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第16章 パフォーマンスプロファイルの作成

Performance Profile Creator (PPC) ツールおよび、PPC を使用してパフォーマンスプロファイルを作成する方法を説明します。

16.1. Performance Profile Creator の概要
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Performance Profile Creator (PPC) は、Performance Addon Operator に含まれるコマンドラインツールでパフォーマンスプロファイルの作成に使用します。このツールは、クラスターからの must-gather データと、ユーザー指定のプロファイル引数を複数使用します。PPC は、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。

このツールは、以下のいずれかの方法で実行します。

  • podman の呼び出し
  • ラッパースクリプトの呼び出し

16.1.1. must-gather コマンドを使用したクラスターに関するデータの収集
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Performance Profile Creator (PPC) ツールには must-gather データが必要です。クラスター管理者として、must-gather コマンドを実行してクラスターについての情報を取得します。

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。
  • Performance Addon Operator にアクセスできる。
  • OpenShift CLI (oc) がインストールされている。

手順

  1. must-gather データを保存するディレクトリーに移動します。

  2. クラスターで must-gather を実行します。 

    $ oc adm must-gather --image=<PAO_image> --dest-dir=<dir>
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    注記

    must-gather コマンドは、performance-addon-operator-must-gather イメージで実行する必要があります。この出力はオプションで圧縮できます。Performance Profile Creator ラッパースクリプトを実行している場合は、出力を圧縮する必要があります。

    例

    $ oc adm must-gather --image=registry.redhat.io/openshift4/performance-addon-operator-must-gather-rhel8:v4.9 --dest-dir=must-gather
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  3. must-gather ディレクトリーから圧縮ファイルを作成します。 

    $ tar cvaf must-gather.tar.gz must-gather/
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16.1.2. podman を使用した Performance Profile Creator の実行
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クラスター管理者は、podman および Performance Profile Creator を実行してパフォーマンスプロファイルを作成できます。

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。
  • ベアメタルハードウェアにインストールされたクラスター。
  • podman および OpenShift CLI (oc) がインストールされているノード。

手順

  1. マシン設定プールを確認します。 

    $ oc get mcp
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    出力例

    NAME         CONFIG                                                 UPDATED   UPDATING   DEGRADED   MACHINECOUNT   READYMACHINECOUNT   UPDATEDMACHINECOUNT   DEGRADEDMACHINECOUNT   AGE
master       rendered-master-acd1358917e9f98cbdb599aea622d78b       True      False      False      3              3                   3                     0                      22h
worker-cnf   rendered-worker-cnf-1d871ac76e1951d32b2fe92369879826   False     True       False      2              1                   1                     0                      22h
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  2. Podman を使用して、registry.redhat.io への認証を行います。 

    $ podman login registry.redhat.io
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    Username: myrhusername
Password: ************
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  3. 必要に応じて、PPC ツールのヘルプを表示します。 

    $ podman run --entrypoint performance-profile-creator registry.redhat.io/openshift4/performance-addon-rhel8-operator:v4.9 -h
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    出力例

    A tool that automates creation of Performance Profiles

Usage:
  performance-profile-creator [flags]

Flags:
      --disable-ht                        Disable Hyperthreading
  -h, --help                              help for performance-profile-creator
      --info string                       Show cluster information; requires --must-gather-dir-path, ignore the other arguments. [Valid values: log, json] (default "log")
      --mcp-name string                   MCP name corresponding to the target machines (required)
      --must-gather-dir-path string       Must gather directory path (default "must-gather")
      --power-consumption-mode string     The power consumption mode.  [Valid values: default, low-latency, ultra-low-latency] (default "default")
      --profile-name string               Name of the performance profile to be created (default "performance")
      --reserved-cpu-count int            Number of reserved CPUs (required)
      --rt-kernel                         Enable Real Time Kernel (required)
      --split-reserved-cpus-across-numa   Split the Reserved CPUs across NUMA nodes
      --topology-manager-policy string    Kubelet Topology Manager Policy of the performance profile to be created. [Valid values: single-numa-node, best-effort, restricted] (default "restricted")
      --user-level-networking             Run with User level Networking(DPDK) enabled
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  4. Performance Profile Creator ツールを検出モードで実行します。

    注記

    検出モードは、must-gather からの出力を使用してクラスターを検査します。生成された出力には、以下のような情報が含まれます。

    • 割り当てられた CPU ID でパーティションされた NUMA セル
    • ハイパースレッディングが有効にされているかどうか

    この情報を使用して、Performance Profile Creator ツールにわたす一部の引数に適切な値を設定できます。 

    $ podman run --entrypoint performance-profile-creator -v /must-gather:/must-gather:z registry.redhat.io/openshift4/performance-addon-rhel8-operator:v4.9 --info log --must-gather-dir-path /must-gather
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    注記

    このコマンドは、Performance Profile Creator を、podman への新規エントリーポイントとして使用します。これは、ホストの must-gather データをコンテナーイメージにマッピングし、ユーザーが提示した必須のプロファイル引数を呼び出し、my-performance-profile.yaml ファイルを生成します。

    -v オプションでは、以下のいずれかへのパスを指定できます。

    • must-gather 出力ディレクトリー
    • must-gather の展開済みの tarball を含む既存のディレクトリー

    info オプションでは、出力形式を指定する値が必要です。使用できる値は log と JSON です。JSON 形式はデバッグ用に確保されています。

  5. podman を実行します。 

    $ podman run --entrypoint performance-profile-creator -v /must-gather:/must-gather:z registry.redhat.io/openshift4/performance-addon-rhel8-operator:v4.9 --mcp-name=worker-cnf --reserved-cpu-count=20 --rt-kernel=true --split-reserved-cpus-across-numa=false --topology-manager-policy=single-numa-node --must-gather-dir-path /must-gather  --power-consumption-mode=ultra-low-latency > my-performance-profile.yaml
    Copy to Clipboard Toggle word wrap
    注記

    Performance Profile Creator の引数については Performance Profile Creator 引数の表に示しています。必要な引数は、以下の通りです。

    • reserved-cpu-count
    • mcp-name
    • rt-kernel

    この例の mcp-name 引数は、コマンド oc get mcp の出力に基づいて worker-cnf に設定されます。シングルノード OpenShift の場合は、--mcp-name=master を使用します。

  6. 作成した YAML ファイルを確認します。 

    $ cat my-performance-profile.yaml
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    出力例

    apiVersion: performance.openshift.io/v2
kind: PerformanceProfile
metadata:
  name: performance
spec:
  additionalKernelArgs:
  - nmi_watchdog=0
  - audit=0
  - mce=off
  - processor.max_cstate=1
  - intel_idle.max_cstate=0
  - idle=poll
  cpu:
    isolated: 1,3,5,7,9,11,13,15,17,19-39,41,43,45,47,49,51,53,55,57,59-79
    reserved: 0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,40,42,44,46,48,50,52,54,56,58
  nodeSelector:
    node-role.kubernetes.io/worker-cnf: ""
  numa:
    topologyPolicy: single-numa-node
  realTimeKernel:
    enabled: true
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  7. 生成されたプロファイルを適用します。

    注記

    プロファイルを適用する前に、Performance Addon Operator をインストールしてください。 

    $ oc apply -f my-performance-profile.yaml
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16.1.2.1. podman を実行してパフォーマンスプロファイルを作成する方法
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以下の例では、podman を実行して、NUMA ノード間で分割される、予約済み CPU 20 個を指定してパフォーマンスプロファイルを作成する方法を説明します。

ノードのハードウェア設定:

  • CPU 80 個
  • ハイパースレッディングを有効にする
  • NUMA ノード 2 つ
  • NUMA ノード 0 に偶数個の CPU、NUMA ノード 1 に奇数個の CPU を稼働させる

podman を実行してパフォーマンスプロファイルを作成します。 

$ podman run --entrypoint performance-profile-creator -v /must-gather:/must-gather:z registry.redhat.io/openshift4/performance-addon-rhel8-operator:v4.9 --mcp-name=worker-cnf --reserved-cpu-count=20 --rt-kernel=true --split-reserved-cpus-across-numa=true --must-gather-dir-path /must-gather > my-performance-profile.yaml
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作成されたプロファイルは以下の YAML に記述されます。 

  apiVersion: performance.openshift.io/v2
  kind: PerformanceProfile
  metadata:
    name: performance
  spec:
    cpu:
      isolated: 10-39,50-79
      reserved: 0-9,40-49
    nodeSelector:
      node-role.kubernetes.io/worker-cnf: ""
    numa:
      topologyPolicy: restricted
    realTimeKernel:
      enabled: true
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注記

この場合、CPU 10 個が NUMA ノード 0 に、残りの 10 個は NUMA ノード 1 に予約されます。

16.1.3. Performance Profile Creator ラッパースクリプトの実行
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パフォーマンスプロファイルラッパースクリプトをし用すると、Performance Profile Creator (PPC) ツールの実行を簡素化できます。podman の実行に関連する煩雑性がなくなり、パフォーマンスプロファイルの作成が可能になります。

前提条件

  • Performance Addon Operator にアクセスできる。
  • must-gather tarball にアクセスできる。

手順

  1. ローカルマシンにファイル (例: run-perf-profile-creator.sh) を作成します。 

    $ vi run-perf-profile-creator.sh
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  2. ファイルに以下のコードを貼り付けます。 

    #!/bin/bash

readonly CONTAINER_RUNTIME=${CONTAINER_RUNTIME:-podman}
readonly CURRENT_SCRIPT=$(basename "$0")
readonly CMD="${CONTAINER_RUNTIME} run --entrypoint performance-profile-creator"
readonly IMG_EXISTS_CMD="${CONTAINER_RUNTIME} image exists"
readonly IMG_PULL_CMD="${CONTAINER_RUNTIME} image pull"
readonly MUST_GATHER_VOL="/must-gather"

PAO_IMG="registry.redhat.io/openshift4/performance-addon-rhel8-operator:v4.9"
MG_TARBALL=""
DATA_DIR=""

usage() {
  print "Wrapper usage:"
  print "  ${CURRENT_SCRIPT} [-h] [-p image][-t path] -- [performance-profile-creator flags]"
  print ""
  print "Options:"
  print "   -h                 help for ${CURRENT_SCRIPT}"
  print "   -p                 Performance Addon Operator image"
  print "   -t                 path to a must-gather tarball"

  ${IMG_EXISTS_CMD} "${PAO_IMG}" && ${CMD} "${PAO_IMG}" -h
}

function cleanup {
  [ -d "${DATA_DIR}" ] && rm -rf "${DATA_DIR}"
}
trap cleanup EXIT

exit_error() {
  print "error: $*"
  usage
  exit 1
}

print() {
  echo  "$*" >&2
}

check_requirements() {
  ${IMG_EXISTS_CMD} "${PAO_IMG}" || ${IMG_PULL_CMD} "${PAO_IMG}" || \
      exit_error "Performance Addon Operator image not found"

  [ -n "${MG_TARBALL}" ] || exit_error "Must-gather tarball file path is mandatory"
  [ -f "${MG_TARBALL}" ] || exit_error "Must-gather tarball file not found"

  DATA_DIR=$(mktemp -d -t "${CURRENT_SCRIPT}XXXX") || exit_error "Cannot create the data directory"
  tar -zxf "${MG_TARBALL}" --directory "${DATA_DIR}" || exit_error "Cannot decompress the must-gather tarball"
  chmod a+rx "${DATA_DIR}"

  return 0
}

main() {
  while getopts ':hp:t:' OPT; do
    case "${OPT}" in
      h)
        usage
        exit 0
        ;;
      p)
        PAO_IMG="${OPTARG}"
        ;;
      t)
        MG_TARBALL="${OPTARG}"
        ;;
      ?)
        exit_error "invalid argument: ${OPTARG}"
        ;;
    esac
  done
  shift $((OPTIND - 1))

  check_requirements || exit 1

  ${CMD} -v "${DATA_DIR}:${MUST_GATHER_VOL}:z" "${PAO_IMG}" "$@" --must-gather-dir-path "${MUST_GATHER_VOL}"
  echo "" 1>&2
}

main "$@"
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  3. このスクリプトの実行権限を全員に追加します。 

    $ chmod a+x run-perf-profile-creator.sh
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  4. オプション: run-perf-profile-creator.sh コマンドの使用方法を表示します。 

    $ ./run-perf-profile-creator.sh -h
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    予想される出力

    Wrapper usage:
  run-perf-profile-creator.sh [-h] [-p image][-t path] -- [performance-profile-creator flags]

Options:
   -h                 help for run-perf-profile-creator.sh
   -p                 Performance Addon Operator image
    1 
    
   -t                 path to a must-gather tarball
    2 
    

A tool that automates creation of Performance Profiles

   Usage:
     performance-profile-creator [flags]

   Flags:
         --disable-ht                        Disable Hyperthreading
     -h, --help                              help for performance-profile-creator
         --info string                       Show cluster information; requires --must-gather-dir-path, ignore the other arguments. [Valid values: log, json] (default "log")
         --mcp-name string                   MCP name corresponding to the target machines (required)
         --must-gather-dir-path string       Must gather directory path (default "must-gather")
         --power-consumption-mode string     The power consumption mode.  [Valid values: default, low-latency, ultra-low-latency] (default "default")
         --profile-name string               Name of the performance profile to be created (default "performance")
         --reserved-cpu-count int            Number of reserved CPUs (required)
         --rt-kernel                         Enable Real Time Kernel (required)
         --split-reserved-cpus-across-numa   Split the Reserved CPUs across NUMA nodes
         --topology-manager-policy string    Kubelet Topology Manager Policy of the performance profile to be created. [Valid values: single-numa-node, best-effort, restricted] (default "restricted")
         --user-level-networking             Run with User level Networking(DPDK) enabled
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    注記

    引数には、以下の 2 つのタイプがあります。

    • ラッパー引数名は、-h、-p、および -t です。
    • PPC 引数
    1
    オプション: Performance Addon Operator イメージを指定します。設定されていない場合、デフォルトのアップストリームイメージが使用されます: registry.redhat.io/openshift4/performance-addon-rhel8-operator:v4.9。
    2
    -t は、必須のラッパースクリプトの引数で、must-gather tarball へのパスを指定します。

  5. Performance Profile Creator ツールを検出モードで実行します。

    注記

    検出モードは、must-gather からの出力を使用してクラスターを検査します。生成された出力には、以下のような情報が含まれます。

    • 割り当てられた CPU ID を使用した NUMA セルのパーティション設定
    • ハイパースレッディングが有効にされているかどうか

    この情報を使用して、Performance Profile Creator ツールにわたす一部の引数に適切な値を設定できます。 

    $ ./run-perf-profile-creator.sh -t /must-gather/must-gather.tar.gz -- --info=log
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    注記

    info オプションでは、出力形式を指定する値が必要です。使用できる値は log と JSON です。JSON 形式はデバッグ用に確保されています。

  6. マシン設定プールを確認します。 

    $ oc get mcp
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    出力例

    NAME         CONFIG                                                 UPDATED   UPDATING   DEGRADED   MACHINECOUNT   READYMACHINECOUNT   UPDATEDMACHINECOUNT   DEGRADEDMACHINECOUNT   AGE
master       rendered-master-acd1358917e9f98cbdb599aea622d78b       True      False      False      3              3                   3                     0                      22h
worker-cnf   rendered-worker-cnf-1d871ac76e1951d32b2fe92369879826   False     True       False      2              1                   1                     0                      22h
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  7. パフォーマンスプロファイルを作成します。 

    $ ./run-perf-profile-creator.sh -t /must-gather/must-gather.tar.gz -- --mcp-name=worker-cnf --reserved-cpu-count=2 --rt-kernel=true > my-performance-profile.yaml
    Copy to Clipboard Toggle word wrap
    注記

    Performance Profile Creator の引数については Performance Profile Creator 引数の表に示しています。必要な引数は、以下の通りです。

    • reserved-cpu-count
    • mcp-name
    • rt-kernel

    この例の mcp-name 引数は、コマンド oc get mcp の出力に基づいて worker-cnf に設定されます。シングルノード OpenShift の場合は、--mcp-name=master を使用します。

  8. 作成した YAML ファイルを確認します。 

    $ cat my-performance-profile.yaml
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    出力例

    apiVersion: performance.openshift.io/v2
kind: PerformanceProfile
metadata:
  name: performance
spec:
  cpu:
    isolated: 1-39,41-79
    reserved: 0,40
  nodeSelector:
    node-role.kubernetes.io/worker-cnf: ""
  numa:
    topologyPolicy: restricted
  realTimeKernel:
    enabled: false
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

  9. 生成されたプロファイルを適用します。

    注記

    プロファイルを適用する前に、Performance Addon Operator をインストールしてください。 

    $ oc apply -f my-performance-profile.yaml
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16.1.4. Performance Profile Creator の引数
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表16.1 Performance Profile Creator の引数
引数説明

disable-ht

ハイパースレッディングを無効にします。

使用できる値は true または false です。

デフォルト: false。

警告

この引数が true に設定されている場合は、BIOS でハイパースレッディングを無効にしないでください。ハイパースレッディングの無効化は、カーネルコマンドライン引数で実行できます。

info

この引数では、クラスター情報を取得します。使用できるのは検出モードのみです。検出モードでは、must-gather-dir-path 引数も必要です。他の引数が設定されている場合は無視されます。

以下の値を使用できます。

  • log

  • JSON

    注記

    これらのオプションでは、デバッグ用に予約される JSON 形式で出力形式を定義します。

デフォルト: log。

mcp-name

ターゲットマシンに対応する worker-cnf などの MCP 名。このパラメーターは必須です。

must-gather-dir-path

must gather のディレクトリーパス。このパラメーターは必須です。

ラッパースクリプトでツールを実行する場合には、must-gather はスクリプト自体で指定されるので、ユーザーは指定しないでください。

power-consumption-mode

電力消費モード。

以下の値を使用できます。

  • default
  • low-latency
  • ultra-low-latency

デフォルト: default。

profile-name

作成するパフォーマンスプロファイルの名前。デフォルト: performance。

reserved-cpu-count

予約された CPU の数。このパラメーターは必須です。

注記

これは自然数でなければなりません。0 の値は使用できません。

rt-kernel

リアルタイムカーネルを有効にします。このパラメーターは必須です。

使用できる値は true または false です。

split-reserved-cpus-across-numa

NUMA ノード全体で予約された CPU を分割します。

使用できる値は true または false です。

デフォルト: false。

topology-manager-policy

作成するパフォーマンスプロファイルの kubelet Topology Manager ポリシー。

以下の値を使用できます。

  • single-numa-node
  • best-effort
  • restricted

デフォルト: restricted。

user-level-networking

ユーザーレベルのネットワーク (DPDK) を有効にして実行します。

使用できる値は true または false です。

デフォルト: false。

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