KVM虚拟机按需优化实例

一、KVM为什么要调优

• 性能的损耗是矛盾的根源，KVM采用全虚拟化技术，全虚拟化要由一个软件来模拟硬件层，故有一定的损耗，特别是I/O输入输出。
• KVM性能优化主要在CPU、内存、I/O这几方面，当然在这几方面也是要分场景的，不同场景优化方向也是不同的。

二、KVM优化思路及步骤

1、CPU优化

• 要考虑CPU的数量问题，所有guestcpu的总数目不要超过物理机CPU总数目，如果超过，则将对性能带来严重影响，建议选择复制主机CPU配置。

2、内存优化

(1)KSM---kernel Samepage Merging 相同页合并

• 内存分配的最小单位是page（页面），默认大小是4KB，可以将host主机内容相同的内存合并，以节省内存的使用。
• 当KVM上运行许多相同系统的客户机时，客户机之间将有很多内存页是完全相同的，特别是只读的内核代码页完全可以在客户机之间共享，从而减少客户机占用的内存资源，也能同时运行更多的客户机。

ll //sys/kernel/mm/ksm/

• 查看KSM是否开启

cat run

[root@bogon ksm]# cat run    //是否开启KSM，0为关闭，1为开启
0
[root@bogon ksm]# echo 1 > run  //临时开启KSM，只能使用重定向，不支持VI编辑器
                                //若想永久开启，可在/etc/rc.local中添加echo 1 > /sys/kernel/mm/ksm/run,让KSM开机自动运行
[root@bogon ksm]# cat pages_to_scan  //定期扫描相同页，sleep_millisecs决定多长时间
                                     //pages_to_scan决定每次查看多少个页面
                                     //默认是100，越大越好，超过2000无效，需要开启两个服务ksmtuned和tuned,支持更多页面

(2)对内存设置限制

• 如果我们有多个虚拟机，为了防止某个虚拟机无节制的使用内存资源，导致其他虚拟机无法正常使用，就需要对使用的内存进行限制。

virsh memtune c7-1 //查看当前虚拟机的内存限制，单位为KB

hard_limit     : 无限制       //强制最大内存
soft_limit     : 无限制       //可用最大内存
swap_hard_limit: 无限制       //强制最大swap使用大小

• 设置强制最大内存为100MB，在线生效。

virsh memtune c7-1 --hard-limit 1024000 --live

3、大页后端内存

• 在逻辑地址想物理地址转换时，CPU保持一个翻译后备缓冲器TLB，用来缓冲转换结果，而TLB容量很小，所以如果page很小，TLB很容易就充满，这样就容易导致cache miss，相反page变大，TLB需要保存的缓存项就变少，就会减少cache miss，通过为客户端提供大页后端内存，就能减少客户机消耗的内存并提高TLB命中率，从而提高KVM性能。

• 查看内存信息，无可用大页

cat /proc/meminfo

HugePages_Total:       0
HugePages_Free:        0
HugePages_Rsvd:        0
HugePages_Surp:        0

• 指定大页需要的内存页面数量

echo 25000 > /proc/sys/vm/nr_hugepages //临时生效

• 永久生效

sysctl -w vm.nr_hugepages=25000
或者
vim /etc/sysctl.conf
vm.nr_hugepages=25000    //添加行，执行sysctl -p 立即生效

• 关闭虚拟机，编辑虚拟机XML配置文件使用大页来分配内存。

virsh destroy c7-1 vim /etc/libvirt/qemu/c7-1.xml

......
<domain type='kvm'>
  <name>c7-1</name>
  <uuid>09ea8217-8943-47b1-9275-63b0357d31e2</uuid>
  <memory unit='KiB'>2097152</memory>
  <currentMemory unit='KiB'>2097152</currentMemory>
  <memoryBacking><hugepages/></memoryBacking>   //添加，使用大页
  <vcpu placement='static'>1</vcpu>
  <os>
    <type arch='x86_64' machine='pc-i440fx-rhel7.0.0'>hvm</type>
    <boot dev='hd'/>
......

• 重启KVM服务，打开虚拟机，查看大页内存是否生效。

systemctl restart libvirtd.service virsh start c7-1 cat /proc/meminfo | grep HugePage

• 关闭虚拟机，再查看大页内存是否有变化。

4、I/O优化

• 在实际的生产环境中，为了米面过度消耗磁盘资源而对其他的虚拟机造成影响，我们希望每台虚拟机对磁盘资源的消耗是可控的，比如多个虚拟机往硬盘中写数据，谁可以优先写，就可以调整I/O的权重weight，权重越高写入磁盘的优先级越高。

• 对磁盘I/O控制方式有两种方式：

在整体中的权重，范围在100~1000.

限制具体的I/O.

• 针对虚拟机权重设置

virsh blkiotune c7-1 //查看当前虚拟机权重状态

virsh blkiotune c7-1 --weight 500 //通过命令修改权重为500

5、系统调优工具tuned/tuned-adm

• tuned是服务端程序，用来监控和收集系统各个组件的数据，并依据数据提供的信息动态调整系统设置，达到动态优化系统的目的。
• tuned-adm是客户端程序，用来和tuned打交道，用命令行的管理方式和配置tuned/tuned-adm，提供了一些预先配置的优化方案可直接使用。

yum install tuned -y service tuned start tuned-adm active tuned-adm list

• 更改解决方案

tuned-adm profile desktop

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