低レイテンシー操作のための RHEL 9 for Real Time の最適化

1. ログの送信先となるマシンを設定します。詳細は、Red Hat Enterprise Linux での rsyslog を使用したリモート Syslog を参照してください。

2. ログをリモートログサーバーに送信する各システムを設定して、syslog 出力がローカルファイルシステムではなくサーバーに書き込まれるようにします。これを行うには、各クライアントシステムの /etc/rsyslog.conf ファイルを編集します。そのファイルで定義されているロギングルールごとに、ローカルログファイルをリモートロギングサーバーのアドレスに置き換えます。

   # Log all kernel messages to remote logging host.
   kern.*     @my.remote.logging.server

   上記の例では、すべてのカーネルメッセージをリモートマシン (@my.remote.logging.server) に記録するようにクライアントシステムを設定します。

   または、以下の行を /etc/rsyslog.conf ファイルに追加して、ローカルに生成されたすべてのシステムメッセージをログに記録するように syslogd を設定できます。

   # Log all messages to a remote logging server:
   .     @my.remote.logging.server

手順

1. 絶対に必要とされない場所 (特にサーバー) では、グラフィカルインターフェイス を実行しないでください。

   システムが、デフォルトで GUI で起動するように設定されているかどうかを確認します。

   # systemctl get-default

2. コマンドの出力が graphical.target の場合は、システムがテキストモードに起動するように設定します。

   # systemctl set-default multi-user.target

3. チューニングしているシステムで Mail Transfer Agent (MTA) をアクティブに使用している場合を除き、無効にしてください。MTA が必要な場合は、適切にチューニングされていることを確認するか、専用のマシンに移動することを検討してください。

   詳細は MTA のドキュメントを参照してください。

   重要

   MTA は、cron などのプログラムで実行されるシステム生成メッセージを送信するために使用されます。これには、logwatch() などのロギング機能によって生成されるレポートが含まれます。マシン上の MTA が無効になっていると、これらのメッセージを受信することはできません。

4. マウス、キーボード、Web カムなどの 周辺機器 は、レイテンシーに悪影響を与える可能性のある割り込みを送信します。グラフィカルインターフェイスを使用していない場合は、未使用の周辺機器をすべて取り外して無効にします。

   詳細は、デバイスのドキュメントを参照してください。

5. パフォーマンスに影響を及ぼす可能性のある自動 cron ジョブの有無を確認します。

   # crontab -l

   crond サービスまたは不要な cron ジョブを無効にします。

6. サードパーティーのアプリケーションおよび外部のハードウェアベンダーが追加したコンポーネントの有無についてシステムを確認し、不要なものをすべて削除します。

手順

1. sysctl コマンドのいずれかを使用して、必要な値を一時的に設定します。

   • sched_deadline_period_max_us パラメーターを使用するには、次のコマンドを実行します。

     # sysctl -w kernel.sched_deadline_period_max_us=2000000

   • sched_deadline_period_min_us パラメーターを使用するには、次のコマンドを実行します。

     # sysctl -w kernel.sched_deadline_period_min_us=100

2. 値を永続的に設定します。

   • max_us の場合、/etc/sysctl.conf を編集して次の行を追加します。

     kernel.sched_deadline_period_max_us = 2000000

   • min_us の場合、/etc/sysctl.conf を編集して次の行を追加します。

     kernel.sched_deadline_period_min_us = 100

3. 変更を適用します。

   # sysctl -p

手順

1. テキストエディターで /etc/sysctl.conf を開きます。

2. パラメーターの値を使用して、新規エントリーをファイルに挿入します。

   /proc/sys/ パスを削除し、残りのスラッシュ (/) をピリオド (.) に変更して、パラメーターの値を追加することで、パラメーター名を変更します。

   たとえば、echo 0 > /proc/sys/kernel/hung_task_panic コマンドを永続化するには、以下を /etc/sysctl.conf に入力します。

   # Enable gettimeofday(2)
   kernel.hung_task_panic = 0

3. ファイルを保存してから閉じます。
4. システムを再起動して、変更を有効にします。

手順

1. 必要なパッケージをインストールします。

   $ sudo dnf install rteval kernel-rt podman -y

2. インストールされたカーネルを表示します。

   $ sudo grubby --info=ALL
   index=0
   kernel="/boot/vmlinuz-5.XX.0-XX.X.X.el9_6.x86_64+rt"
   args="ro crashkernel=2G-64G:256M,64G-:512M resume=UUID=3e14acf4-a359-4045-b8fc-990ff83743ec rd.lvm.lv=rhel_rt-qe-11/root rd.lvm.lv=rhel_rt-qe-11/swap console=ttyS0,115200n81 $tuned_params"
   root="/dev/mapper/rhel_rt--qe--11-root"
   initrd="/boot/initramfs-5.XX.0-XX.X.X.el9_6.x86_64+rt.img $tuned_initrd"
   title="Red Hat Enterprise Linux (5.XX.0-XX.X.X.el9_6.x86_64+rt) 9.6 (Plow)"
   id="XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX-5.XX.0-XX.X.X.el9_6.x86_64+rt"
   index=1
   kernel="/boot/vmlinuz-5.XX.0-XX.X.X.el9_6.x86_64"
   args="ro crashkernel=2G-64G:256M,64G-:512M resume=UUID=3e14acf4-a359-4045-b8fc-990ff83743ec rd.lvm.lv=rhel_rt-qe-11/root rd.lvm.lv=rhel_rt-qe-11/swap console=ttyS0,115200n81 $tuned_params"
   root="/dev/mapper/rhel_rt--qe--11-root"
   initrd="/boot/initramfs-5.XX.0-XX.X.X.el9_6.x86_64.img $tuned_initrd"
   title="Red Hat Enterprise Linux (5.XX.0-XX.X.X.el9_6.x86_64) 9.6 (Plow)"
   id="XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX-5.XX.0-XX.X.X.el9_6.x86_64"
   index=2
   kernel="/boot/vmlinuz-0-rescue-XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
   args="ro crashkernel=2G-64G:256M,64G-:512M resume=UUID=3e14acf4-a359-4045-b8fc-990ff83743ec rd.lvm.lv=rhel_rt-qe-11/root rd.lvm.lv=rhel_rt-qe-11/swap console=ttyS0,115200n81"
   root="/dev/mapper/rhel_rt--qe--11-root"
   initrd="/boot/initramfs-0-rescue-XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX.img"
   title="Red Hat Enterprise Linux (0-rescue-XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX) 9.6 (Plow)"
   id="XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX-0-rescue"

3. リアルタイムカーネルをデフォルトのカーネルとして設定します。

   $ select a in /boot/vmlinuz-*rt*; do grubby --set-default=$a; break; done

4. tuned-adm を使用して リアルタイム プロファイルを適用します。

   $ sudo tuned-adm profile realtime

5. ホストマシンを再起動します。

   $ sudo reboot

検証

1. カーネルのバージョンおよびチューニングパラメーターを検証します。

   $ sudo uname -r
   5.XX.0-XX.X.X.el9_6.x86_64+rt

   $ sudo cat /proc/cmdline
   BOOT_IMAGE=(hd0,gpt2)/vmlinuz-5.XX.0-XX.X.X.el9_6.x86_64+rt root=/dev/mapper/rhel_rt--qe--11-root ro crashkernel=2G-64G:256M,64G-:512M resume=UUID=3e14acf4-a359-4045-b8fc-990ff83743ec rd.lvm.lv=rhel_rt-qe-11/root rd.lvm.lv=rhel_rt-qe-11/swap console=ttyS0,115200n81 skew_tick=1 tsc=reliable rcupdate.rcu_normal_after_boot=1 isolcpus=managed_irq,domain,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47 intel_pstate=disable nosoftlockup

手順

1. /sys/fs/cgroup/Example/ ディレクトリーを作成します。

   # mkdir /sys/fs/cgroup/Example/

   /sys/fs/cgroup/Example/ ディレクトリーはサブグループを定義します。/sys/fs/cgroup/Example/ ディレクトリーを作成すると、一部の cgroups-v2 インターフェイスファイルがディレクトリーに自動的に作成されます。/sys/fs/cgroup/Example/ ディレクトリーには、memory および pids コントローラー用のコントローラー固有のファイルも含まれます。

2. オプション: 新しく作成された子コントロールグループを確認します。

   # ll /sys/fs/cgroup/Example/
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 cgroup.controllers
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 cgroup.events
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 cgroup.freeze
   -rw-r--​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 cgroup.procs
   …​
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 cgroup.subtree_control
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 memory.events.local
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 memory.high
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 memory.low
   …​
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 pids.current
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 pids.events
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 10:33 pids.max

   出力例は、cgroup.procs や cgroup.controllers などの一般的な cgroup 制御インターフェイスファイルを示しています。これらのファイルは、有効なコントローラーに関係なく、すべてのコントロールグループに共通です。

   memory.high および pids.max などのファイルは、memory および pids コントローラーに関連し、ルートコントロールグループ (/sys/fs/cgroup/) にあり、systemd によってデフォルトで有効になります。

   デフォルトでは、新しく作成された子グループは、親 cgroup からすべての設定を継承します。この場合、ルート cgroup からの制限はありません。

3. 目的のコントローラーが /sys/fs/cgroup/cgroup.controllers ファイルで使用可能であることを確認します。

   # cat /sys/fs/cgroup/cgroup.controllers
   cpuset cpu io memory hugetlb pids rdma

4. 目的のコントローラーを有効にします。この例では、cpu および cpuset コントローラーです。

   # echo "+cpu" >> /sys/fs/cgroup/cgroup.subtree_control
   # echo "+cpuset" >> /sys/fs/cgroup/cgroup.subtree_control

   これらのコマンドにより、/sys/fs/cgroup/ ルートコントロールグループ直下のサブグループに対して cpu および cpuset コントローラーが有効になります。新しく作成された Example コントロールグループを含みます。サブグループ で指定した各プロセスに対して、基準に基づいてコントロールチェックを適用できます。

   ユーザーは任意のレベルの cgroup.subtree_control ファイルの内容を読み取り、直下のサブグループで有効にするコントローラーを把握することができます。

   注記

   デフォルトでは、ルートコントロールグループの /sys/fs/cgroup/cgroup.subtree_control ファイルには memory と pids コントローラーが含まれます。

5. Example コントロールグループの子 cgroups に必要なコントローラーを有効にします。

   # echo "+cpu +cpuset" >> /sys/fs/cgroup/Example/cgroup.subtree_control

   このコマンドにより、直下のサブコントロールグループに、(memory または pids コントローラーではなく) CPU 時間の配分の調整に関係するコントローラー だけ が設定されるようになります。

6. /sys/fs/cgroup/Example/tasks/ ディレクトリーを作成します。

   # mkdir /sys/fs/cgroup/Example/tasks/

   /sys/fs/cgroup/Example/tasks/ ディレクトリーは、cpu および cpuset コントローラーにのみ関連するファイルを持つサブグループを定義します。これで、このコントロールグループにプロセスを割り当て、プロセスに cpu および cpuset コントローラーオプションを利用できます。

7. オプション: 子コントロールグループを確認します。

   # ll /sys/fs/cgroup/Example/tasks
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cgroup.controllers
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cgroup.events
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cgroup.freeze
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cgroup.max.depth
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cgroup.max.descendants
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cgroup.procs
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cgroup.stat
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cgroup.subtree_control
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cgroup.threads
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cgroup.type
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cpu.max
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cpu.pressure
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cpuset.cpus
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cpuset.cpus.effective
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cpuset.cpus.partition
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cpuset.mems
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cpuset.mems.effective
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cpu.stat
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cpu.weight
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 cpu.weight.nice
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 io.pressure
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Jun  1 11:45 memory.pressure

手順

1. コントロールグループ内のリソース制限を実現するために、希望する CPU の重みを設定します。

   # echo "150" > /sys/fs/cgroup/Example/g1/cpu.weight
   # echo "100" > /sys/fs/cgroup/Example/g2/cpu.weight
   # echo "50" > /sys/fs/cgroup/Example/g3/cpu.weight

2. アプリケーションの PID を g1、g2、および g3 サブグループに追加します。

   # echo "33373" > /sys/fs/cgroup/Example/g1/cgroup.procs
   # echo "33374" > /sys/fs/cgroup/Example/g2/cgroup.procs
   # echo "33377" > /sys/fs/cgroup/Example/g3/cgroup.procs

   上記のコマンドの例は、目的のアプリケーションが Example/g*/ 子 cgroup のメンバーになり、それらの cgroup の設定に従って CPU 時間を分散させることを保証します。

   実行中のプロセスを持つサブ cgroups(g1、g2、g3) の重みは、親 cgroup のレベルで合算されます (例)。その後、CPU リソースはそれぞれの重みに基づいて相対的に配分されます。

   その結果、すべてのプロセスが同時に実行されると、カーネルはそれぞれの cgroup の cpu.weight ファイルに基づいて、それぞれのプロセスに比例配分の CPU 時間を割り当てます。

   Expand

   サブ cgroup	cpu.weight ファイル	CPU 時間の割り当て
   g1	150	約 50% (150/300)
   g2	100	約 33% (100/300)
   g3	50	約 16% (50/300)

   Show more

   cpu.weight コントローラーファイルの値はパーセンテージではありません。

   1 つのプロセスが実行を停止し、cgroup g2 が実行中のプロセスのない状態になると、計算では cgroup g2 が省略され、cgroups g1 および g3 の重みだけが考慮されます。

   Expand

   サブ cgroup	cpu.weight ファイル	CPU 時間の割り当て
   g1	150	約 75% (150/200)
   g3	50	約 25% (50/200)

   Show more
   重要

   子 cgroup に複数の実行中のプロセスがある場合、cgroup に割り当てられた CPU 時間が、そのメンバープロセス間で均等に分配されます。

検証

1. アプリケーションが指定のコントロールグループで実行されていることを確認します。

   # cat /proc/33373/cgroup /proc/33374/cgroup /proc/33377/cgroup
   0::/Example/g1
   0::/Example/g2
   0::/Example/g3

   コマンド出力は、Example/g*/ サブ cgroups で実行される指定されたアプリケーションのプロセスを示しています。

2. スロットリングされたアプリケーションの現在の CPU 使用率を確認します。

   # top
   top - 05:17:18 up 1 day, 18:25,  1 user,  load average: 3.03, 3.03, 3.00
   Tasks:  95 total,   4 running,  91 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
   %Cpu(s): 18.1 us, 81.6 sy,  0.0 ni,  0.0 id,  0.0 wa,  0.3 hi,  0.0 si,  0.0 st
   MiB Mem :   3737.0 total,   3233.7 free,    132.8 used,    370.5 buff/cache
   MiB Swap:   4060.0 total,   4060.0 free,      0.0 used.   3373.1 avail Mem
   
       PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND
     33373 root      20   0   18720   1748   1460 R  49.5   0.0 415:05.87 sha1sum
     33374 root      20   0   18720   1756   1464 R  32.9   0.0 412:58.33 sha1sum
     33377 root      20   0   18720   1860   1568 R  16.3   0.0 411:03.12 sha1sum
       760 root      20   0  416620  28540  15296 S   0.3   0.7   0:10.23 tuned
         1 root      20   0  186328  14108   9484 S   0.0   0.4   0:02.00 systemd
         2 root      20   0       0      0      0 S   0.0   0.0   0:00.01 kthread
   ...

   注記

   わかりやすくするために、すべてのプロセスを単一の CPU 上で実行しています。CPU の重みは、複数の CPU で使用される場合にも、同じ原則を適用します。

   PID 33373、PID 33374、および PID 33377 の CPU リソースが、それぞれの子 cgroups に割り当てた 150、100、および 50 の重みに基づいて割り当てられていることに注意してください。重みは、各アプリケーションの CPU 時間の約 50%、33%、および 16% の配分に対応します。

手順

1. systemd システムおよびサービスマネージャーによるシステムブート中に、デフォルトで cgroups-v1 をマウントするようにシステムを設定します。

   # grubby --update-kernel=/boot/vmlinuz-$(uname -r) --args="systemd.unified_cgroup_hierarchy=0 systemd.legacy_systemd_cgroup_controller"

   これにより、必要なカーネルコマンドラインパラメーターが現在のブートエントリーに追加されます。

   すべてのカーネルブートエントリーに同じパラメーターを追加するには:

   # grubby --update-kernel=ALL --args="systemd.unified_cgroup_hierarchy=0 systemd.legacy_systemd_cgroup_controller"

2. システムを再起動して、変更を有効にします。

検証

1. cgroups-v1 ファイルシステムがマウントされたことを確認します。

   # mount -l | grep cgroup
   tmpfs on /sys/fs/cgroup type tmpfs (ro,nosuid,nodev,noexec,seclabel,size=4096k,nr_inodes=1024,mode=755,inode64)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/systemd type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,xattr,release_agent=/usr/lib/systemd/systemd-cgroups-agent,name=systemd)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/perf_event type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,perf_event)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,cpu,cpuacct)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/pids type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,pids)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,cpuset)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/net_cls,net_prio type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,net_cls,net_prio)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/hugetlb type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,hugetlb)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/memory type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,memory)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/blkio type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,blkio)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/devices type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,devices)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/misc type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,misc)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/freezer type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,freezer)
   cgroup on /sys/fs/cgroup/rdma type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,rdma)

   さまざまな cgroup-v1 コントローラーに対応する cgroups-v1 ファイルシステムが、/sys/fs/cgroup/ ディレクトリーに正常にマウントされました。

2. /sys/fs/cgroup/ ディレクトリーの内容を確認します。

   # ll /sys/fs/cgroup/
   dr-xr-xr-x. 10 root root  0 Mar 16 09:34 blkio
   lrwxrwxrwx.  1 root root 11 Mar 16 09:34 cpu → cpu,cpuacct
   lrwxrwxrwx.  1 root root 11 Mar 16 09:34 cpuacct → cpu,cpuacct
   dr-xr-xr-x. 10 root root  0 Mar 16 09:34 cpu,cpuacct
   dr-xr-xr-x.  2 root root  0 Mar 16 09:34 cpuset
   dr-xr-xr-x. 10 root root  0 Mar 16 09:34 devices
   dr-xr-xr-x.  2 root root  0 Mar 16 09:34 freezer
   dr-xr-xr-x.  2 root root  0 Mar 16 09:34 hugetlb
   dr-xr-xr-x. 10 root root  0 Mar 16 09:34 memory
   dr-xr-xr-x.  2 root root  0 Mar 16 09:34 misc
   lrwxrwxrwx.  1 root root 16 Mar 16 09:34 net_cls → net_cls,net_prio
   dr-xr-xr-x.  2 root root  0 Mar 16 09:34 net_cls,net_prio
   lrwxrwxrwx.  1 root root 16 Mar 16 09:34 net_prio → net_cls,net_prio
   dr-xr-xr-x.  2 root root  0 Mar 16 09:34 perf_event
   dr-xr-xr-x. 10 root root  0 Mar 16 09:34 pids
   dr-xr-xr-x.  2 root root  0 Mar 16 09:34 rdma
   dr-xr-xr-x. 11 root root  0 Mar 16 09:34 systemd

   /sys/fs/cgroup/ ディレクトリーは、デフォルトでは root control group とも呼ばれ、cpuset などのコントローラー固有のディレクトリーが含まれています。さらに、systemd に関連するディレクトリーがいくつかあります。

手順

1. CPU 消費を制限するアプリケーションのプロセス ID (PID) を特定します。

   # top
   top - 11:34:09 up 11 min,  1 user,  load average: 0.51, 0.27, 0.22
   Tasks: 267 total,   3 running, 264 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
   %Cpu(s): 49.0 us,  3.3 sy,  0.0 ni, 47.5 id,  0.0 wa,  0.2 hi,  0.0 si,  0.0 st
   MiB Mem :   1826.8 total,    303.4 free,   1046.8 used,    476.5 buff/cache
   MiB Swap:   1536.0 total,   1396.0 free,    140.0 used.    616.4 avail Mem
   
     PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND
    6955 root      20   0  228440   1752   1472 R  99.3   0.1   0:32.71 sha1sum
    5760 jdoe      20   0 3603868 205188  64196 S   3.7  11.0   0:17.19 gnome-shell
    6448 jdoe      20   0  743648  30640  19488 S   0.7   1.6   0:02.73 gnome-terminal-
       1 root      20   0  245300   6568   4116 S   0.3   0.4   0:01.87 systemd
     505 root      20   0       0      0      0 I   0.3   0.0   0:00.75 kworker/u4:4-events_unbound
   ...

   PID 6955 を持つ sha1sum サンプルアプリケーションが、大量の CPU リソースを消費しています。

2. cpu リソースコントローラーディレクトリーにサブディレクトリーを作成します。

   # mkdir /sys/fs/cgroup/cpu/Example/

   このディレクトリーはコントロールグループを表します。ここに特定のプロセスを配置して、そのプロセスに特定の CPU 制限を適用できます。同時に、いくつかの cgroups-v1 インターフェイスファイルと cpu コントローラー固有のファイルがディレクトリーに作成されます。

3. オプション: 新しく作成されたコントロールグループを確認します。

   # ll /sys/fs/cgroup/cpu/Example/
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cgroup.clone_children
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cgroup.procs
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpuacct.stat
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpuacct.usage
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpuacct.usage_all
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpuacct.usage_percpu
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpuacct.usage_percpu_sys
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpuacct.usage_percpu_user
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpuacct.usage_sys
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpuacct.usage_user
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpu.cfs_period_us
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpu.cfs_quota_us
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpu.rt_period_us
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpu.rt_runtime_us
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpu.shares
   -r—​r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 cpu.stat
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 notify_on_release
   -rw-r—​r--. 1 root root 0 Mar 11 11:42 tasks

   cpuacct.usage、cpu.cfs._period_us などのファイルは、Example コントロールグループ内のプロセスに設定できる特定の設定や制限を表しています。ファイル名の先頭に、それが属するコントロールグループコントローラーの名前が付いていることに注意してください。

   デフォルトでは、新しく作成されたコントロールグループは、システムの CPU リソース全体へのアクセスを制限なしで継承します。

4. コントロールグループの CPU 制限を設定します。

   # echo "1000000" > /sys/fs/cgroup/cpu/Example/cpu.cfs_period_us
   # echo "200000" > /sys/fs/cgroup/cpu/Example/cpu.cfs_quota_us

   • cpu.cfs_period_us ファイルは、コントロールグループの CPU リソースへのアクセスを再割り当てする必要がある頻度を表します。期間はマイクロ秒 (µs、"us") 単位です。上限は 1,000,000 マイクロ秒、下限は 1,000 マイクロ秒です。

   • cpu.cfs_quota_us ファイルは、コントロールグループ内のすべてのプロセスが 1 つの期間 (cpu.cfs_period_us で定義) 中にまとめて実行できる合計時間をマイクロ秒単位で表します。コントロールグループ内のプロセスが 1 つの期間中にクォータで指定された時間をすべて使い果たすと、そのプロセスは残り期間にわたってスロットリングされ、次の期間まで実行できなくなります。下限は 1000 マイクロ秒です。

     上記のコマンド例は、CPU 時間制限を設定して、Example コントロールグループでまとめられているすべてのプロセスは、1 秒ごと (cpu.cfs_period_us に定義されている) に、0.2 秒間だけ (cpu.cfs_quota_us に定義されている) 実行できるようにしています。

5. オプション: 制限を確認します。

   # cat /sys/fs/cgroup/cpu/Example/cpu.cfs_period_us /sys/fs/cgroup/cpu/Example/cpu.cfs_quota_us
   1000000
   200000

6. アプリケーションの PID を Example コントロールグループに追加します。

   # echo "6955" > /sys/fs/cgroup/cpu/Example/cgroup.procs

   このコマンドによって、特定のアプリケーションが Example コントロールグループのメンバーとなり、Example コントロールグループに設定された CPU 制限を超えないようになります。PID はシステム内の既存のプロセスを表す必要があります。この PID 6955 は、プロセス sha1sum /dev/zero & に割り当てられており、cpu コントローラーの使用例を示すために使用されています。

検証

1. アプリケーションが指定のコントロールグループで実行されていることを確認します。

   # cat /proc/6955/cgroup
   12:cpuset:/
   11:hugetlb:/
   10:net_cls,net_prio:/
   9:memory:/user.slice/user-1000.slice/user@1000.service
   8:devices:/user.slice
   7:blkio:/
   6:freezer:/
   5:rdma:/
   4:pids:/user.slice/user-1000.slice/user@1000.service
   3:perf_event:/
   2:cpu,cpuacct:/Example
   1:name=systemd:/user.slice/user-1000.slice/user@1000.service/gnome-terminal-server.service

   アプリケーションのプロセスは、アプリケーションのプロセスに CPU 制限を適用する Example コントロールグループで実行されます。

2. スロットルしたアプリケーションの現在の CPU 使用率を特定します。

   # top
   top - 12:28:42 up  1:06,  1 user,  load average: 1.02, 1.02, 1.00
   Tasks: 266 total,   6 running, 260 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
   %Cpu(s): 11.0 us,  1.2 sy,  0.0 ni, 87.5 id,  0.0 wa,  0.2 hi,  0.0 si,  0.2 st
   MiB Mem :   1826.8 total,    287.1 free,   1054.4 used,    485.3 buff/cache
   MiB Swap:   1536.0 total,   1396.7 free,    139.2 used.    608.3 avail Mem
   
     PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND
    6955 root      20   0  228440   1752   1472 R  20.6   0.1  47:11.43 sha1sum
    5760 jdoe      20   0 3604956 208832  65316 R   2.3  11.2   0:43.50 gnome-shell
    6448 jdoe      20   0  743836  31736  19488 S   0.7   1.7   0:08.25 gnome-terminal-
     505 root      20   0       0      0      0 I   0.3   0.0   0:03.39 kworker/u4:4-events_unbound
    4217 root      20   0   74192   1612   1320 S   0.3   0.1   0:01.19 spice-vdagentd
   ...

   PID 6955 の CPU 消費が 99% から 20% に減少していることに注意してください。

手順

1. cluster と partition という名前の 2 つのコントロールグループを作成します。

   # cd /sys/fs/cgroup
   # echo +cpuset > cgroup.subtree_control
   # mkdir cluster
   # mkdir partition
   # echo +cpuset | tee cluster/cgroup.subtree_control partition/cgroup.subtree_control

2. cluster コントロールグループで、使用率の低いタスクが CPU 1 - 7 で実行されるようにスケジュールします。メモリーサイズを検証し、コントロールグループを排他的として指定します。

   # cd cluster
   # echo 1-7 | tee cpuset.cpus cpuset.cpus.exclusive
   # echo root > cpuset.cpus.partition

3. 使用率の低いタスクをすべて cluster コントロールグループに移動します。

   # ps -eLo lwp | while read thread; do echo $thread > cgroup.procs ; done

4. partition コントロールグループで、使用率の高いタスクを割り当てます。

   # echo 0 | tee cpuset.cpus cpuset.cpus.exclusive
   # echo isolated > cpuset.cpus.partition

5. シェルを partition コントロールグループに追加して起動します。

   # echo $$ > cgroup.procs

   この設定により、partition コントロールグループで分離されたタスクが、cluster コントロールグループ内のタスクに干渉しなくなります。これにより、すべてのリアルタイムタスクがスケジューラーの期限に間に合うようになります。期限スケジューラーを使用している場合、通常はこの変更を行わなくても期限は満たされます。他のタスクには独自の期限があることに注意してください。

手順

1. grubby で skew_tick=1 パラメーターを有効にします。

   # grubby --update-kernel=ALL --args="skew_tick=1"

2. 変更を有効にするために再起動します。

   # reboot

手順

1. pcscd デーモンのステータスを確認します。

   # systemctl status pcscd
   ● pcscd.service - PC/SC Smart Card Daemon
        Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/pcscd.service; indirect; vendor preset: disabled)
        Active: active (running) since Mon 2021-03-01 17:15:06 IST; 4s ago
   TriggeredBy: ● pcscd.socket
          Docs: man:pcscd(8)
      Main PID: 2504609 (pcscd)
         Tasks: 3 (limit: 18732)
        Memory: 1.1M
           CPU: 24ms
        CGroup: /system.slice/pcscd.service
                └─2504609 /usr/sbin/pcscd --foreground --auto-exit

   Active パラメーターは、pcsd デーモンの状態を表示します。

2. pcsd デーモンを実行している場合は停止します。

   # systemctl stop pcscd
   Warning: Stopping pcscd.service, but it can still be activated by:
     pcscd.socket

3. システム起動時に pcsd デーモンが再起動しないようにシステムを設定します。

   # systemctl disable pcscd
   Removed /etc/systemd/system/sockets.target.wants/pcscd.socket.

検証

1. pcscd デーモンのステータスを確認します。

   # systemctl status pcscd
   ● pcscd.service - PC/SC Smart Card Daemon
        Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/pcscd.service; indirect; vendor preset: disabled)
        Active: inactive (dead) since Mon 2021-03-01 17:10:56 IST; 1min 22s ago
   TriggeredBy: ● pcscd.socket
          Docs: man:pcscd(8)
      Main PID: 4494 (code=exited, status=0/SUCCESS)
           CPU: 37ms

2. Active パラメーターの値が inactive (dead) であることを確認します。

手順

1. 現在のトレーサーをリストします。

   # cat /sys/kernel/tracing/current_tracer
   nop

   no operations (nop) がデフォルトのトレーサーです。

2. トレースシステムの current_tracer ファイルに timerlat トレーサーを追加します。

   # cd /sys/kernel/tracing/
   # echo timerlat > current_tracer

3. トレース出力を生成します。

   # cat trace
   # tracer: timerlat

手順

1. 現在のトレーサーをリストします。

   # cat /sys/kernel/tracing/current_tracer
   nop

   no operations (nop) がデフォルトのトレーサーです。

2. トレースシステムの current_tracer ファイルに timerlat トレーサーを追加します。

   # cd /sys/kernel/tracing/
   # echo osnoise > current_tracer

3. トレース出力を生成します。

   # cat trace
   # tracer: osnoise

手順

1. システムのノイズを測定します。

   # rtla osnoise top -P F:1 -c 0-3 -r 900000 -d 1M -q

   コマンドの出力には、リアルタイム優先度、スレッドを実行するために割り当てられた CPU、および実行期間 (マイクロ秒単位) に関する情報を含む定期的なサマリーが表示されます。

手順

1. 任意のテキストエディターを使用して /etc/fstab ファイルを開き、ルートマウントポイントのエントリーを見つけます。

   /dev/mapper/rhel-root       /       xfs    defaults…

2. オプションのセクションを編集して、noatime および nodiratime という用語を追加します。noatime オプションは、ファイルの読み取り時のアクセスタイムスタンプの更新を阻止し、nodiratime オプションは、ディレクトリーの inode へのアクセス時刻の更新を停止します。

   /dev/mapper/rhel-root       /       xfs    noatime,nodiratime…

手順

1. 現在のコンソールログレベルを表示します。

   $ cat /proc/sys/kernel/printk
     7    4    1    7

   このコマンドは、システムログレベルの現在の設定を出力します。数字は、システムロガーの current、default、minimum、および boot-default の値に対応します。

2. /proc/sys/kernel/printk ファイルで希望のログレベルを設定します。

   $ echo “1” > /proc/sys/kernel/printk

   コマンドは、現在のコンソールログレベルを変更します。たとえば、ログレベル 1 を設定すると、警告メッセージのみが出力され、グラフィックコンソールに他のメッセージが表示されないようになります。

手順

1. 利用可能なクロックソースを表示します。

   # cat /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/available_clocksource
   tsc hpet acpi_pm

   例として、システムで利用可能なクロックソースが TSC、HPET、および ACPI_PM であると考えてください。

2. 使用するクロックソースの名前を /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource ファイルに書き込みます。

   # echo hpet > /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource

   注記

   変更は現在使用中のクロックソースに適用されます。システムの再起動後、デフォルトのクロックが使用されます。変更を永続化させるには、カーネルチューニングパラメーターの変更の永続化 を参照してください。

手順

1. clock_timing プログラムが保存されるディレクトリーに移動します。

   # cd clock_test

2. システムで利用可能なクロックソースを表示します。

   # cat /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/available_clocksource
   tsc hpet acpi_pm

   この例では、システムで利用可能なクロックソースは TSC、HPET、および ACPI_PM になります。

3. 現在使用中のクロックソースを表示します。

   # cat /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource
   tsc

   この例では、システムの現在のクロックソースは TSC です。

4. ./clock_timing プログラムと共に time ユーティリティーを実行します。この出力は、クロックソースを 1,000 万回読み込むために必要な期間を表示します。

   # time ./clock_timing
   
   	real	0m0.601s
   	user	0m0.592s
   	sys	0m0.002s

   この例は、以下のパラメーターを示しています。

   • real: プログラムの呼び出しから始まり、プロセスが終了するまでに費やした合計時間。real には、ユーザーとカーネル時間が含まれており、通常は後者 2 つの合計値よりも大きくなります。このプロセスが、優先度の高いアプリケーションや、ハードウェア割り込み (IRQ) などのシステムイベントによって中断される場合、待機に費やされたこの時間も real として計算されます。
   • user: カーネルの介入を必要としないタスクを実行するプロセスがユーザー空間で費やした時間。
   • sys: ユーザープロセスで必要なタスクの実行中にカーネルが費やした時間。これらのタスクには、ファイルのオープン、ファイルまたは I/O ポートの読み取りおよび書き込み、メモリーの割り当て、スレッドの作成、およびネットワーク関連のアクティビティーが含まれます。

5. /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource ファイルに、テストする次のクロックソースの名前を書き込みます。

   # echo hpet > /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource

   この例では、現在のクロックソースが HPET に変更されています。

6. 利用可能なすべてのクロックソースに対して、ステップ 4 と 5 を繰り返します。
7. 利用可能なすべてのクロックソースについて、ステップ 4 の結果を比較します。

手順

1. clocksource=tsc および powernow-k8.tscsync=1 カーネルオプションを有効にします。

   # grubby --update-kernel=ALL --args="clocksource=tsc powernow-k8.tscsync=1"

   これにより、TSC の使用が強制され、同時にコアプロセッサーの周波数遷移が有効になります。

2. マシンを再起動します。

1. プログラムファイルのディレクトリーを作成します。

   $ mkdir clock_test

2. 作成したディレクトリーに移動します。

   $ cd clock_test

3. ソースファイルを作成してテキストエディターで開きます。

   $ {EDITOR} clock_timing.c

4. ファイルに以下のコマンドを入力します。

   #include <time.h>
   void main()
   {
     int rc;
     long i;
     struct timespec ts;
   
     for(i=0; i<10000000; i++) {
       rc = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
     }
   }

5. ファイルを保存して、エディターを終了します。

6. ファイルをコンパイルします。

   $ gcc clock_timing.c -o clock_timing -lrt

   clock_timing プログラムの準備ができ、保存されているディレクトリーから実行できます。

手順

1. irqbalance のステータスを確認します。

   # systemctl status irqbalance
   irqbalance.service - irqbalance daemon
      Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/irqbalance.service; enabled)
      Active: active (running) …

2. irqbalance が実行されている場合、これを無効にして停止します。

   # systemctl disable irqbalance
   # systemctl stop irqbalance

手順

1. 任意のテキストエディターで /etc/sysconfig/irqbalance を開き、IRQBALANCE_BANNED_CPUS というファイルのセクションを見つけます。

   # IRQBALANCE_BANNED_CPUS
   # 64 bit bitmask which allows you to indicate which cpu's should
   # be skipped when reblancing irqs. Cpu numbers which have their
   # corresponding bits set to one in this mask will not have any
   # irq's assigned to them on rebalance
   #
   #IRQBALANCE_BANNED_CPUS=

2. IRQBALANCE_BANNED_CPUS 変数のコメントを解除します。
3. 適切なビットマスクを入力し、IRQ バランスメカニズムで無視される CPU を指定します。
4. ファイルを保存してから閉じます。

5. irqbalance サービスを再起動して、変更を有効にします。

   # systemctl restart irqbalance

手順

1. /proc/interrupts ファイルを表示して、各デバイスで使用されている IRQ を確認します。

   # cat /proc/interrupts

   各行には、IRQ 番号、各 CPU で発生した割り込みの数、IRQ タイプ、および説明が表示されます。

            CPU0       CPU1
   0:   26575949         11         IO-APIC-edge  timer
   1:         14          7         IO-APIC-edge  i8042

2. 特定の IRQ の smp_affinity エントリーに CPU マスクを書き込みます。CPU マスクは、16 進数で表記する必要があります。

   たとえば、以下のコマンドは、IRQ 番号 142 が CPU 0 でのみ実行されるように指示します。

   # echo 1 > /proc/irq/142/smp_affinity

   この変更は、割り込みが発生した場合にのみ有効になります。

検証

1. 指定の割り込みをトリガーするアクティビティーを実行します。

2. /proc/interrupts で変更を確認します。

   設定された IRQ の指定された CPU の割り込みの数は増加し、指定されたアフィニティー外の CPU で設定された IRQ の割り込みの数は増加しませんでした。

手順

1. /proc/sys/vm/panic_on_oom の現在の値を表示します。

   # cat /proc/sys/vm/panic_on_oom
   0

   /proc/sys/vm/panic_on_oom の値を変更するには、次のコマンドを実行します。

2. echo コマンドを使用して、新しい値を /proc/sys/vm/panic_on_oom に代入します。

   # echo 1 > /proc/sys/vm/panic_on_oom

検証

1. /proc/sys/vm/panic_on_oom の値を表示します。

   # cat /proc/sys/vm/panic_on_oom
   1

2. 表示される値が指定された値と一致していることを確認します。

手順

1. プロセスの現在の oom_score を表示します。

   # cat /proc/12465/oom_score
   79872

2. プロセスの oom_score_adj の内容を表示します。

   # *cat /proc/12465/oom_score_adj *
   13

3. oom_score_adj の値を編集します。

   # *echo -5 > /proc/12465/oom_score_adj *

検証

1. プロセスの現在の oom_score を表示します。

   # cat /proc/12465/oom_score
   78

2. 表示される値が以前の値よりも小さいことを確認します。

検証

1. プロセスの現在の oom_score を表示します。

   # cat /proc/12465/oom_score
   0

2. 表示される値が 0 であることを確認します。

手順

1. IRQ のリストが割り当てられている CPU をリスト表示します。

   # tuna show_irqs --irqs=<irq_list>

   irq_list は、割り当てられている CPU を一覧表示する IRQ のコンマ区切りリストです。

   以下に例を示します。

   # tuna show_irqs --irqs=128

2. IRQ のリストを CPU のリストに割り当てます。

   # tuna move --irqs=irq_list --cpus=<cpu_list>

   irq_list は割り当てる IRQ のコンマ区切りリストで、cpu_list はその割り当て先の CPU のコンマ区切りリストまたは範囲です。

   以下に例を示します。

   # tuna move --irqs=128 --cpus=3

手順

1. スレッドの情報を表示します。

   # tuna show_threads --threads=<thread_list>

   thread_list は、表示するプロセスのコンマ区切りリストです。

   以下に例を示します。

   # tuna show_threads --threads=42369,42416,43859

2. プロセススケジューリングポリシーとスレッドの優先度を変更します。

   # tuna priority scheduling_policy:priority_number --threads=<thread_list>

   • thread_list は、スケジューリングポリシーおよび優先度を表示するプロセスのコンマ区切りリストです。

   • scheduling_policy は以下のいずれかになります。

     • OTHER
     • BATCH
     • FIFO: First In First Out (先入れ先出し)
     • RR - Round Robin (ラウンドロビン)

   • priority_number は 0 から 99 までの優先順位で、0 は優先度がなく、99 は優先度が最も高くなります。

     注記

     OTHER および BATCH スケジューリングポリシーでは、優先度を指定する必要はありません。さらに、唯一の有効な優先度 (指定する場合) は 0 です。FIFO および RR スケジューリングポリシーには、1 以上の優先度が必要です。

     以下に例を示します。

1. サービスの補助サービス設定ディレクトリーファイルを作成します。

   # cat <<-EOF > /etc/systemd/system/mcelog.service.d/priority.conf

2. ファイルの [Service] セクションに、スケジューリングポリシーと優先度を追加します。

   以下に例を示します。

   [Service]
   CPUSchedulingPolicy=fifo
   CPUSchedulingPriority=20
   EOF

3. systemd スクリプトの設定を再読み込みします。

   # systemctl daemon-reload

4. サービスを再起動します。

   # systemctl restart mcelog

手順

1. サービスの補助サービス設定ディレクトリーファイルを作成します。

   # md sscd

2. [Service] セクションの CPUAffinity 属性を使用して、サービスに使用する CPU をファイルに追加します。

   以下に例を示します。

   [Service]
   CPUAffinity=0,1
   EOF

3. systemd スクリプトの設定を再読み込みします。

   # systemctl daemon-reload

4. サービスを再起動します。

   # systemctl restart service

手順

1. ボトルネックが発生しているネットワークインターフェイスを特定します。

   # ethtool -S enp1s0
   NIC statistics:
        rx_packets: 1234
        tx_packets: 5678
        rx_bytes: 12345678
        tx_bytes: 87654321
        rx_errors: 0
        tx_errors: 0
        rx_missed: 0
        tx_dropped: 0
        coalesced_pkts: 0
        coalesced_events: 0
        coalesced_aborts: 0

   名前に drop、discard または error を含むパケットカウンターを特定します。これらの特定の統計は、ネットワークインターフェイスカード (NIC) の結合によって発生する可能性がある、NIC のパケットバッファーでの実際のパケットロスを測定します。

2. 前の手順で特定したパケットカウンターの値を監視します。

   これらをネットワークの予想値と比較して、特定のインターフェイスにボトルネックが発生しているかどうかを判断します。ネットワークのボトルネックの一般的な兆候には次のようなものがありますが、これらに限定されません。

   • ネットワークインターフェイス上での多数のエラー
   • 高いパケットロス

   • ネットワークインターフェイスの多用

     注記

     ネットワークのボトルネックを特定する際のその他の重要な要素としては、CPU 使用率、メモリー使用率、ディスク I/O などがあります。

3. 現在の割り込み結合設定を確認します。

   # ethtool -c enp1s0
   Coalesce parameters for enp1s0:
           Adaptive RX: off
           Adaptive TX: off
           RX usecs: 100
           RX frames: 8
           RX usecs irq: 100
           RX frames irq: 8
           TX usecs: 100
           TX frames: 8
           TX usecs irq: 100
           TX frames irq: 8

   • usecs 値は、受信機または送信機が割り込みを生成する前に待機するマイクロ秒数を指します。
   • frames 値は、受信機または送信機が割り込みを生成する前に待機するフレーム数を指します。

   • irq 値は、ネットワークインターフェイスがすでに割り込みを処理している場合に、割り込み調整を設定するために使用されます。

     注記

     すべてのネットワークインターフェイスカードが、出力例のすべての値のレポートと変更をサポートしているわけではありません。

   • Adaptive RX/TX 値は、割り込み結合設定を動的に調整する適応割り込み結合メカニズムを表します。Adaptive RX/TX が有効な場合、NIC ドライバーはパケット条件に基づいて、結合値を自動計算します (アルゴリズムは NIC ドライバーごとに異なります)。

4. 必要に応じて結合設定を変更します。以下に例を示します。

   • ethtool.coalesce-adaptive-rx が無効になっている間に、RX パケットの割り込みを生成するまでの遅延を 100 マイクロ秒に設定するように ethtool.coalesce-rx-usecs を設定します。

     # nmcli connection modify enp1s0 ethtool.coalesce-rx-usecs 100

   • ethtool.coalesce-rx-usecs がデフォルト値に設定されている間、ethtool.coalesce-adaptive-rx を有効にします。

     # nmcli connection modify enp1s0 ethtool.coalesce-adaptive-rx on

     Adaptive-RX 設定を次のように変更します。

     • 低レイテンシー (50us 未満) が気になるユーザーは、Adaptive-RX を有効にしないでください。
     • スループットを懸念するユーザーは、おそらく問題なく Adaptive-RX を有効にすることができます。適応割り込み結合メカニズムを使用したくない場合は、ethtool.coalesce-rx-usecs に 100us や 250us などの大きな値を設定してみることができます。
     • 自分のニーズがわからないユーザーは、問題が発生するまでこの設定を変更しないでください。

5. 接続を再度有効にします。

   # nmcli connection up enp1s0

手順

1. 物理パッケージで利用可能な CPU のレイアウトを表示します。

   # lstopo-no-graphics --no-io --no-legend --of txt

   図26.1 lstopo-no-graphics を使用した CPU のレイアウトの表示

   

   このコマンドは、使用可能なコア数とソケット数、および NUMA ノードの論理距離を示すため、マルチスレッドアプリケーションに役立ちます。

   また、hwloc-gui パッケージには、グラフィカル出力を生成する lstopo ユーティリティーが含まれます。

2. ノード間の距離など、CPU の詳細を表示します。

   # numactl --hardware
   available: 2 nodes (0-1)
   node 0 cpus: 0 1 2 3
   node 0 size: 16159 MB
   node 0 free: 6323 MB
   node 1 cpus: 4 5 6 7
   node 1 size: 16384 MB
   node 1 free: 10289 MB
   node distances:
   node   0   1
     0:  10  21
     1:  21  10

手順

1. root ユーザーとして、テキストエディターで /etc/tuned/realtime-variables.conf を開きます。

2. isolated_cores=cpulist を設定して、分離する CPU を指定します。CPU 番号および範囲を使用できます。

   例:

   isolated_cores=0-3,5,7

   コア 0、1、2、3、5、および 7 を分離します。

   8 コアの 2 ソケットシステム (NUMA ノード 0 にはコア 0-3 があり、NUMA ノード 1 にはコア 4-8 がある) で、マルチスレッドアプリケーションに 2 つのコアを割り当てるには、以下を指定します。

   isolated_cores=4,5

   これにより、ユーザー空間のスレッドが CPU 4 および 5 に割り当てられなくなります。

   無関係なアプリケーション用に、異なる NUMA ノードから CPU を選択するには、以下のコマンドを実行します。

   isolated_cores=0,4

   これにより、ユーザー空間のスレッドが CPU 0 および 4 に割り当てられなくなります。

3. tuned-adm ユーティリティーを使用して、リアルタイムの TuneD プロファイルを有効にします。

   # tuned-adm profile realtime

4. マシンを再起動して変更を有効にします。

手順

1. システムで利用可能なトレーサーを表示します。

   # cat /sys/kernel/debug/tracing/available_tracers
   function_graph wakeup_rt wakeup preemptirqsoff preemptoff irqsoff function nop

   ftrace のユーザーインターフェイスは、debugfs 内の一連のファイルです。

   ftrace ファイルは、/sys/kernel/debug/tracing/ ディレクトリーにあります。

2. /sys/kernel/debug/tracing/ ディレクトリーに移動します。

   # cd /sys/kernel/debug/tracing

   トレースを有効にするとシステムのパフォーマンスに影響を及ぼす可能性があるため、このディレクトリーのファイルを変更することができるのは root ユーザーのみです。

3. トレースセッションを開始するには、以下を行います。

   1. /sys/kernel/debug/tracing/available_tracers で利用可能なトレーサーのリストから、使用するトレーサーを選択します。

   2. セレクターの名前を /sys/kernel/debug/tracing/current_tracer に挿入します。

      # echo preemptoff > /sys/kernel/debug/tracing/current_tracer

      注記

      echo コマンドと '>' 1 つを合わせて使用する場合は、ファイル内の既存の値が上書きされます。ファイルに値を追記する場合は、代わりに '>>' を使用します。

4. function-trace オプションは、wakeup_rt、preemptirqsoff などを使用してレイテンシーをトレースすると、関数のトレースが自動的に有効になり、オーバーヘッドが誇張される可能性があるため便利です。

   function および function_graph のトレースが有効になっているかどうかを確認します。

   # cat /sys/kernel/debug/tracing/options/function-trace
   1

   • 値を 1 に設定すると、function と function_graph のトレースが有効になります。
   • 値が 0 の場合は、function および function_graph のトレースが無効になっていることを示します。

5. デフォルトでは、function および function_graph トレースは有効になっています。function および function_graph のトレースのオン/オフを切り替えるには、/sys/kernel/debug/tracing/options/function-trace に適切な値を echo で追加します。

   # echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/options/function-trace
   # echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/options/function-trace

   重要

   echo コマンドを使用する場合は、値と > 文字の間に空白文字を配置するようにしてください。0>、1>、および 2> (空白文字なし) を使用するシェルプロンプトでは、標準入力、標準出力、および標準エラーを参照します。誤ってそれらを使用すると、トレースが予期せぬ出力になる可能性があります。

6. /debugfs/tracing/ ディレクトリー内のさまざまなファイルの値を変更して、トレーサーの詳細とパラメーターを調整します。

   以下に例を示します。

   irqsoff、preemptoff、preempirqsoff、および wakeup トレーサーは、レイテンシーを継続的に監視します。tracing_max_latency に記録されたレイテンシーよりも大きいレイテンシーを記録すると、そのレイテンシーのトレースが記録され、tracing_max_latency が新しい最大時間に更新されます。これにより、tracing_max_latency は、最後にリセットされてから記録された最大のレイテンシーを常に表示します。

   • 最大レイテンシーをリセットするには、0 を tracing_max_latency ファイルに echo で追加します。

     # echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_max_latency

   • 設定された量よりも大きいレイテンシーのみを表示するには、マイクロ秒単位で量を echo で出力します。

     # echo 200 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_max_latency

     トレースのしきい値を設定すると、最大レイテンシー設定が上書きされます。しきい値より大きいレイテンシーが記録されると、最大レイテンシーに関係なく記録されます。トレースファイルを確認すると、最後に記録されたレイテンシーのみが表示されます。

   • しきい値を設定するには、それを超えるとレイテンシーを記録する必要があるマイクロ秒数を echo で出力します。

     # echo 200 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_thresh

7. トレースログを表示します。

   # cat /sys/kernel/debug/tracing/trace

8. トレースログを保存するには、別のファイルにコピーします。

   # cat /sys/kernel/debug/tracing/trace > /tmp/lat_trace_log

9. トレースされている関数を表示します。

   # cat /sys/kernel/debug/tracing/set_ftrace_filter

10. /sys/kernel/debug/tracing/set_ftrace_filter で設定を編集して、トレースしている関数をフィルターにかけます。ファイルにフィルターが指定されていない場合、すべての関数がトレースされます。

11. フィルター設定を変更するには、トレースする関数名を echo で追記します。このフィルターでは、検索用語の先頭または末尾に '*' ワイルドカードを使用できます。

    例は ftrace の例 を参照してください。

1. 対応する C ライブラリー (glibc) は、sys_clock_gettime() システムコールを呼び出します。
2. sys_clock_gettime() は、要求されたオペレーションを実行します。
3. sys_clock_gettime() は、結果をユーザープログラムプログラムに戻します。

手順

1. 次の行を TCP アプリケーションの .c ファイルに追加します。

   int one = 1;
   setsockopt(descriptor, SOL_TCP, TCP_NODELAY, &one, sizeof(one));

2. ファイルを保存して、エディターを終了します。

3. パフォーマンスの低下を防ぐために、以下の回避策のいずれかを適用します。

   • メモリー内に連続したパケットを構築し、TCP_NODELAY で設定したソケット上で論理パケットを TCP に送信する。
   • I/O ベクターを作成し、TCP_NODELAY が設定されたソケット上で writev を使用してカーネルに渡す。

手順

1. 次の行を TCP アプリケーションの .c ファイルに追加します。

   int one = 1;
   setsockopt(descriptor, SOL_TCP, TCP_CORK, &one, sizeof(one));

2. ファイルを保存して、エディターを終了します。

3. アプリケーション内のさまざまなコンポーネントにより論理パケットがカーネルで構築されたら、TCP_CORK を無効にします。

   int zero = 0;
   setsockopt(descriptor, SOL_TCP, TCP_CORK, &zero, sizeof(zero));

   TCP は、アプリケーションからのパケットを待たずに、直ちに累積した論理パケットを送信します。

手順

1. perf コマンドによる結果のアーカイブを作成します。

   # perf archive

2. アーカイブから tarball を作成します。

   # tar cvf perf.data.tar.bz2 -C ~/.debug

手順

1. perf stat 機能を使用して、コンテキストスイッチの数を表示します。

   # perf stat -e context-switches -a sleep 5
   Performance counter stats for 'sleep 5':
   
               15,619 context-switches
   
          5.002060064 seconds time elapsed

   結果には、5 秒間に 15619 のコンテキストスイッチが発生したことが示されています。

2. スクリプトを実行してファイルシステムのアクティビティーを表示します。以下はスクリプトの例になります。

   # for i in {1..100}; do touch /tmp/$i; sleep 1; done

3. 別の端末で、perf stat コマンドを実行します。

   # perf stat -e ext4:ext4_request_inode -a sleep 5
    Performance counter stats for 'sleep 5':
   
                    5 ext4:ext4_request_inode
   
          5.002253620 seconds time elapsed

   結果には、スクリプトが 5 秒間に 5 つのファイルの作成を要求したことが示され、inode 要求が 5 つあることが分かります。