kvm虛擬機(jī)性能分析之內(nèi)存性能

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1、Kvm虛擬機(jī)性能分析之內(nèi)存性能1摘要內(nèi)存虛擬化，最主要的是實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)虛擬地址(GuestVirtualAddress,GVA)到宿主機(jī)物理地址之間的轉(zhuǎn)換。根據(jù)上述客戶機(jī)物理地址到宿主機(jī)物理地址之間的轉(zhuǎn)換以及客戶機(jī)頁表，即可實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)虛擬地址空間到客戶機(jī)物理地址空間之間的映射，也即GVA到HPA的轉(zhuǎn)換。顯然通過這種映射方式，客戶機(jī)的每次內(nèi)存訪問都需要KVM介入，并由軟件進(jìn)行多次地址轉(zhuǎn)換，其效率是非常低的。因此，為了提高GVA到HPA轉(zhuǎn)換的效率，KVM提供了兩種實(shí)現(xiàn)方式來進(jìn)行客戶機(jī)虛擬地址到宿主機(jī)物理地址之間的直接轉(zhuǎn)

2、換。其一是基于純軟件的實(shí)現(xiàn)方式，也即通過影子頁表(ShadowPageTable)來實(shí)現(xiàn)客戶虛擬地址到宿主機(jī)物理地址之間的直接轉(zhuǎn)換。其二是基于硬件對虛擬化的支持，來實(shí)現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)換(即EPT技術(shù))。EPT技術(shù)由于其內(nèi)存轉(zhuǎn)換更為直接，所以可以獲得物理機(jī)更多的內(nèi)存性能。虛擬化內(nèi)存優(yōu)化項(xiàng)包括EPT、大頁、ksm,下面一個(gè)一個(gè)來介紹。2內(nèi)存優(yōu)化技術(shù)簡介EPT針對內(nèi)存的使用，存在邏輯地址和物理地址的轉(zhuǎn)換，這個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)通過pagetable來進(jìn)行的，并II轉(zhuǎn)換過程由cpuvmm硬件加速，速度是很快速的。但是弓丨入vm之后，v

3、mvaddr>vmpadddr>hostpaddr,首先vm需要進(jìn)行邏輯地址和物理地址的轉(zhuǎn)換，但是vm的物理地址還是host機(jī)的邏輯地址，需要再進(jìn)行一次邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，所以這個(gè)過程冇2次地址轉(zhuǎn)換,效率非常低。RPT頁表相對于影子貞表，其實(shí)現(xiàn)方式大大簡化。而H，由于客戶機(jī)內(nèi)部的缺頁異常也不會(huì)致使客戶機(jī)退出，因此提高了客戶機(jī)運(yùn)行的性能。此外，KVM只需為每個(gè)客戶機(jī)維護(hù)一套EPT頁表，也大大減少了內(nèi)存的額外開銷。我們運(yùn)用了kvm技術(shù)，默認(rèn)己經(jīng)開啟了EPT功能。通過下述命令，我們可以驗(yàn)證是否使用了EPT技術(shù)。l

4、smod

5、grepkvm結(jié)果中有kvm的兩個(gè)模塊出現(xiàn)：[root@host211?]#lsmod

6、grepkvmkvmintelkvm14272894308841kvmintel大頁：巨型頁與透明巨型頁X86默認(rèn)的內(nèi)存頁大小是4KB，但是也可以使用2MB或者1GB的巨型頁，系統(tǒng)的巨型頁可以傳輸過虛擬機(jī)，KVM虛擬機(jī)可以通過分配巨型頁提高性能。在CentOS5上面，需要手工配置巨型頁。在CentOS6上面啟用一種叫作透明巨型頁的技術(shù)，默認(rèn)開啟巨型頁，并且可以自動(dòng)調(diào)整。使用巨型頁可以提升內(nèi)存的分配效率，提升系統(tǒng)性能。

7、巨型頁可以手工配置，也可以使用透明巨型頁技術(shù)。巨型頁可以手工配置的壞處：必須手工配置，虛擬機(jī)的數(shù)量、可用的內(nèi)存、虛擬機(jī)的啟動(dòng)、關(guān)閉、遷移都需要重新配置，并且不能使用swap。使用透明巨頁內(nèi)存的好處：可以使用swap,內(nèi)存頁默認(rèn)大小是2MB，需要使用swap的時(shí)候，內(nèi)存被分割為4KB。對用戶透明，不需要用戶做特殊配罝。不需要root權(quán)限。不需要依賴某種庫文件。2.透明巨型頁內(nèi)存配罝CentOS6.x默認(rèn)啟用透明巨型頁內(nèi)存。查看目前狀態(tài)：cat/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/e

8、nabled[always]madvisenever修改配置：echonever>/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled參數(shù)說明如下：never：關(guān)閉，不使用透明內(nèi)存。alway：盡量使用透明內(nèi)存，掃描內(nèi)存，有512個(gè)4KB頁面可以整合，就整合成一個(gè)2MB的頁面。madvise：避免改變內(nèi)存占用。使用情況監(jiān)控：可以查看/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/khugepaged下的信息opages_to_scan（默認(rèn)4096=16M

9、B）:—個(gè)掃描周期被掃描的內(nèi)存頁數(shù)。scans1eep_millisecs（默認(rèn)10000=10sec）:多長時(shí)間掃描一次。allocsleepmillisecs（默認(rèn)60000=60sec）：多長時(shí)間整理一次碎片。也可以查看/proc/meminfo信息。grepHuge/proc/meminfoAnonHugePages:266240kBHugePagesTotal:0HugePages_Free:0HugcPagcsRsvd:0HugcPagcsSurp:0Ilugcpagcsizc:2048kB使用注意要

10、點(diǎn)：虛擬機(jī)和宿主機(jī)都需要啟動(dòng)THP,這樣可以獲得以下好處。虛擬機(jī)的CPU可以使用2MB的TLB。相同的算法。相同的代碼。相同的內(nèi)核鏡像。2.巨型頁手工配置(1)虛擬機(jī)巨型頁手工配置有的場景需要手工配置虛擬機(jī)可以使用的巨型頁數(shù)量。通過配置虛擬機(jī).xml文件，可以指定虛擬機(jī)可以使用的巨型頁數(shù)量。