場合を除き、任意の CPU で実行されます。 |
| 割り込み | 予約済み CPU にリダイレクトします (OpenShift Container Platform 4.7 以降ではオプション) |
| カーネルプロセス | 予約済み CPU へのピン |
| レイテンシーの影響を受けやすいワークロード Pod | 分離されたプールからの排他的 CPU の特定のセットへのピン |
| OS プロセス/systemd サービス | 予約済み CPU へのピン |
すべての QoS プロセスタイプ (Burstable、BestEffort、または Guaranteed) の Pod に割り当て可能なノード上のコアの容量は、分離されたプールの容量と同じです。予約済みプールの容量は、クラスターおよびオペレーティングシステムのハウスキーピング業務で使用するためにノードの合計コア容量から削除されます。
例 1
ノードは 100 コアの容量を備えています。クラスター管理者は、パフォーマンスプロファイルを使用して、50 コアを分離プールに割り当て、50 コアを予約プールに割り当てます。クラスター管理者は、25 コアを QoS Guaranteed Pod に割り当て、25 コアを BestEffort または Burstable Pod に割り当てます。これは、分離されたプールの容量と一致します。
例 2
ノードは 100 コアの容量を備えています。クラスター管理者は、パフォーマンスプロファイルを使用して、50 コアを分離プールに割り当て、50 コアを予約プールに割り当てます。クラスター管理者は、50 個のコアを QoS Guaranteed Pod に割り当て、1 個のコアを BestEffort または Burstable Pod に割り当てます。これは、分離されたプールの容量を 1 コア超えています。CPU 容量が不十分なため、Pod のスケジューリングが失敗します。
使用する正確なパーティショニングパターンは、ハードウェア、ワークロードの特性、予想されるシステム負荷などの多くの要因によって異なります。いくつかのサンプルユースケースは次のとおりです。
- レイテンシーの影響を受けやすいワークロードがネットワークインターフェイスコントローラー (NIC) などの特定のハードウェアを使用する場合は、分離されたプール内の CPU が、このハードウェアにできるだけ近いことを確認してください。少なくとも、ワークロードを同じ Non-Uniform Memory Access (NUMA) ノードに配置する必要があります。
- 予約済みプールは、すべての割り込みを処理するために使用されます。システムネットワークに依存する場合は、すべての着信パケット割り込みを処理するために、十分なサイズの予約プールを割り当てます。4.7 以降のバージョンでは、ワークロードはオプションで機密としてラベル付けできます。
予約済みパーティションと分離パーティションにどの特定の CPU を使用するかを決定するには、詳細な分析と測定が必要です。デバイスやメモリーの NUMA アフィニティーなどの要因が作用しています。選択は、ワークロードアーキテクチャーと特定のユースケースにも依存します。
予約済みの CPU プールと分離された CPU プールは重複してはならず、これらは共に、ワーカーノードの利用可能なすべてのコアに広がる必要があります。
ハウスキーピングタスクとワークロードが相互に干渉しないようにするには、パフォーマンスプロファイルの spec セクションで CPU の 2 つのグループを指定します。
-
isolated- アプリケーションコンテナーワークロードの CPU を指定します。これらの CPU のレイテンシーが一番低くなります。このグループのプロセスには割り込みがないため、DPDK ゼロパケットロスの帯域幅がより高くなります。 -
reserved- クラスターおよびオペレーティングシステムのハウスキーピング業務用の CPU を指定します。reservedグループのスレッドは、ビジーであることが多いです。reservedグループでレイテンシーの影響を受けやすいアプリケーションを実行しないでください。レイテンシーの影響を受けやすいアプリケーションは、isolatedグループで実行されます。
手順
- 環境のハードウェアとトポロジーに適したパフォーマンスプロファイルを作成します。
infra およびアプリケーションコンテナー用に予約して分離する CPU で、
reservedおよびisolatedパラメーターを追加します。apiVersion: performance.openshift.io/v2 kind: PerformanceProfile metadata: name: infra-cpus spec: cpu: reserved: "0-4,9" 1 isolated: "5-8" 2 nodeSelector: 3 node-role.kubernetes.io/worker: ""
