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14.8. 虚拟机性能监控工具

要确定什么消耗了最多的 VM 资源，以及虚拟机性能的哪方面需要优化，可以使用性能诊断工具，包括通用的和特定于虚拟机的。

默认操作系统性能监控工具

要进行标准性能评估，您可以使用主机和客户机操作系统默认提供的工具：

  • 在 RHEL 8 主机上，以 root 用户身份使用 top 工具或 system monitor 应用程序，并在输出中查找 qemu 和 virt。这显示了您的虚拟机消耗的主机系统资源量。

    • 如果监控工具显示任何 qemu 或 virt 进程消耗了大量的主机 CPU 或内存量，请使用 perf 工具进行调查。详情请查看以下信息。
    • 另外，如果 vhost_net 线程进程（如 vhost_net-1234 ）被显示为消耗大量主机 CPU 容量，请考虑使用 虚拟网络优化功能，如 multi-queue virtio-net。

  • 在客户机操作系统上，使用系统上可用的性能工具和应用程序来评估哪些进程消耗了最多的系统资源。

    • 在 Linux 系统上，您可以使用 top 工具。
    • 在 Windows 系统中，您可以使用 Task Manager 应用程序。

perf kvm

您可以使用 perf 工具收集并分析有关 RHEL 8 主机性能的特定于虚拟化的统计。要做到这一点：

  1. 在主机上安装 perf 软件包： 

    # yum install perf
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  2. 使用 perf kvm stat 命令之一来显示您的虚拟化主机的 perf 统计信息：

    • 若要实时监控 hypervisor ，请使用 perf kvm stat live 命令。
    • 要记录一段时间内 hypervisor 的 perf 数据，请使用 perf kvm stat record 命令激活日志记录。在命令被取消或中断后，数据保存在 perf.data.guest 文件中，可以使用 perf kvm stat report 命令进行分析。

  3. 分析 VM-EXIT 事件类型及其分发的 perf 输出。例如，PAUSE_INSTRUCTION 事件应当不常发生，但在以下输出中，此事件的频繁发生表明主机 CPU 没有很好地处理正在运行的 vCPU。在这种场景下，请考虑关闭某些处于活动状态的虚拟机，从这些虚拟机中删除 vCPU，或者 调优 vCPU 的性能。 

    # 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.
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    perf kvm stat 输出中表明有问题的其它事件类型包括：

有关使用 perf 监控虚拟化性能的更多信息，请参阅您系统上的 perf-kvm 手册页。

numastat

要查看系统当前的 NUMA 配置，您可以使用 numastat 工具，该工具通过安装 numactl 软件包来提供。

以下显示了一个有 4 个运行虚拟机的主机，各自从多个 NUMA 节点获取内存。这不是 vCPU 性能的最佳方案，并保证调整： 

# 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
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相反，以下显示单个节点为每个虚拟机提供内存，这效率显著提高。 

# 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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