《性能之巅：洞悉系统、企业与云计算》读书笔记（一）

云计算

云计算把计算资源作为一项可交付的服务，可从一个服务器的一小部分扩展为跨越多个服务器的系统。

云计算描述了一个动态的服务器实例供应框架。多个服务器实例以一个物理宿主系统的访客身份运行。访客也称为租户，多租户用来描述它们对它们邻居的影响。宿主由云运营商管理，访客（租户）由购买它们的顾客管理。

虚拟化技术

OS 虚拟化：由单个内核管理系统，创建各自独立的虚拟 OS 实例。

硬件虚拟化：是一个 hypervisor ，管理多个访客操作系统，每个访客在虚拟设备上运行自己的内核。有两种类型的虚拟机管理程序：

• 1 型，包括了自带的用于客户 VM 的 CPU 调度器，也称为本地虚拟机管理程序或者裸机虚拟机管理程序。直接运行于处理机上，并且不属于其他宿主的内核或用户软件。
• 2 型，由宿主内核调度器调度。由宿主 OS 内核运行并且可能由内核级模块和用户级进程组成。

性能属性比较

属性	OS 虚拟化	硬件虚拟化，1型	硬件虚拟化，2型
CPU性能	高	高（需要 CPU 支持）	高（需要 CPU 支持）
CPU 分配	灵活 (FSS + “bursting”)	固定在 vCPU 极限	固定在 vCPU 极限
I/O 吞吐量	高（无内在的开销）	低或适中（需要半虚拟化）	低或适中（需要半虚拟化）
I/O 延时	低（无内在的开销）	通常有一些（ I/O 代理开销）	通常有一些（ I/O 代理开销）
内存访问开销	无	一些（ EPT/NPT 或者影子页面表）	一些（ EPT/NPT 或者影子页面表）
属性	OS 虚拟化	硬件虚拟化，1型	硬件虚拟化，2型
内存损失	无	一些（额外的内核，页面表）	一些（额外的内核，页面表）
内存分配	灵活（未使用的客户机内存用于文件系统高速缓存）	固定（并且有可能双重缓冲）	固定（并且有可能双重缓冲）
资源控制	许多（依 OS 而不同）	一些（依 hypervisor 而不同）	大部分 (OS + hypervisor)
主机上的可观测性	最高（一切都可见）	低（资源使用， hypervisor 统计信息）	中（资源使用， hypervisor统计信息，从 OS 审查 hypervisor ）
客户机上的可观测性	中（一切允许的，包括一些物理资源状态）	低（仅限客户机）	低（仅限客户机）
hypervisor 复杂性	低（OS 分区）	高（复杂的 hypervisor ）	中
不同 OS 的客户机	通常不支持（一些情况下可以使用系统调用翻译）	是	是

检查资源控制的策略

首先分析资源控制，然后检查物理资源。

• CPU：对于 CPU 帽，当前的 CPU 使用率可以与帽值对比。达到帽值会导致线程处于运行状态等待，这可以通过调度延时来观测。不过要注意，物理系统可能有大量的闲置 CPU。
• 内存：对于主存，与上限比较当前的用量。一旦达到上限，会产生 zoneadmd 的换页。有可能因匿名换页以及消耗于数据缺页的线程时间而被察觉。要注意的是，系统页面可能是不活动的（ vmstat 看不到 sr ），并且物理系统可能有大量空闲内存。
• 文件系统 I/O，磁盘 I/O：高速率的 I/O 可能被流控，导致平均延时少量增加。这可以用 Vfsstat (1M) 工具观测到。
• 文件系统容量：这应该能像任何其他文件系统一样观测（包括使用 df (1M) ）。
• 网络 I/O：如果设置过，比较带宽上限和当前的网络吞吐率。租户到达上限而被限制到上限，可能导致网络 I/O 延时的增加。