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18.8. 仮想マシンのパフォーマンス監視ツール

仮想マシン (VM) のリソースを最も多く消費しているものや、仮想マシンのパフォーマンスのどの側面を最適化する必要があるかを特定するために、さまざまなパフォーマンス診断ツールを使用できます。

デフォルトの OS パフォーマンス監視ツール

標準のパフォーマンス評価には、ホストおよびゲストのオペレーティングシステムでデフォルトで提供されるユーティリティーを使用できます。

  • RHEL 10 ホストで、root として top ユーティリティーまたは システムモニター アプリケーションを使用し、出力で qemu と virt を確認します。これは、仮想マシンが消費しているホストシステムのリソースのサイズを示します。

    • 監視ツールにおいて、qemu プロセスまたは virt プロセスのいずれかで、ホストの CPU またはメモリーの容量を大幅に消費していることが示されている場合は、perf ユーティリティーを使用して調査を行います。詳細は、次のセクションを参照してください。
    • さらに、たとえば vhost_net-1234 という名前の vhost_net スレッドプロセスがホストの CPU 容量を過剰に消費していると表示される場合は、multi-queue virtio-net などの 仮想ネットワーク最適化機能 の使用を検討してください。

  • ゲストオペレーティングシステムでは、システムで利用可能なパフォーマンスユーティリティーとアプリケーションを使用して、どのプロセスが最も多くのシステムリソースを消費するかを評価します。

    • Linux システムでは、top ユーティリティーを使用できます。
    • Windows システムでは、Task Manager アプリケーションを使用できます。

perf kvm

perf ユーティリティーを使用すると、RHEL 10 ホストのパフォーマンスに関する仮想化固有の統計を収集および分析できます。これを行うには、以下を行います。

  1. ホストに、perf パッケージをインストールします。 

    # dnf install perf

  2. perf kvm stat コマンドの 1 つを使用して、仮想化ホストの perf 統計を表示します。

    • お使いのハイパーバイザーのリアルタイム監視には、perf kvm stat live コマンドを使用します。
    • 一定期間でハイパーバイザーの perf データをログに記録するには、perf kvm stat record コマンドを使用してロギングを有効にします。コマンドをキャンセルまたは中断した後、データは perf.data.guest ファイルに保存されます。これは、perf kvm stat report コマンドを使用して分析できます。

  3. VM-EXIT イベントとそのディストリビューションのタイプについて perf 出力を分析します。たとえば、PAUSE_INSTRUCTION イベントは通常はまれにしか発生しません。しかし、以下の出力ではこのイベントの発生頻度が高いことから、ホスト CPU が実行中の仮想 CPU を適切に処理できていないことが示唆されています。

    このような場合は、アクティブな仮想マシンの一部をシャットダウンするか、アクティブな仮想マシンから仮想 CPU を削除するか、仮想 CPU のパフォーマンスをチューニング することを検討してください。 

    # perf kvm stat report

Analyze events for all VMs, all VCPUs:


             VM-EXIT    Samples  Samples%     Time%    Min Time    Max Time         Avg time

  EXTERNAL_INTERRUPT     365634    31.59%    18.04%      0.42us  58780.59us    204.08us ( +-   0.99% )
           MSR_WRITE     293428    25.35%     0.13%      0.59us  17873.02us      1.80us ( +-   4.63% )
    PREEMPTION_TIMER     276162    23.86%     0.23%      0.51us  21396.03us      3.38us ( +-   5.19% )
   PAUSE_INSTRUCTION     189375    16.36%    11.75%      0.72us  29655.25us    256.77us ( +-   0.70% )
                 HLT      20440     1.77%    69.83%      0.62us  79319.41us  14134.56us ( +-   0.79% )
              VMCALL      12426     1.07%     0.03%      1.02us   5416.25us      8.77us ( +-   7.36% )
       EXCEPTION_NMI         27     0.00%     0.00%      0.69us      1.34us      0.98us ( +-   3.50% )
       EPT_MISCONFIG          5     0.00%     0.00%      5.15us     10.85us      7.88us ( +-  11.67% )

Total Samples:1157497, Total events handled time:413728274.66us.

    perf kvm stat の出力で問題を知らせる他のイベントタイプには、以下が含まれます。

perf を使用して仮想化パフォーマンスを監視する方法の詳細は、システム上の perf-kvm(1) man ページを参照してください。

numastat

システムの現在の NUMA 設定を表示するには、numastat ユーティリティーを使用できます。これは numactl パッケージをインストールすることで利用できます。

以下は、4 つの実行中の仮想マシンが含まれるホストを示しています。それぞれは、複数の NUMA ノードからメモリーを取得しています。これは仮想 CPU のパフォーマンスには最適ではないため、調整が必要です。 

# numastat -c qemu-kvm

Per-node process memory usage (in MBs)
PID              Node 0 Node 1 Node 2 Node 3 Node 4 Node 5 Node 6 Node 7 Total
---------------  ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ -----
51722 (qemu-kvm)     68     16    357   6936      2      3    147    598  8128
51747 (qemu-kvm)    245     11      5     18   5172   2532      1     92  8076
53736 (qemu-kvm)     62    432   1661    506   4851    136     22    445  8116
53773 (qemu-kvm)   1393      3      1      2     12      0      0   6702  8114
---------------  ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ -----
Total              1769    463   2024   7462  10037   2672    169   7837 32434

一方、以下では、1 つのノードで各仮想マシンに提供されているメモリーを示しています。これは、より一層効率的です。 

# numastat -c qemu-kvm

Per-node process memory usage (in MBs)
PID              Node 0 Node 1 Node 2 Node 3 Node 4 Node 5 Node 6 Node 7 Total
---------------  ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ -----
51747 (qemu-kvm)      0      0      7      0   8072      0      1      0  8080
53736 (qemu-kvm)      0      0      7      0      0      0   8113      0  8120
53773 (qemu-kvm)      0      0      7      0      0      0      1   8110  8118
59065 (qemu-kvm)      0      0   8050      0      0      0      0      0  8051
---------------  ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ -----
Total                 0      0   8072      0   8072      0   8114   8110 32368
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