14.5. 가상 머신 CPU 성능 최적화

절차

1. VM에 연결할 수 있는 최대 vCPU 수를 조정하여 다음 부팅 시 적용됩니다.

   예를 들어 testguest VM의 최대 vCPU 수를 8로 늘리려면 다음을 수행합니다.

   # virsh setvcpus testguest 8 --maximum --config

   CPU 토폴로지, 호스트 하드웨어, 하이퍼바이저 및 기타 요인에 의해 최대값이 제한될 수 있습니다.

2. VM에 연결된 현재 vCPU 수를 이전 단계에서 구성한 최대값까지 조정합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

   • 실행 중인 testguest VM에 연결된 vCPU 수를 4로 늘리려면 다음을 수행합니다.

     # virsh setvcpus testguest 4 --live

     이로 인해 VM의 다음 부팅까지 VM의 성능 및 호스트 부하 공간이 testguest 의 호스트 부하가 증가합니다.

   • testguest VM에 연결된 vCPU 수를 영구적으로 1로 줄입니다.

     # virsh setvcpus testguest 1 --config

     이를 통해 VM의 다음 부팅 후 testguest 의 VM 성능 및 호스트 부하 공간이 줄어듭니다. 그러나 필요한 경우 VM에 추가 vCPU를 핫플러그하여 일시적으로 성능을 향상시킬 수 있습니다.

절차

1. RHEL 8 웹 콘솔에 로그인합니다.

   자세한 내용은 웹 콘솔에 로그인 을 참조하십시오.

2. Virtual Machines (가상 시스템) 인터페이스에서 표시할 정보가 있는 VM을 클릭합니다.

   VM의 그래픽 인터페이스에 액세스하기 위한 선택한 VM 및 콘솔 섹션에 대한 기본 정보가 포함된 Overview(개요) 섹션이 포함된 새 페이지가 열립니다.

3. Overview(개요) 창에서 vCPU의 수 옆에 있는 Edit( 편집 )를 클릭합니다.

   vCPU 세부 정보 대화 상자가 나타납니다.

   

1. 선택한 VM에 대해 가상 CPU를 구성합니다.

   • vCPU 개수 - 현재 사용 중인 vCPU 수입니다.

     참고

     vCPU 수는 vCPU 최대보다 클 수 없습니다.

   • vCPU 최대 - VM에 대해 구성할 수 있는 최대 가상 CPU 수입니다. 이 값이 vCPU 개수 보다 크면 VM에 추가 vCPU를 연결할 수 있습니다.
   • sockets - VM에 표시할 소켓 수입니다.
   • Cores per socket (소켓당 코어 수) - 각 소켓이 VM에 노출될 코어 수입니다.

   • 코어당 스레드 - 각 코어가 VM에 노출될 스레드 수입니다.

     소켓,소켓당 코어, 코어 옵션당 스레드 는 VM의 CPU 토폴로지를 조정합니다. 이는 vCPU 성능에 도움이 될 수 있으며 게스트 OS의 특정 소프트웨어의 기능에 영향을 줄 수 있습니다. 배포에서 다른 설정이 필요하지 않은 경우 기본값을 유지합니다.

2. Apply(적용)를 클릭합니다.

   VM의 가상 CPU가 구성됩니다.

   참고

   가상 CPU 설정 변경 사항은 VM을 다시 시작한 후에만 적용됩니다.

1. 특정 vCPU 스레드를 특정 호스트 CPU 또는 CPU 범위에 고정합니다. 이는 NUMA가 아닌 호스트와 VM에서도 사용할 수 있으며 vCPU 성능을 안전하게 개선하는 방법으로 권장됩니다.

   예를 들어 다음 명령은 각각 CPU 1, 3, 5, 7, 9, 11을 호스팅하도록 testguest6 VM의 0~5 vCPU 스레드를 고정합니다.

   # virsh vcpupin testguest6 0 1
   # virsh vcpupin testguest6 1 3
   # virsh vcpupin testguest6 2 5
   # virsh vcpupin testguest6 3 7
   # virsh vcpupin testguest6 4 9
   # virsh vcpupin testguest6 5 11

   이후에 이 작업이 성공했는지 확인할 수 있습니다.

   # virsh vcpupin testguest6
   VCPU   CPU Affinity
   ----------------------
   0      1
   1      3
   2      5
   3      7
   4      9
   5      11

2. vCPU 스레드를 고정한 후 지정된 VM과 연결된 QEMU 프로세스 스레드를 특정 호스트 CPU 또는 CPU 범위에 고정할 수도 있습니다. 예를 들어 다음 명령은 testguest6 의 QEMU 프로세스 스레드를 CPU 13 및 15에 고정하고 성공했는지 확인합니다.

   # virsh emulatorpin testguest6 13,15
   # virsh emulatorpin testguest6
   emulator: CPU Affinity
   ----------------------------------
          *: 13,15

3. 마지막으로 특정 VM에 특히 할당될 호스트 NUMA 노드를 지정할 수도 있습니다. 그러면 VM vCPU에 의해 호스트 메모리 사용량이 향상될 수 있습니다. 예를 들어 다음 명령은 호스트 NUMA 노드 3을 5로 사용하도록 testguest6 를 설정하고 성공했는지 확인합니다.

   # virsh numatune testguest6 --nodeset 3-5
   # virsh numatune testguest6

해결책

1. 호스트 토폴로지에 대한 정보를 가져옵니다.

   # virsh capabilities

   출력에는 다음과 유사한 섹션이 포함되어야 합니다.

   <topology>
     <cells num="2">
       <cell id="0">
         <memory unit="KiB">15624346</memory>
         <pages unit="KiB" size="4">3906086</pages>
         <pages unit="KiB" size="2048">0</pages>
         <pages unit="KiB" size="1048576">0</pages>
         <distances>
           <sibling id="0" value="10" />
           <sibling id="1" value="21" />
         </distances>
         <cpus num="6">
           <cpu id="0" socket_id="0" core_id="0" siblings="0,3" />
           <cpu id="1" socket_id="0" core_id="1" siblings="1,4" />
           <cpu id="2" socket_id="0" core_id="2" siblings="2,5" />
           <cpu id="3" socket_id="0" core_id="0" siblings="0,3" />
           <cpu id="4" socket_id="0" core_id="1" siblings="1,4" />
           <cpu id="5" socket_id="0" core_id="2" siblings="2,5" />
         </cpus>
       </cell>
       <cell id="1">
         <memory unit="KiB">15624346</memory>
         <pages unit="KiB" size="4">3906086</pages>
         <pages unit="KiB" size="2048">0</pages>
         <pages unit="KiB" size="1048576">0</pages>
         <distances>
           <sibling id="0" value="21" />
           <sibling id="1" value="10" />
         </distances>
         <cpus num="6">
           <cpu id="6" socket_id="1" core_id="3" siblings="6,9" />
           <cpu id="7" socket_id="1" core_id="4" siblings="7,10" />
           <cpu id="8" socket_id="1" core_id="5" siblings="8,11" />
           <cpu id="9" socket_id="1" core_id="3" siblings="6,9" />
           <cpu id="10" socket_id="1" core_id="4" siblings="7,10" />
           <cpu id="11" socket_id="1" core_id="5" siblings="8,11" />
         </cpus>
       </cell>
     </cells>
   </topology>

2. 선택 사항: 해당 툴 및 유틸리티 를 사용하여 VM의 성능을 테스트합니다.

3. 호스트에 1GiB 대규모 페이지를 설정하고 마운트합니다.

   참고

   ARM 64 호스트와 같은 일부 아키텍처 및 구성에서 1GiB 대규모 페이지를 사용할 수 없습니다.

   1. 호스트의 커널 명령줄에 다음 행을 추가합니다.

      default_hugepagesz=1G hugepagesz=1G

   2. 다음 콘텐츠를 사용하여 /etc/systemd/system/hugetlb-gigantic-pages.service 파일을 만듭니다.

      [Unit]
      Description=HugeTLB Gigantic Pages Reservation
      DefaultDependencies=no
      Before=dev-hugepages.mount
      ConditionPathExists=/sys/devices/system/node
      ConditionKernelCommandLine=hugepagesz=1G
      
      [Service]
      Type=oneshot
      RemainAfterExit=yes
      ExecStart=/etc/systemd/hugetlb-reserve-pages.sh
      
      [Install]
      WantedBy=sysinit.target

   3. 다음 콘텐츠를 사용하여 /etc/systemd/hugetlb-reserve-pages.sh 파일을 만듭니다.

      #!/bin/sh
      
      nodes_path=/sys/devices/system/node/
      if [ ! -d $nodes_path ]; then
      	echo "ERROR: $nodes_path does not exist"
      	exit 1
      fi
      
      reserve_pages()
      {
      	echo $1 > $nodes_path/$2/hugepages/hugepages-1048576kB/nr_hugepages
      }
      
      reserve_pages 4 node1
      reserve_pages 4 node2

      그러면 node1에서 4GiB의 대규모 페이지와 node 2 에서 4GiB의 대규모 페이지가 예약됩니다.

   4. 이전 단계에서 생성한 스크립트를 실행 파일로 만듭니다.

      # chmod +x /etc/systemd/hugetlb-reserve-pages.sh

   5. 부팅 시 대규모 페이지 예약을 활성화합니다.

      # systemctl enable hugetlb-gigantic-pages

4. virsh edit 명령을 사용하여 최적화하려는 VM의 XML 구성을 편집합니다. 이 예제 super-VM:

   # virsh edit super-vm

5. 다음과 같은 방식으로 VM의 XML 구성을 조정합니다.

   1. 8개의 정적 vCPU를 사용하도록 VM을 설정합니다. 이 작업을 수행하려면 <vcpu/> 요소를 사용합니다.

   2. 각 vCPU 스레드를 토폴로지에서 미러링하는 해당 호스트 CPU 스레드에 고정합니다. 이렇게 하려면 < cputune> 섹션에서 <vcpupin/ > 요소를 사용합니다.

      위의 virsh 기능 유틸리티에 표시된 대로 호스트 CPU 스레드는 해당 코어에서 순차적으로 정렬되지 않습니다. 또한 vCPU 스레드는 동일한 NUMA 노드에서 사용 가능한 최고 수준의 호스트 코어 세트에 고정되어야 합니다. 테이블 그림은 아래의 샘플 토폴로지 섹션을 참조하십시오.

      a 및 b. 단계를 위한 XML 구성은 다음과 유사합니다.

      <cputune>
        <vcpupin vcpu='0' cpuset='1'/>
        <vcpupin vcpu='1' cpuset='4'/>
        <vcpupin vcpu='2' cpuset='2'/>
        <vcpupin vcpu='3' cpuset='5'/>
        <vcpupin vcpu='4' cpuset='7'/>
        <vcpupin vcpu='5' cpuset='10'/>
        <vcpupin vcpu='6' cpuset='8'/>
        <vcpupin vcpu='7' cpuset='11'/>
        <emulatorpin cpuset='6,9'/>
      </cputune>

   3. 1GiB 대규모 페이지를 사용하도록 VM을 설정합니다.

      <memoryBacking>
        <hugepages>
          <page size='1' unit='GiB'/>
        </hugepages>
      </memoryBacking>

   4. 호스트의 해당 NUMA 노드의 메모리를 사용하도록 VM의 NUMA 노드를 구성합니다. 이렇게 하려면 < numatune/> 섹션에서 <memnode /> 요소를 사용합니다.

      <numatune>
        <memory mode="preferred" nodeset="1"/>
        <memnode cellid="0" mode="strict" nodeset="0"/>
        <memnode cellid="1" mode="strict" nodeset="1"/>
      </numatune>

   5. CPU 모드가 host-passthrough 로 설정되어 있고 CPU가 passthrough 모드에서 캐시를 사용하는지 확인합니다.

      <cpu mode="host-passthrough">
        <topology sockets="2" cores="2" threads="2"/>
        <cache mode="passthrough"/>

6. 결과적으로 VM의 XML 구성에 다음과 유사한 섹션이 포함되어 있는지 확인합니다.

   [...]
     <memoryBacking>
       <hugepages>
         <page size='1' unit='GiB'/>
       </hugepages>
     </memoryBacking>
     <vcpu placement='static'>8</vcpu>
     <cputune>
       <vcpupin vcpu='0' cpuset='1'/>
       <vcpupin vcpu='1' cpuset='4'/>
       <vcpupin vcpu='2' cpuset='2'/>
       <vcpupin vcpu='3' cpuset='5'/>
       <vcpupin vcpu='4' cpuset='7'/>
       <vcpupin vcpu='5' cpuset='10'/>
       <vcpupin vcpu='6' cpuset='8'/>
       <vcpupin vcpu='7' cpuset='11'/>
       <emulatorpin cpuset='6,9'/>
     </cputune>
     <numatune>
       <memory mode="preferred" nodeset="1"/>
       <memnode cellid="0" mode="strict" nodeset="0"/>
       <memnode cellid="1" mode="strict" nodeset="1"/>
     </numatune>
     <cpu mode="host-passthrough">
       <topology sockets="2" cores="2" threads="2"/>
       <cache mode="passthrough"/>
       <numa>
         <cell id="0" cpus="0-3" memory="2" unit="GiB">
           <distances>
             <sibling id="0" value="10"/>
             <sibling id="1" value="21"/>
           </distances>
         </cell>
         <cell id="1" cpus="4-7" memory="2" unit="GiB">
           <distances>
             <sibling id="0" value="21"/>
             <sibling id="1" value="10"/>
           </distances>
         </cell>
       </numa>
     </cpu>
   </domain>

7. 선택 사항: 해당 툴 및 유틸리티를 사용하여 VM 최적화의 영향을 평가하여 VM의 성능을 테스트합니다.