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OpenShift Container Platform
4.17
可伸缩性和性能
第 15 章置备实时和低延迟工作负载

第 15 章置备实时和低延迟工作负载

许多企业需要高性能计算和低可预测延迟，特别是在金融和电信行业中。

OpenShift Container Platform 提供 Node Tuning Operator 来实现自动性能优化，以便为 OpenShift Container Platform 应用程序实现低延迟性能和响应时间。您可以使用性能配置集配置进行这些更改。您可以将内核更新至 kernel-rt，为集群和操作系统日常任务保留 CPU，包括 pod infra 容器，为应用程序容器隔离 CPU 来运行工作负载，并禁用未使用的 CPU 来减少功耗。

注意

在编写应用程序时，请遵循 RHEL for Real Time 进程和线程中介绍的常规建议。

15.1. 将低延迟工作负载调度到具有实时功能的 worker
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您可以将低延迟工作负载调度到应用实时功能的 worker 节点上。

注意

要将工作负载调度到特定的节点上，请使用 Pod 自定义资源(CR)中的标签选择器。标签选择器必须与附加到机器配置池的节点匹配，这些池是为低延迟配置的。

先决条件

已安装 OpenShift CLI(oc)。
您已以具有 cluster-admin 权限的用户身份登录。
您已在集群中应用了性能配置集，用于针对低延迟工作负载调整 worker 节点。

流程

为低延迟工作负载创建 Pod CR，并在集群中应用它，例如：

配置为使用实时处理的 Pod 规格示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dynamic-low-latency-pod
  annotations:
    cpu-quota.crio.io: "disable" 
    cpu-load-balancing.crio.io: "disable" 
    irq-load-balancing.crio.io: "disable" 
spec:
  securityContext:
    runAsNonRoot: true
    seccompProfile:
      type: RuntimeDefault
  containers:
  - name: dynamic-low-latency-pod
    image: "registry.redhat.io/openshift4/cnf-tests-rhel8:v4.17"
    command: ["sleep", "10h"]
    resources:
      requests:
        cpu: 2
        memory: "200M"
      limits:
        cpu: 2
        memory: "200M"
    securityContext:
      allowPrivilegeEscalation: false
      capabilities:
        drop: [ALL]
  nodeSelector:
    node-role.kubernetes.io/worker-cnf: "" 
  runtimeClassName: performance-dynamic-low-latency-profile 
# ...

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dynamic-low-latency-pod
  annotations:
    cpu-quota.crio.io: "disable"


    cpu-load-balancing.crio.io: "disable"


    irq-load-balancing.crio.io: "disable"


spec:
  securityContext:
    runAsNonRoot: true
    seccompProfile:
      type: RuntimeDefault
  containers:
  - name: dynamic-low-latency-pod
    image: "registry.redhat.io/openshift4/cnf-tests-rhel8:v4.17"
    command: ["sleep", "10h"]
    resources:
      requests:
        cpu: 2
        memory: "200M"
      limits:
        cpu: 2
        memory: "200M"
    securityContext:
      allowPrivilegeEscalation: false
      capabilities:
        drop: [ALL]
  nodeSelector:
    node-role.kubernetes.io/worker-cnf: ""


  runtimeClassName: performance-dynamic-low-latency-profile


# ...

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1: 在 pod 运行时禁用 CPU 完全公平调度程序(CFS)配额。
2: 禁用 CPU 负载均衡。
3: 选择 pod 不在节点上的中断处理。
4: nodeSelector 标签必须与您在 Node CR 中指定的标签匹配。
5: runtimeClassName 必须与集群中配置的性能配置集的名称匹配。

以 performance-<profile_name> 格式输入 pod runtimeClassName，其中 <profile_name> 是来自 PerformanceProfile YAML 中的 名称。在上例中，名称是 performance-dynamic-low-latency-profile。

确保 pod 正确运行。状态应该为 running，并应正确设置了 cnf-worker 节点：

oc get pod -o wide

$ oc get pod -o wide

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预期输出

NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE
dynamic-low-latency-pod  1/1     Running   0          5h33m   10.131.0.10  cnf-worker.example.com

NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE
dynamic-low-latency-pod  1/1     Running   0          5h33m   10.131.0.10  cnf-worker.example.com

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获取为 IRQ 动态负载均衡配置的 pod 运行 CPU：

oc exec -it dynamic-low-latency-pod -- /bin/bash -c "grep Cpus_allowed_list /proc/self/status | awk '{print $2}'"

$ oc exec -it dynamic-low-latency-pod -- /bin/bash -c "grep Cpus_allowed_list /proc/self/status | awk '{print $2}'"

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预期输出

Cpus_allowed_list:  2-3

Cpus_allowed_list:  2-3

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验证

确保正确应用节点配置。

登录节点以验证配置。
```
oc debug node/<node-name>
```
```
$ oc debug node/<node-name>
```
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验证可以使用节点文件系统：
```
chroot /host
```
```
sh-4.4# chroot /host
```
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预期输出
```
sh-4.4#
```
```
sh-4.4#
```
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确保默认系统 CPU 关联性掩码不包括 dynamic-low-latency-pod CPU，如 CPU 2 和 3。
```
cat /proc/irq/default_smp_affinity
```
```
sh-4.4# cat /proc/irq/default_smp_affinity
```
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输出示例
```
33
```
```
33
```
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确定系统 IRQ 没有配置为在 dynamic-low-latency-pod CPU 上运行：

find /proc/irq/ -name smp_affinity_list -exec sh -c 'i="$1"; mask=$(cat $i); file=$(echo $i); echo $file: $mask' _ {} \;

sh-4.4# find /proc/irq/ -name smp_affinity_list -exec sh -c 'i="$1"; mask=$(cat $i); file=$(echo $i); echo $file: $mask' _ {} \;

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输出示例

/proc/irq/0/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/1/smp_affinity_list: 5
/proc/irq/2/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/3/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/4/smp_affinity_list: 0
/proc/irq/5/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/6/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/7/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/8/smp_affinity_list: 4
/proc/irq/9/smp_affinity_list: 4
/proc/irq/10/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/11/smp_affinity_list: 0
/proc/irq/12/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/13/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/14/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/15/smp_affinity_list: 0
/proc/irq/24/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/25/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/26/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/27/smp_affinity_list: 5
/proc/irq/28/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/29/smp_affinity_list: 0
/proc/irq/30/smp_affinity_list: 0-5

/proc/irq/0/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/1/smp_affinity_list: 5
/proc/irq/2/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/3/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/4/smp_affinity_list: 0
/proc/irq/5/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/6/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/7/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/8/smp_affinity_list: 4
/proc/irq/9/smp_affinity_list: 4
/proc/irq/10/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/11/smp_affinity_list: 0
/proc/irq/12/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/13/smp_affinity_list: 0-5
/proc/irq/14/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/15/smp_affinity_list: 0
/proc/irq/24/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/25/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/26/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/27/smp_affinity_list: 5
/proc/irq/28/smp_affinity_list: 1
/proc/irq/29/smp_affinity_list: 0
/proc/irq/30/smp_affinity_list: 0-5

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警告

当您调整节点以实现低延迟时，执行探测与需要保证 CPU 的应用程序一起使用可能会导致延迟激增。使用其他探测（如正确配置的一组网络探测作为替代方案）。

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