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2.OpenStack Nova 高性能虚拟机之 NUMA 架构亲和
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4.OpenStack Nova 虚拟机冷/热迁移的实现原理与代码分析
5.openstack三大组件
6.openstack核心组件有哪些
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OpenStack Nova 高性能虚拟机之 NUMA 架构亲和
在 Icehouse 版本之前,Nova 实现的 NUMA 亲和机制并未考虑 Host NUMA 的情况,这导致 Libvirt 在默认情况下可能会发生跨 NUMA node 获取 CPU/Memory 资源的情况,进而影响 Guest 的性能。然而,从 Juno 版本开始,短线天使源码Openstack 新增了 NUMA 特性,用户可以通过将 Guest 的 vCPU/Memory 绑定到 Host NUMA Node 上,从而提升 Guest 的性能。
除了 NUMA 基本概念之外,Nova 还自定义了一些对象概念。首先,vCPU 和 pCPU 的定义具有一定的迷惑性,简单来说,虚拟机实际上是宿主机的一个进程,而虚拟机 CPU 则是宿主机进程中的一个特殊线程。引入 pCPU 和 vCPU 的概念是为了让上层逻辑能够屏蔽机器 NUMA 拓扑的复杂性。其次,Thread siblings 对象的引入是为了无论服务器是否开启了超线程,Nova 都能支持物理 CPU 绑定的功能。
操作系统发行版许可证(Licensing)可能会严格约束操作系统能够支持的最大 sockets 数量,进而影响服务器上可运行虚拟机的数量。因此,在这种情况下,应该更加偏向于使用 core 来作为 vCPU,收录站源码而不是 socket。由于许可证的影响,建议用户在上传镜像到 Glance 时,指明一个运行镜像最佳的 CPU 拓扑。云平台管理员也可以通过修改 CPU 拓扑的默认值来避免用户超出许可限制。
宿主机 CPU 拓扑的方式对其自身性能具有很大影响。例如,多 Socket 单 Core 拓扑在 Socket 间协作要通过外部总线通信,导致通信开销大、线程切换开销大、Cache 数据一致性难维持等问题。相比之下,单 Socket 多 Core 拓扑在多 Core 之间通信开销小、Socket 占位面积小等优势明显。但需要注意的是,当需要运行多个“大程序”时,单 Socket 多 Core 拓扑在多任务、高并发、高消耗内存的程序运行环境中效率会变得非常低下。
CPU 架构对于并发程序设计而言,主要需要考虑两个问题,一个是内存可见性问题,一个是 Cache 一致性问题。超线程技术并非万能药,python mysql 源码开启超线程后,Core 的总计算能力是否提升以及提升的幅度和业务模型相关,平均提升在 %-% 左右。但超线程对 Core 的执行资源的争抢,业务的执行时延也会相应增加。当超线程相互竞争时,超线程的计算能力相比不开超线程时的物理核甚至会下降 % 左右。
在 NUMA 拓扑方面,现在的服务器基本都支持 NUMA 拓扑。NUMA 具有高存储访问带宽、有效的 Cache 效率以及灵活 PCIe I/O 设备的布局设计等优势。但由于 NUMA 跨节点远程内存访问不仅延时高、带宽低、消耗大,还可能需要处理数据一致性的问题,因此,虚拟机的 vCPU 和内存在 NUMA 节点上的错误布局,将会导致宿主机资源的严重浪费。因此,标准的策略是尽量将一个虚拟机完全局限在单个 NUMA 节点内。
在 Nova 上应用 NUMA 亲和来创建高性能虚拟机时,首先需要判断该物理服务器是否支持 NUMA 功能,然后查看物理服务器的 NUMA 拓扑,接着查看物理服务器是git cpa源码否开启了超线程。Nova 的 NUMA 亲和原则是:将 Guest vCPU/Mem 都分配在同一个 NUMA Node 上,充分使用 NUMA node local memory,避免跨 Node 访问 remote memory。
在 Nova 中,可以通过 Flavor extra-specs 或 Image Metadata 来设定 Guest NUMA topology。Nova Scheduler 会根据参数 hw:numa_nodes 来决定如何映射 Guest NUMA node。如果设定了 hw:numa_cpus.N 和 hw:numa_mem.N,那么 Nova 将会根据这些参数进行 vCPU 和 pCPU 的绑定。需要注意的是,如果 hw:numa_cpus.N 和 hw:numa_mem.N 的设定值大于虚拟机本身可用的 CPUs/Mem,则触发异常。
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OpenStack Nova 虚拟机冷/热迁移的实现原理与代码分析
在 OpenStack 系统中,虚拟机的迁移是确保系统高可用性和性能优化的关键功能之一。本文将详细介绍 OpenStack Nova 虚拟机冷迁移和热迁移的实现原理及代码分析。
冷迁移(Cold Migration)是指在虚拟机停止运行的情况下进行的迁移,其主要实现原理是将虚拟机的块设备信息(磁盘信息)保存下来,并在目标主机上恢复这些信息。对于冷迁移的代码分析,主要关注于如何正确处理虚拟机的块设备信息,以及如何在目标主机上恢复这些信息。冷迁移的关键在于准确保存和恢复虚拟机的块设备信息,避免迁移过程中数据的丢失或不一致。
热迁移(Hot Migration)则是指在虚拟机运行状态下进行的迁移,其核心在于实现动态迁移数据和最小化迁移过程中对业务的dos源码在线影响。Nova 选择动态配置最大停机时间(Live Migration Max Downtime)作为退出条件。在 Libvirt Live Migration 的实现中,Libvirt 会每迭代一次计算虚拟机的脏内存和迭代所花费的时间,以此估算剩余数据的传输时间。如果这个估算时间在最大停机时间范围内,即认为可以退出迁移,进入下一阶段。值得注意的是,动态配置退出条件存在潜在问题,即在高业务负载下,迁移数据量大,导致持续迁移时间过长。为解决此问题,Libvirt 引入了 Post-Copy 模式,优先切换到目标主机,再迁移内存数据。此模式虽然提供了迁移速度,但也增加了迁移失败的风险。
Nova 通过 Libvirt Python Client 的迁移函数 libvirt.virDomain.migrate 实现迁移,此函数允许用户配置迁移细节,如迁移时的行为、带宽限制等。在迁移过程中,Nova 负责与 libvirtd 保持通信,监控迁移状态,并根据需要调整迁移策略。对于具有 NUMA 亲和性和 CPU 绑定的虚拟机,迁移后依旧能够保持这些特性,但需要考虑迁移过程中可能出现的异常情况。对于 SR-IOV 虚拟机,虽然 Nova 不支持其热迁移,但在特定条件下,通过修改 XML 文件中的设备标签,实现 SR-IOV 网卡的迁移。
综上所述,OpenStack Nova 虚拟机的冷/热迁移实现是通过封装底层 Hypervisor 的迁移功能,提供了一套完整的迁移流程和策略。虽然 Nova 在迁移过程中提供了多种功能和优化,但其核心价值仍在于对迁移功能的封装和调度,以满足企业级云平台的业务需求。在实际应用中,还需根据具体场景和需求,灵活调整迁移策略,以实现最佳的迁移效果。
openstack三大组件
OpenStack是一个开源的云计算平台,由三个核心组件组成: 1. Nova:这是OpenStack的核心组件,用于管理虚拟机实例。它提供了创建、启动、停止、更新和删除虚拟机实例的功能。Nova还支持多种虚拟化技术,如XenServer、Hyper-V和KVM等。 2. Swift:Swift是一个对象存储系统,可以存储任意类型的数据,包括文件、、视频等。Swift具有高可用性和可扩展性,可以轻松地处理PB级的数据。 3. Glance:Glance是一个镜像服务,用于管理虚拟机实例的镜像。它可以从多种源(如映像服务器、文件系统或网络)中检索虚拟机镜像,并支持多种格式,如QCOW2、VMDK和RAW等。 这三个组件相互协作,为OpenStack提供了强大的云计算服务。Nova提供了虚拟机实例的管理和调度功能,Swift提供了对象存储服务,而Glance则提供了虚拟机镜像的管理和检索功能。这些组件的组合使得OpenStack成为一个功能强大的云计算平台,可以满足不同规模和需求的用户的需求。openstack核心组件有哪些
OpenStack的核心组件主要包括Nova、Swift、Neutron、Cinder、Keystone、Horizon以及Ceilometer。
OpenStack是一个开源的云计算管理平台,它允许企业或组织通过虚拟化技术来提供和管理计算、存储和网络资源。OpenStack由一系列相互关联的组件构成,每个组件负责提供特定的云服务。
1. Nova:Nova是OpenStack的计算组件,用于管理虚拟机实例的整个生命周期。它提供了API接口,让用户能够创建、启动、停止、暂停、恢复和删除虚拟机。Nova还负责计算资源的调度和管理,确保虚拟机能够在合适的物理服务器上运行。
2. Swift:Swift是OpenStack的对象存储组件,提供了高可用性、可扩展和冗余的存储服务。用户可以通过API接口将任意类型的数据作为对象存储在Swift中,并通过HTTP或HTTPS协议进行访问。Swift支持多租户和容器级别的访问控制,保证了数据的安全性和隐私性。
3. Neutron:Neutron是OpenStack的网络组件,负责提供虚拟网络服务。它允许用户创建和管理虚拟网络、子网、路由器和防火墙等网络资源。Neutron还支持各种网络拓扑和高级网络功能,如负载均衡、***和SDN等,以满足复杂的应用需求。
4. Cinder:Cinder是OpenStack的块存储组件,为虚拟机提供持久化的块级存储服务。用户可以通过API接口创建和管理块存储卷,并将其挂载到虚拟机上。Cinder支持多种存储后端,如本地磁盘、SAN和NAS等,提供了灵活的存储解决方案。
5. Keystone:Keystone是OpenStack的身份认证和授权组件,负责管理用户身份、角色和权限。它提供了统一的认证和授权机制,确保只有经过授权的用户才能访问OpenStack的资源和服务。Keystone还支持多租户模式,允许不同组织和项目共享同一套OpenStack基础设施。
6. Horizon:Horizon是OpenStack的Web界面组件,为用户提供了一个直观易用的图形界面来管理OpenStack资源和服务。通过Horizon,用户可以轻松地创建和管理虚拟机、存储卷和网络资源等,而无需编写复杂的API调用代码。
7. Ceilometer:Ceilometer是OpenStack的监控和计量组件,负责收集、分析和报告OpenStack基础设施的使用情况和性能指标。它提供了丰富的监控数据和计量信息,帮助用户了解资源的使用情况、优化资源分配和降低成本。
这些核心组件共同构成了OpenStack的基础架构,为企业和组织提供了一种灵活、可扩展和高效的云计算解决方案。