Red Hat Enterprise Linux 6 Оптимизация производительности



Pdf просмотр
страница2/7
Дата04.11.2016
Размер0.66 Mb.
Просмотров1278
Скачиваний1
1   2   3   4   5   6   7
SAN
Сети хранения данных) используют протоколы Fibre Channel и для удаленного доступа к данным. Инфраструктура Fibre Channel объединяет в себе адаптеры шин, коммутаторы, массивы данных и характеризуется высокой скоростью работы и пропускной способностью. Пространство данных отделено от сети, что обеспечивает определенный уровень гибкости при дизайне системной структуры.
Главным достоинством является возможность создания окружения для администрирования пространства хранения д анных:
управление доступом к пространству хранения данных управление большими объемами данных подготовка систем;
резервное копирование и репликация данных создание снимков;
восстановление систем;
обеспечение целостности данных миграция д анных.
GFS2
Файловая система GFS2 (Global File System 2) допускает одновременное выполнение чтения и записи данных, расположенных на разных узлах в кластере. Таким образом, узлы смогут обращаться код ними тем же данным, как будто они расположены на одном д иске.
За поддержку целостности данных при одновременном выполнении операций чтения и записи отвечает механизм блокирования DLM (Distributed Lock Manager), разрешающий только одной системе выполнять запись взад анное место в определенный момент идеально подходит для отработки отказа приложений, для которых высокая готовность накопителей является критически важным фактором.
За дальнейшей информацией обратитесь к руководству по администрированию кластера и по адресу. Конвергенция сетей

Глава 1. Обзор
13
Наиболее распространенным способом взаимодействия компьютеров посети является в то время как для передачи данных используется выделенное окружение Fibre Channel Довольно часто управление системами также осуществляется из выделенных сетей или при помощи пульсирующих сигналов
Созд ание множества каналов подключения к каждому серверу является дорогими громоздким решением, именно поэтому и возникла необходимость объединения соединений, что реализуется при помощи протоколов FCoE и Internet Протокол FCoE (Fibre Channel over Ethernet) использует физическую инфраструктуру 10GbE для передачи пакетов данных через единственную конвергентную карту (CNA, converged network
card). Стандартный трафик TCP/IP и операции передачи данных тоже могут обрабатываться подобным образом. Конвергенция сетей позволяет использовать одну сетевую карту для обработки множества сетевых под ключений.
Д остоинства Сокращение числа соединений сокращает число сетевых подключений в два раза. При необходимости можно использовать больше каналов связи, однако одного такого подключения обычно достаточно для обработки сетевого трафика и данных. Обычно такая схема подходит для компактных серверов в силу экономии места.
Экономичность
Сокращение числа подключений ведет к снижению количества используемых сетевых адаптеров, кабелей и сетевых коммутаторов, тем самым значительно снижая себестоимость сетевой инфраструктуры. Так как со временем цена оборудования тоже уменьшается, экономия растет в геометрической прогрессии.
С учетом того, что себестоимость технологии 10GbE также постепенно снижается, а конвергентные сетевые адаптеры интегрируются вод ну микросхему, их доступность приводит к все более широкому использованию, что со временем приведет к снижению цен.
iSCSI
Протокол iSCSI (Internet SCSI) тоже используется для конвергенции сетей и предоставляет альтернативу FCoE. Несмотря на то что iSCSI не включает полный диапазон функций управления, его достоинствами являются гибкость и экономичность
Red Hat Certified Eng ineer (см . http ://www.red hat.co m/training /certificatio ns/rhce/
).
[2] Пульс — обмен сообщениями между системами с целью проверки их состояния. Если система не отвечает, этом о жет служить знаком ее сбоя, после чего она может быть отключена, а ее функции переданы другой системе Оптимизация производительности Глава 2. Особенности производительности Red Hat

Enterprise Linux 6
2.1. разрядные процессоры Hat Enterprise Linux 6 поддерживает разрядные процессоры, которые теоретически могут использовать до эксабайт памяти. В Red Hat Enterprise Linux 6 также официально поддерживается до терабайт физической памяти.
В будущих выпусках Red Hat Enterprise Linux 6 размер поддерживаемой памяти будет увеличиваться, так как Red Hat будет продолжать совершенствовать функции, позволяющие использовать блоки памяти больших размеров. Примеры такой оптимизации в Red Hat Enterprise
Linux 6 включают:
Прозрачные и очень большие страницы
Улучшения неравномерного доступа к памяти
Д алее они будут рассмотрены более под робно.
Прозрачные и очень большие страницы
Реализация очень больших страниц в Red Hat Enterprise Linux 6 увеличивает эффективность управления памятью независимо от уровня нагрузки. Размер больших страниц составляет 2 МБ
(размер стандартной страницы равен 4 КБ, что облегчает масштабирование приложений,
позволяя работать с гигабайтами и даже терабайтами памяти.
Управлять большими страницами вручную довольно сложно, поэтому Red Hat Enterprise представляет концепцию прозрачных страниц для автоматизации задач управления.
Разд ел 5.2, Увеличение размера страниц содержит подробную информацию.
Оптимизация Современные системы поддерживают неравномерный доступ к памяти (NUMA, Non-Uniform
Memory Access). NUMA значительно упрощает проектирование схемы оборудования для крупных систем, нов тоже время усложняет разработку приложений. Представим ситуацию, где работает и с локальной, и суд аленной памятью. Так как обращение к удаленной памяти занимает намного дольше по сравнению с локальным доступом, это негативно скажется на производительности операционной системы, приложений, и поэтому конфигурацию системы потребуется откорректировать Hat Enterprise Linux 6 включает оптимизированные функции управления пользователями и приложениями в системах NUMA, включая привязку процессоров, объединение их в наборы cpuset, утилиту numactl, а также контрольные группы, позволяющие сопоставить приложения процессорам.
Разд ел 4.1.1, Топология NUMA»
содержит дальнейшую информацию о NUMA в Red Hat
Enterprise Linux 6.
2.2. Спин-блокировка
При проектировании систем следует помнить, что процессы нед олжны изменять память,
используемую другими процессами. Такие изменения могут привести к искажению данных и сбою системы. Чтобы этого не случилось, операционная система блокирует участок памяти,
Глава 2. Особенности производительности выполняет операцию и снова его освобожд ает.
Распространенным решением является спин-блокирование — блокирование с ожиданием, то есть процесс периодически проверяет наличие доступа к разделяемому ресурсу и блокирует его,
как только ресурс освобождается. Если к ресурсу обращается несколько процессов, доступ получит тот процесс, который первым запросил его состояние после освобожд ения.
Нед остаток этого подхода состоит в том, что в системе NUMA не все процессы обладают равноправным доступом. Процессы, выполняемые на том же узле NUMA, где расположен разделяемый ресурс, имеют преимущество, в то время как удаленные процессы не смогут часто его использовать, и их производительность пострадает решает эту задачу при помощи спин-блокировок по мере поступления запросов, добавляя процессы в очередь, тем самым обеспечивая равномерность обработки.
Несмотря на то что такой тип блокировки характеризуется более высокими издержками, он значительно облегчает масштабирование и увеличивает производительность в системах NUMA.
2.3. Динамическая структура списков
Операционная система требует наличия определенного набора данных для каждого процессора.
В Red Hat Enterprise Linux 5 для этого в памяти выделяется массив фиксированного размера.
Обращение к массиву осуществляется посредством индексации, что идеально подходит для систем с небольшим числом процессоров в силу простоты и скорости.
Од нако при увеличении числа процессоров доступ к фиксированному массиву будет усложняться, так как все больше процессоров будут к нему обращаться.
В Red Hat Enterprise Linux 6 используется динамическая структура списков, что позволяет динамически изменять размер массива. Так, для восьми процессоров список будет содержать записей, ад ля 2048 процессоров — Динамический размер списков обеспечивает более тонкий контроль блокирования. Например, в многопроцессорной схеме можно будет параллельно обновить данные для процессоров 6, 72,
183, 657, 931 и 1546.
2.4. Безтактовое ядро
Раньше ядро периодически генерировало прерывание для опроса процессора. Полученные результаты использовались для распределения нагрузки.
Под обные прерывания (также известны как такты процессора) могут генерироваться сотни и тысячи разв секунду независимо от нагрузки, поэтому даже бездействующий процессор отвечает на множество таких запросов. Таким образом, процессоры не могут эффективно использовать режим энергосбережения.
Максимальный уровень энергосбережения достигается при переходе системы в спящий режим.
Чтобы предотвратить ненужные попытки пробуждения, ядро вместо периодических прерываний генерирует их при необход имости.
Безтактовое ядро позволяет поддерживать систему в спящем режиме и пробуждать ее только при получении зад аний.
За дальнейшей информацией обратитесь к руководству по управлению энергопотреблением по адресу Оптимизация производительности. Контрольные группы Hat Enterprise Linux предоставляет множество инструментов для оптимизации производительности растущих систем и адаптации к росту числа процессоров. Однако это требует наличия необходимых знаний и опыта. Раньше крупные системы были редкостью в силу их высокой стоимости, и это оправдывало индивидуальный подход. Постепенно они становились все более доступны, поэтому для их оптимизации стали требоваться более эффективные сред ства.
Зад ачу усложняет тот факт, что все чаще для консолидации служб используются мощные системы. Один сервер способен справляться с объемом нагрузки, для обработки которого раньше требовалось отд о 8 серверов. На сегодняшний день многие системы в среднем диапазоне намного мощнее ранних высокопроизводительных машин.
Большинство современных приложений изначально разрабатывается с учетом параллелизма.
Од нако немногие могут эффективно использовать больше восьми потоков, и их обычно устанавливают в процессорных системах.
Производ ительность стандартных систем уже достигла уровня производительности вчерашних дорогих машин. Высокая производительность по низкой себестоимости позволяет осуществлять обработку большего числа служб на меньшем числе машин.
Некоторые типы общих ресурсов (такие как каналы ввод а-вывод а) не всегда быстро адаптируются к увеличению числа процессоров, что может привести к длительным периодам ожидания освобождения ресурсов и негативно скажется на производительности приложений Hat Enterprise Linux 6 решает эту проблему с помощью контрольных групп. Контрольные группы (cgroups) позволяют предоставлять ресурсы по мере необходимости. Так, например,
ад министратор может выделить ресурсов четырех процессоров, 40% дискового ввода- вывода и 60 ГБ памяти приложению базы данных. Веб-приложению, которое выполняется на том же узле, может быть выделено два процессора, 50% сетевого трафика и 2 ГБ памяти.
Быстрод ействие поддерживается за счет ограничения потребления ресурсов процессами.
Д ополнительное преимущество контрольных групп состоит в их способности автоматической коррекции в зависимости от нагрузки.
Компоненты контрольных групп:
список зад ач,
ресурсы.
Назначенные группе задачи будут выполняться в ее пределах. Их дочерние процессы также будут выполняться в пределах группы, что позволяет ими управлять как единым целым.
Ад министратор может распределять следующие ресурсы:
наборы процессоров;
память;
ввод -вывод сетевые ресурсы.
Ад министратор может настроить число процессоров, сопоставить задачи процессорным узлами выделить процессорное время набору задач. Правильная настройка cpuset критична для достижения высокого уровня производительности и позволяет равномерно распределять вычислительные ресурсы между зад ачами.
[3]
Глава 2. Особенности производительности Управление ресурсами ввод а-вывод аи передачи данных посети осуществляется другими контроллерами.
Как уже говорилось, контрольные группы выделяют ресурсы приложениям, после чего система сможет автоматически распределять нагрузку между приложениями, поддерживая оптимальную работоспособность.
За дальнейшей информацией обратитесь к руководству по управлению ресурсами по адресу. Оптимизация файловой системы Hat Enterprise Linux 6 включает улучшенные возможности хранения данных, включая поддержку и XFS (см. Глава 7, Файловые системы

).
Ext4
Файловая система е в Red Hat Enterprise Linux 6 используется по умолчанию. Ее основной особенностью является увеличение максимального размера раздела до эксабайта и файла до ТБ. В свою очередь поддерживает файловые системы с максимальным размером 16 ТБ и файлы размером до ТБ. Другие достоинства уменьшение размера метаданных за счет использования экстентов;
отложенное выделение блоков;
контрольные суммы журналов.
Разд ел 7.3.1, «Ext4»
содержит более подробную информацию о файловой системе разрядная файловая система XFS включает функции журналирования и оптимально подходит для организации больших файлов и файловых систем на одном компьютере. изначально была рассчитана для работы на больших серверах. Особенности отложенное выделение блоков;
д инамическое выделение узлов;
инд ексация B-tree;
онлайн-д ефрагментация и увеличение размера файловой системы;
комплексные алгоритмы предварительного чтения метад анных.
Несмотря на то что размер XFS может исчисляться эксабайтами, Red Hat поддерживает максимум 100 ТБ (см. Раздел, Размер загрузочных дисков Обычно BIOS поддерживает диски размером до ТБ. Системы Red Hat Enterprise Linux использующие BIOS, могут поддерживать диски большего размера за счет использования
глобальной таблицы разделов. Исключение составляют загрузочные диски их размер не может превышать 2.2 ТБ. Дело в том, что BIOS изначально создавалась для и, несмотря на то что она постепенно развивалась, UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) лучше приспособлен для поддержки нового оборудования поддерживает, который может использоваться вместо BIOS. Такая схема допускает работу с разделами размером больше 2.2 ТБ (включая загрузочные Hat Enterprise Linux 6 Оптимизация производительности для 32-битных систем x86

Red Hat Enterprise Linux 6 не поддерживает в 32-битных системах x86.
UEFI в AMD64 и Intel Конфигурация загрузки UEFI и BIOS может значительно отличаться, поэтому при загрузке установленной системы должны использоваться те же микропрограммы что и при установке. То есть нельзя выполнить установку в системе си загрузить эту установку в системе с UEFI.
Red Hat Enterprise Linux 6 поддерживает. Если оборудование поддерживает, проблем с загрузкой Red Hat Enterprise Linux 6 не будет, но возможности новой версии будут недоступны содержит подробную информацию о спецификациях UEFI.
[3] Узел — набор процессоров или ядер в со кете.
Глава 2. Особенности производительности Глава 3. Анализ производительности

В этой главе рассматриваются утилиты мониторинга и анализа производительности системы и приложений, а также примеры их использования. Полученная сих помощью статистика поможет обнаружить слабые места в системе, снижающие производительность предоставляет собой каталог, отражающий иерархическую структуру файлов состояния ядра. Пользователи и программы могут обращаться к этому каталогу для получения информации о системе также содержит информацию об оборудовании и текущих процессах. Большинство файлов в этом каталоге доступно только для чтения, но некоторые (в /proc/sys) могут быть изменены.
За дальнейшей информацией обратитесь к руководству по развертыванию по адресу. Системные мониторы GNOME и KDE

GNOME и KDE предоставляют собственные программы для мониторинга производительности систем.
GNOME
Системный монитор GNOME возвращает информацию о системе и использовании ресурсов.
Чтобы его открыть, выполните команду или в главном меню системы выберите Приложения > Системные > Системный монитор.
Вклад ки программы:
Система
Информация об операционной системе и оборуд овании.
Процессы
Список активных процессов и их статус. Выбранные процессы могут быть остановлены,
запущены, завершены, или можно изменить их приоритет.
Ресурсы
Д иаграммы использования процессора, памяти, пространства подкачки и сети.
Файловые системы
Список файловых систем, включая их тип, каталог подключения, размер свободного и занятого пространства.
Под робную информацию о системном мониторе GNOME можно найти в его разделе справки или в руководстве по развертыванию по адресу Оптимизация производительности Системный монитор KDE позволяет наблюдать за нагрузкой системы и состоянием процессов. Чтобы его открыть, выполните команду или в главном меню выберите
Приложения > Система > Системный монитор.
Вклад ки системного монитора Таблица процессов
Список процессов в алфавитном порядке. Можно их отсортировать под ругим критериям:
по занятости процессора, памяти, владельцу или приоритету. Полученные результаты можно дополнительно отфильтровать.
Загрузка системы
Д иаграмма использования ресурсов процессора, памяти, пространства подкачки и сети.
Навед ите курсор на интересующий график для получения подробной информации.
За более подробной информацией обратитесь к справке программы. Команды мониторинга Hat Enterprise Linux также включает текстовые утилиты мониторинга производительности. Их преимущество состоит в том, что они могут работать за пределами уровня выполнения 5.
top
top показывает изменения статистики системы и активности процессов в реальном времени.
Формат результатов можно настроить с сохранением настроек после перезагрузки.
По умолчанию процессы упорядочены в зависимости от их нагрузки на процессор, что позволяет сразу увидеть, какие процессы потребляют больше всего ресурсов.
Под робную информацию о top можно найти на справочной странице man top.
ps
ps возвращает снимок состояния работающих процессов возвращает более подробную статистику чем top, ноне обновляет ее д инамически.
Под робную информацию можно найти на справочной странице man ps.
vm stat
vmstat позволяет получить подробную информацию об активности процессов, памяти,
процессора, ввод а-вывод а устройств и пр.
Получаемые с помощью vmstat отчеты тоже изменяются динамически, ноне так часто как Подробную информацию можно найти на справочной странице man vmstat.
sar
sar возвращает информацию об активности системы на текущий день. Стандартный формат включает статистику использования процессора через каждые минут.
Глава 3. Анализ производительности 2.96 0.00 96.79 12:20:01 AM all 0.09 0.00 0.13 3.16 0.00 96.61 12:30:01 AM all 0.09 0.00 0.14 2.11 0.00 97.66
sar подходит для генерации отчетов с заданным интервалом.
Под робную информацию можно найти на справочной странице man sar.
3.4. Tuned и ktune
tuned отслеживает занятость системных компонентов и динамически изменяет настройки системы исходя из полученной информации. Так, система сможет своевременно реагировать на изменение нагрузки, увеличивая производительность активных устройств и снижая энергопотребление неактивных в комбинации с tuned-adm предоставляет целый набор профилей для поддержки производительности и уменьшения энергопотребления. Их можно использовать готовыми или адаптировать исходя из требований окружения.
Профили Стандартный профиль энергосбережения. Включает модули для процессора и д исков.
latency-performance
Профиль для корректирования задержки ответа сервера. Отключает механизмы tuned и, изменяет режим cpuspeed на performance. Для контроля дискового ввода- вывода используется планировщик deadline. В качестве обязательного значения
cpu_dm a_latency регистрируется Профиль для коррекции производительности обработки данных. Рекомендуется при отсутствии доступа к большому хранилищу данных. Эквивалентно latency-
perform ance за исключением:
Минимальный интервал kernel.sched_min_granularity_ns равен миллисекунд ам.
Значение kernel.sched_wakeup_granularity_ns (предварительная активация)
равно 15 миллисекунд ам.
Значение vm.dirty_ratio равно Включены возможности прозрачного использования страниц большого размера.
enterprise-storage
Этот профиль рекомендуется для конфигурации пространства данных для крупных серверов уровня предприятия, что включает защиту кэша за счет переключения на питание от батареи и управление кэшем над иске. Аналогичен профилю throughput-
perform ance за исключением того, что повторное монтирование систем осуществляется с параметром barrier=0.
Red Hat Enterprise Linux 6 Оптимизация производительности Этот профиль рекомендуется для конфигурации пространства данных для крупных серверов уровня предприятия, что включает защиту кэша за счет переключения на питание от батареи и управление кэшем над иске. Аналогичен профилю throughput-
perform ance за исключением следующих факторов:
значение readahead равно файловые системы, которые не являются корневыми и загрузочными, монтируются с параметром barrier=0.
virtual-host
virtual-host основан на профиле enterprise-storage. Он уменьшает объем подкачки виртуальной памяти и допускает более агрессивный подход к записи грязных страниц.
Этот профиль доступен в Red Hat Enterprise Linux 6.3 и рекомендуется для хостов виртуализации, включая KVM и Red Hat Enterprise Зад альнейшей информацией обратитесь к руководству по управлению энергопотреблением по адресу. Профилирование приложений
Профилирование — сбор информации о выполнении программы с целью определения способов оптимизации ее быстродействия, уменьшения использования памяти и т.п. Средства профилирования приложений упрощают этот процесс Hat Enterprise Linux 6 предоставляет три инструмента профилирования SystemTap,
OProfile, Valgrind. Их детальное изучение выходит за рамки этого руководства, поэтому далее приведена лишь обзорная информация. SystemTap
SystemTap предназначен для мониторинга операционной системы и ядра. Полученная статистика аналогична выводу, но SystemTap дополнительно предоставляет функции для анализа и фильтрации полученных данных позволяет точно определить слабые места в работе системы и приложений.
На основе SystemTap построен дополнительный модуль для отвечающий за сбор статистики о состоянии программ, включая сведения о вызовах функций, их результатах, времени выполнения, переменных пространства пользователя.
За дальнейшей информацией обратитесь к документу под названием Введение в SystemTap
по адресу представляет собой утилиту мониторинга производительности систем Linux и использует собственные функции процессора для сбора статистики ядра и системы, что включает обращение к памяти, число запросов к кэшу L2 и полученных прерываний. OProfile может определить степень занятости процессора и идентифицировать процессы, которые чаще всего к нему обращаются.
Глава 3. Анализ производительности может использоваться в Eclipse в виде дополнительного модуля, что позволяет с легкостью определить наиболее ресурсоемкие фрагменты кода и выполнять функции OProfile из командной строки.
Ограничения OProfile включают:
Точность статистики не является стопроцентной, так анализ мог быть начат нес инструкции,
вызвавшей прерывание, ас соседней допускает, что процессы будут запускаться и останавливаться множество рази накапливает полученные результаты. При необходимости их можно очистить идентифицирует процессы, которым не хватает процессорных ресурсов, ноне определяет бездействующие процессы, ожидающие своей очеред и.
За дальнейшей информацией обратитесь к руководству развертыванию на сайте http://access.redhat.com/site/documentation/Red_Hat_Enterprise_Linux/
и к документации в версия. Valgrind
Valgrind предоставляет инструменты профилирования и коррекции производительности приложений. Сих помощью Valgrind идентифицирует ошибки памяти и потоков, а также позволяет своевременно обнаружить переполнение стека и архивов. Дополнительно можно создать профиль кэша и памяти кучи с целью определения факторов, которые помогут улучшить скорость работы приложения и уменьшить использование памяти анализирует работу приложения, выполняя его не на основном процессоре, а на его симуляторе, точно определяет задействованные процессы и отправляет собранную статистику взад анный файл или сетевой сокет. Время работы Valgrind зависит от используемых инструментов, но обычно занимает враз дольше по сравнению с выполнением кода напрямую может выполняться и без перекомпиляции приложения, но при компиляции можно включить отладочную информацию, что значительно облегчит поиск проблем в код е.
В Red Hat Enterprise Linux 6.4 для повышения эффективности отладки в Valgrind был добавлен отладчик Зад альнейшей информацией о Valgrind обратитесь к руководству по развертыванию по адресу или к справочной странице

Каталог: documentation -> ru-RU -> Red Hat Enterprise Linux
Red Hat Enterprise Linux -> Руководство по установке Установка Red Hat Enterprise Linux 7 на разных платформах
Red Hat Enterprise Linux -> Red Hat Enterprise Linux 6 Примечания к выпуску
Red Hat Enterprise Linux -> Red Hat Enterprise Linux 6 Администрирование виртуального сервера
Red Hat Enterprise Linux -> Red Hat Enterprise Linux 5 Обзор Cluster Suite
Red Hat Enterprise Linux -> Руководство по установке Установка Red Hat Enterprise Linux 6 на разных платформах Редакция 0
Red Hat Enterprise Linux -> Red Hat Enterprise Linux 6 Администрирование кластера
Red Hat Enterprise Linux -> Red Hat Enterprise Linux 6 Управление энергопотреблением


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал