大页面功能可大幅度提高系统性能表现

日期: 2014-01-25 作者:Sander van Vugt翻译:王学强 来源:TechTarget中国 英文

部署KVM虚拟机非常简单:启动常用的KVM安装包,运行完整个流程就可以完成创建。这是一种创建虚拟机的快捷方式,但是这种简单方式不能提供最好的性能表现。 KVM主机提供了许多额外的特性,包括支持大页面技术,通过使用大页面技术,可以实现更加高效的内存分配,提高虚拟机(VM)的整体性能表现,并且其配置过程并不复杂。 大页面技术允许Linux内核使用一种更加高效的地址解析方式。

默认情况下, Linux使用4096 byte内存页面文件来管理内存,这意味一个具有1GB RAM的虚拟机会产生26万2144个内存页面文件,将会占用大量的系统管理开销。 而Linux内核大页面技术允许你定义默认大小为2MB的大……

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部署KVM虚拟机非常简单:启动常用的KVM安装包,运行完整个流程就可以完成创建。这是一种创建虚拟机的快捷方式,但是这种简单方式不能提供最好的性能表现。

KVM主机提供了许多额外的特性,包括支持大页面技术,通过使用大页面技术,可以实现更加高效的内存分配,提高虚拟机(VM)的整体性能表现,并且其配置过程并不复杂。

大页面技术允许Linux内核使用一种更加高效的地址解析方式。默认情况下, Linux使用4096 byte内存页面文件来管理内存,这意味一个具有1GB RAM的虚拟机会产生26万2144个内存页面文件,将会占用大量的系统管理开销。

而Linux内核大页面技术允许你定义默认大小为2MB的大页面内存文件。在一个具有1GB RAM的虚拟机中,使用2MB的大型页面文件减少了内存页面文件的数量,Linux内核需要管理的文件数量只有512个,极大地降低了系统管理开销。

在开始分配大页面文件之前,你需要了解为大页面文件预留的内存不能在用于其它应用。因此,你需要计算想要为主机操作系统预留多少内存,为虚拟机分配多少内存。

配置hugetlbfs文件系统

Linux可以使用两种不同类型的大页面文件:透明大页面文件和hugetlbfs文件系统。对于用于KVM虚拟机的主机来说,使用hugetlbfs文件系统更加高效。配置过程包括两个步骤:

• 需要创建一个挂载点。使用命令mkdir /huge

• Hugetlbfs文件系统需要在/etc/fstab中进行挂载。在/etc/fstab中使用如下命令完整挂载:

hugetlbfs  /huge  hugetlbfs  defaults 0 0

在保存这些配置之前,需要检查你的分发设定。现在的分发系统,比如我的OpenSUSE 13.1测试系统,默认使用hugetlbfs,挂载到 /dev/hugepages目录下。

下一步,你需要确保已经为虚拟机预留了需要使用的大页面文件。这需要通过/proc/sys 文件系统。为了让内核知道下次启动时应该预留512个大型页面文件,需要在/etc/sysctl.conf中包含以下命令:

vm.nr_hugepages = 512

为了确保其能够正常运行,重启你的电脑。在重启之后,使用下面的命令验证大页面文件是否已经正常初始化:

mount | grep huge

grep Huge /proc/meminfo

如果最后一条命令返回了如下结果,则证明已经正确配置了大页面文件:

msh:~ # grep Huge /proc/meminfo

AnonHugePages:       30720 kB

HugePages_Total:     512

HugePages_Free: 512

HugePages_Rsvd: 0

HugePages_Surp: 0

Hugepagesize:       2048 kB

这时你的系统已经准备好,你可以在开启大页面文件支持的情况下启动虚拟机。使用带有--mem-path /huge参数的命令qemu-x86_64来告诉虚拟机其已经可以支持大型页面文件了。你是否感觉到性能有所改善了?之后你就可以在KVM配置文件中将大页面文件支持作为默认配置了。

使用大页面文件可以使得主机操作系统的内存管理更加高效。配置大页面文件并不复杂,但是在将其作为永久解决方案之前需要确保其已经经过良好的测试。

翻译

王学强
王学强

TechTarget特邀编辑,毕业于计算机专业,现任职于外企IT分析师,负责网络、防火墙和服务器等系统运维工作,对虚拟化、网络安全和渗透测试拥有浓厚兴趣,工作外热爱旅行、汽车和健身。

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