1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
|
=head1 НАЗВА
guestfs-performance — керування libguestfs з метою отримання найкращої швидкодії
=head1 ОПИС
Цю сторінку присвячено питанням отримання найліпшої швидкодії libguestfs, особливо у випадках, коли ви хочете використовувати libguestfs для керування тисячами віртуальних машин або образів дисків.
Наведені рекомендації стосуються трьох основних областей. Libguestfs запускає базову систему (невеличкий дистрибутив Linux) у qemu/KVM. Першими двома областями є мінімізація часу запуску базової системи та кількості запусків базової системи. Третьою областю є скорочення часу, потрібного на інспектування віртуальних машин.
=head1 БАЗОВІ ВИМІРИ
Перш ніж вносити зміни до способів використання libguestfs, виконайте базові виміри.
=head2 База: запуск базової системи
На незавантаженій машині час, який потрібне для запуску базової системи:
time guestfish -a /dev/null run
Віддайте цю команду декілька разів послідовно і відкиньте результати перших декількох запусків, щоб виміряти типовий випадок із «гарячим кешем».
I<Примітка для розробників:> у <https://github.com/libguestfs/libguestfs-analysis-tools> можна знайти програму із назвою F<boot-benchmark>, яка виконує те саме, але виконує декілька запусків і виводить математичне сподівання та стандартне відхилення.
=head3 Пояснення
Наведена вище команда guestfish запускає базову систему libguestfs для порожнього диска, а потім одразу вимикає її. Під час першого виконання команди програма створить базову систему і виконає її кешування (зазвичай, у F</var/tmp/.guestfs-*>). Під час наступних запусків програма просто повторно використовуватиме кешовану базову систему.
=head3 Очікувані результати
Слід очікувати значень тривалості виконання дії, менших за 6 секунд. Якщо для ненавантаженої машини ви спостерігаєте значення тривалості, яке є вищим за вказане, вам слід ознайомитися із вмістом розділу L</БОРОТЬБА ІЗ ПРОБЛЕМАМИ ЗІ ШВИДКОДІЄЮ>, наведеного нижче.
=head2 База: виконання інспектування гостьової системи
Для цього тесту вам потрібна буде ненавантажена машина і принаймні одна справжня гостьова система або образ диска. Якщо ви плануєте використовувати libguestfs лише для гостьових систем X (наприклад, X = Windows), тоді у цьому тесті варто використати саме гостьову систему X. Якщо ж ви плануєте використовувати libguestfs для різних гостьових систем, скористайтеся у цьому тесті різними гостьовими системами.
Визначте тривалість інспектування і монтування дисків гостьової системи. Скористайтеся першою з команд, якщо ви використовуватимете образи дисків, і другою із команд, якщо ви використовуватимете libvirt.
time guestfish --ro -a диск.img -i exit
time guestfish --ro -d НазваГостьовоїСистеми -i exit
Віддайте цю команду декілька разів послідовно і відкиньте результати перших декількох запусків, щоб виміряти типовий випадок із «гарячим кешем».
=head3 Пояснення
Ця команда запускає базову систему libguestfs для іменованого образу диска або гостьової системи libvirt, виконує її інспектування за допомогою libguestfs (див. L<guestfs(3)/ІНСПЕКТУВАННЯ>), монтує диски гостьової системи, а потім відкидає усі ці результати і завершує роботу.
Під час першого виконання команди програма створить базову систему і виконає її кешування (зазвичай, у F</var/tmp/.guestfs-*>). Під час наступних запусків програма просто повторно використовуватиме кешовану базову систему.
=head3 Очікувані результати
Слід очікувати на тривалість виконання, яка на E<le> 5 секунд перевищує виміряну у першому базовому тесті вище. (Наприклад, якщо перший базовий тест було виконано за 5 секунд, цей тест має виконуватися за E<le> 10 секунд.)
=head1 ДОКЛАДНІШЕ ПРО БАЗОВУ СИСТЕМУ ТА ПРО ТЕ, КОЛИ ЇЇ ЗБИРАЮТЬ ТА КОЛИ ВОНА
ПОТРАПЛЯЄ ДО КЕШУ
Під час першої спроби скористатися libguestfs бібліотека збирає і надсилає до кешу базову систему. Зазвичай, така базова система має адресу F</var/tmp/.guestfs-*>, якщо вами не було встановлено значень для змінних середовища C<$TMPDIR> або C<$LIBGUESTFS_CACHEDIR>. Якщо було встановлено такі значення, базова система зберігатиметься у відповідному тимчасовому каталозі.
Щоб дізнатися більше про побудову базової системи, див. L<supermin(1)/БАЗОВІ СИСТЕМИ SUPERMIN>.
Під час кожного запуску libguestfs намагається визначити, чи не було змінено якість файли основної системи, які використовуються базовою системою. Якщо було змінено хоч один такий файл, базову систему буде перезібрано. Таке, зазвичай, трапляється, якщо у основній системі встановлюється або оновлюється якийсь пакунок (наприклад, за допомогою програм, подібних до C<yum> або C<apt-get>). Причиною повторного збирання базової системи є забезпечення захисту: нова програма, яку було встановлено, може містити виправлення захисту, тому нам варто включити виправлену програму до базової системи автоматично.
Ось речі, які пов'язано із швидкодією:
=over 4
=item *
Процес побудови (або повторної побудови) кешованої базової системи є повільним. Ви можете уникнути його, якщо скористаєтеся фіксованою базовою системою (див. нижче).
=item *
Якщо ви не користуєтеся фіксованою базовою системою, майте на увазі, що оновлення програмного забезпечення основної системи призведе до одноразового повторного збирання базової системи.
=item *
F</var/tmp> (або C<$TMPDIR>, C<$LIBGUESTFS_CACHEDIR>) має зберігатися на швидкому диску і мати достатньо місця для базової системи.
=back
=head1 ВИКОРИСТАННЯ ФІКСОВАНОЇ БАЗОВОЇ СИСТЕМИ
Щоб мати повний контроль над тим, коли збирається базова система, ви можете зібрати фіксовану базову систему. Ця базова система має зберігатися на швидкому локальному диску.
Щоб зібрати образ системи для розгортання, віддайте таку команду:
libguestfs-make-fixed-appliance <каталог>
замінивши рядок C<E<lt>каталогE<gt>> на назву каталогу, у якому зберігатиметься базова система (зазвичай, вам слід вказати підкаталог, наприклад: F</usr/local/lib/guestfs/appliance> або F</dev/shm/appliance>).
Далі, встановіть значення для C<$LIBGUESTFS_PATH> (і переконайтеся, що цю змінну середовища встановлено у вашій програмі libguestfs) або внесіть зміни до вашої програми так, щоб вона викликала C<guestfs_set_path>. Приклад:
export LIBGUESTFS_PATH=/usr/local/lib/guestfs/appliance
Тепер ви можете запускати програми libguestfs, засоби віртуалізації, guestfish тощо у звичний спосіб. Програми використовуватимуть вашу фіксовану базову систему і ніколи не збиратимуть, не перезбиратимуть і не кешуватимуть власну базову систему.
(Докладніші відомості з цієї теми можна знайти тут: L<libguestfs-make-fixed-appliance(1)>).
=head2 Швидкодія фіксованої базової системи
Наші тестування показали, що використання фіксованої базової системи не дає ніяких помітних переваг у швидкодії, навіть якщо розташувати базову систему у оперативній пам'яті (тобто на пристрої F</dev/shm>). Втім, слід зважити ось на що:
=over 4
=item 1.
Використання фіксованої базової системи запобігатиме спробам libguestfs повторно зібрати базову систему, що означатиме, що тривалість запуску libguestfs буде легше передбачити.
=item 2.
Базова система завантажується на вимогу. Простий тест, наприклад такий:
time guestfish -a /dev/null run
не дуже навантажує базову систему. Справжня програма libguestfs, де використовуватимуться складні виклики програмного інтерфейсу, навантажуватиме базову систему набагато більше. Можливість зберігати базову систему у вказаному місці робить швидкодію значно передбачуванішою.
=back
=head1 ЗМЕНШЕННЯ КІЛЬКОСТІ ЗАПУСКІВ БАЗОВОЇ СИСТЕМИ
Набагато ефективнішим, але не завжди найпростішим способом дістати добру швидкодію є забезпечення якомога меншої кількості запусків базової системи. Це, ймовірно, включає внесення змін до самої вашої програми libguestfs.
Намагайтеся викликати C<guestfs_launch> не більше одного разу на одну віртуальну машину або образ диска.
Замість використання окремого екземпляра L<guestfish(1)> для внесення змін до тієї самої гостьової системи, скористайтеся єдиним екземпляром guestfish і/або використовуйте параметр guestfish I<--listen>.
Спробуйте написати вашу програму у формі фонової служби, яка підтримує зв'язок із гостьовою системою відкритим протягом усього сеансу внесення послідовності змін. Крім того, можете скерувати усі дії, які ви хочете виконати, до відкриття зв'язку із гостьовою системою.
Ви також можете спробувати додавати диски з декількох гостьових систем до єдиної базової системи. Перш ніж намагатися це зробити, врахуйте ось що:
=over 4
=item 1.
Додавання декількох гостьових системи до однієї базової системи створює проблему із захистом, оскільки може уможливити для однієї гостьової системи втручання до дисків іншої гостьової системи. Робіть це, лише якщо ви довіряєте усім гостьовим системам або якщо ви можете згрупувати гостьові системи за рівнем довіри.
=item 2.
Існує жорстке обмеження для кількості дисків, які ви можете додати до однієї базової системи. Щоб отримати максимальне можливе значення, скористайтеся викликом L<guestfs(3)/guestfs_max_disks>. Докладнішу інформацію можна знайти у розділі L<guestfs(3)/ОБМЕЖЕННЯ>.
=item 3.
Використання libguestfs у цей спосіб є ускладненим. Диски можуть взаємодіяти у несподіваний спосіб: наприклад, якщо у двох гостьових системах використовуються однакові UUID для файлової системи (оскільки ці системи було клоновано) або існують групи томів із однаковими назвами (але див. C<guestfs_lvm_set_filter>).
=back
L<virt-df(1)>, типово, додає одразу декілька дисків, тому код цієї програми є чудовим прикладом для ваших власних розробок.
=head1 СКОРОЧЕННЯ ЧАСУ, ПОТРІБНОГО ДЛЯ ІНСПЕКТУВАННЯ ВІРТУАЛЬНИХ МАШИН
Основна порада очевидна: не виконуйте інспектування (це дуже витратна операція), якщо вам не потрібні його результати.
Якщо гостьова система інспектується декілька разів, варто створити кеш результатів першого інспектування і повторно скористатися ними для наступних дій.
Деякі диски взагалі не потребують інспектування. Наприклад, якщо ви створюєте образ диска, або якщо образ диска не є віртуальною машиною, або якщо образ диска має заздалегідь відоме компонування.
Навіть якщо базове інспектування (C<guestfs_inspect_os>) є обов'язковим, можна обійтися без допоміжних операцій з інспектування:
=over 4
=item *
Монтування дисків є необхідним, лише якщо потрібно отримати докладніші дані щодо файлової системи.
=item *
Отримання списку програм (C<guestfs_inspect_list_applications>) є витратною операцією для Linux, яка, втім, виконується дуже швидко для Windows.
=item *
Створення піктограми гостьової системи (C<guestfs_inspect_get_icon>) виконується дуже швидко для Linux, але є витратною операцією для Windows.
=back
=head1 ПАРАЛЕЛЬНІ БАЗОВІ СИСТЕМИ
Базові системи libguestfs є здебільшого зв'язками введення-виведення даних, отже ви можете паралельно запускати одразу декілька базових систем. Якщо у основній системі достатньо багато вільної оперативної пам'яті, між запуском 1 базової системи і паралельним запуском багатьох базових систем відмінність є незначною.
На 2-ядерному (4 потоки обробки) ноутбуці із 16 ГБ оперативної пам'яті, використання (не дуже реалістичного) тестового скрипту мовою Perl, наведеного нижче, дало вказані нижче результати, які свідчать про чудову масштабованість у запуску 1 базової системи і паралельному запуску 20 базових систем:
12 ++---+----+----+----+-----+----+----+----+----+---++
+ + + + + + + + + + *
| |
| * |
11 ++ ++
| |
| |
| * * |
10 ++ ++
| * |
| |
s | |
9 ++ ++
e | |
| * |
c | |
8 ++ * ++
o | * |
| |
n 7 ++ ++
| * |
d | * |
| |
s 6 ++ ++
| * * |
| * |
| |
5 ++ ++
| |
| * |
| * * |
4 ++ ++
| |
| |
+ * * * + + + + + + + +
3 ++-*-+----+----+----+-----+----+----+----+----+---++
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
кількість паралельних базових систем
Можна запустити і набагато більше за 20 базових систем паралельно, але вам слід мати на увазі, що якщо ви використовуєте модуль обробки libvirt, типово, libvirt обмежує кількість з'єднань із клієнтами двадцятьма.
Для отримання даних, наведених на рисунку вище, було використано простий скрипт мовою Perl, наведений нижче. Втім, набагато більше відомостей з цього питання, зокрема досконаліші скрипти для тестування та графіки, можна знайти у наступних дописах у блогах:
L<http://rwmj.wordpress.com/2013/02/25/multiple-libguestfs-appliances-in-parallel-part-1/> L<http://rwmj.wordpress.com/2013/02/25/multiple-libguestfs-appliances-in-parallel-part-2/> L<http://rwmj.wordpress.com/2013/02/25/multiple-libguestfs-appliances-in-parallel-part-3/> L<http://rwmj.wordpress.com/2013/02/25/multiple-libguestfs-appliances-in-parallel-part-4/>
#!/usr/bin/env perl
use strict;
use threads;
use warnings;
use Sys::Guestfs;
use Time::HiRes qw(time);
sub test {
my $g = Sys::Guestfs->new;
$g->add_drive_ro ("/dev/null");
$g->launch ();
# Тут можна виконати якісь завдання за допомогою libguestfs.
$g->close ();
}
# Отримати усе до кешу.
test (); test (); test ();
for my $nr_threads (1..20) {
my $start_t = time ();
my @threads;
foreach (1..$nr_threads) {
push @threads, threads->create (\&test)
}
foreach (@threads) {
$_->join ();
if (my $err = $_->error ()) {
die "launch failed with $nr_threads threads: $err"
}
}
my $end_t = time ();
printf ("%d %.2f\n", $nr_threads, $end_t - $start_t);
}
=head1 БОРОТЬБА ІЗ ПРОБЛЕМАМИ ЗІ ШВИДКОДІЄЮ
=head2 Переконайтеся, що увімкнено апаратну віртуалізацію
Скористайтеся командою F</proc/cpuinfo>, щоб переконатися, що апаратна віртуалізація доступна. Зауважте, що, можливо, апаратну віртуалізацію слід увімкнути у BIOS.
Усередині віртуальних машин апаратна віртуалізація зазвичай недоступна, тому, щоб ви не робили, у віртуальній машині libguestfs працюватиме повільно. Наш досвід свідчить про те, що вкладена віртуалізація працює погано, і, напевне, альтернативи запуску libguestfs у основній системі немає.
=head2 Переконайтеся, що KVM є доступним
Переконайтеся, що KVM увімкнено і доступний користувачеві, який запускає libguestfs. Безпечним є встановлення прав доступу 0666 для F</dev/kvm>, як це робиться у більшості сучасних дистрибутивів.
=head2 Процесори, яких слід уникати
Не використовуйте процесори, у яких немає апаратної віртуалізації, та процесорів, які просто дуже повільні (чудовим прикладом такого процесора є AMD Geode).
=head2 Xen dom0
У Xen dom0 є віртуальною машиною, отже на ньому апаратна віртуалізація недоступна.
=head2 Скористайтеся libguestfs E<ge> 1.34 і qemu E<ge> 2.7
Під час циклу розробки libguestfs 1.33 ми приділяли багато часу швидкодії, зосередившись на швидкості завантаження, і додали декілька латок до libguestfs, qemu та Linux, що у певних випадках зменшило час завантаження до значень, менших за 1 секунду. Тому, ви можете спостерігати набагато швидшу роботу версій libguestfs та qemu, згаданих у заголовку розділу.
=head1 ДОКЛАДНИЙ АНАЛІЗ
=head2 Аналіз завантаження
У L<https://github.com/libguestfs/libguestfs-analysis-tools> можна знайти програму, яка називається C<boot-analysis>. Ця програма може виводити дуже докладні дані щодо кроків завантаження (наприклад, qemu, BIOS, ядра, скрипту ініціалізації libguestfs) і вимірювати тривалість виконання кожного з кроків.
=head2 Докладний таймінг з використанням ts
Скористайтеся програмою L<ts(1)> (з moreutils), щоб переглянути докладну картину:
$ guestfish -a /dev/null run -v |& ts -i '%.s'
0.000022 libguestfs: launch: program=guestfish
0.000134 libguestfs: launch: version=1.29.31fedora=23,release=2.fc23,libvirt
0.000044 libguestfs: launch: backend registered: unix
0.000035 libguestfs: launch: backend registered: uml
0.000035 libguestfs: launch: backend registered: libvirt
0.000032 libguestfs: launch: backend registered: direct
0.000030 libguestfs: launch: backend=libvirt
0.000031 libguestfs: launch: tmpdir=/tmp/libguestfsw18rBQ
0.000029 libguestfs: launch: umask=0002
0.000031 libguestfs: launch: euid=1000
0.000030 libguestfs: libvirt version = 1002012 (1.2.12)
[etc]
Часові позначки вказано у секундах (з нарощуванням щодо попереднього рядка).
=head2 Докладна діагностика з використанням gdb
Ви можете керувати BIOS або ядром базової системи за допомогою gdb. Якщо ви добре знаєтеся на процесі діагностики за допомогою gdb, це може бути корисним інструментом для виявлення і усування регресій у процесі завантаження.
По-перше, вам слід змінити qemu так, щоб програма запускалася із параметрами C<-S> і C<-s>. Ці параметри наказують qemu призупинити процес завантаження і уможливити долучення до нього засобу діагностики. Щоб дізнатися більше, ознайомтеся із підручником щодо L<qemu(1)>. Libguestfs викликає qemu декілька разів (для сканування допоміжних виведених даних тощо). Вам потрібен лише кінцевий виклик qemu, тому скористайтеся скриптом-обгорткою, подібним до такого:
#!/bin/bash -
# Встановіть значення, яке вказуватиме на справжній виконуваний файл qemu.
qemu=/usr/bin/qemu-kvm
if [ "$1" != "-global" ]; then
# Scanning help output etc.
exec $qemu "$@"
else
# Really running qemu.
exec $qemu -S -s "$@"
fi
Далі, запустіть guestfish або інший інструмент libguestfs із обгорткою qemu (див. L<guestfs(3)/ОБГОРТКИ QEMU>, щоб зрозуміти, які дії виконуються):
LIBGUESTFS_HV=/шлях/до/qemu-wrapper guestfish -a /dev/null -v run
Виконання має призупинитися після запуску qemu. У іншому вікні з'єднайтеся із qemu за допомогою gdb:
$ gdb
(gdb) set architecture i8086
The target architecture is assumed to be i8086
(gdb) target remote :1234
Remote debugging using :1234
0x0000fff0 in ?? ()
(gdb) cont
Після цього ви можете використовувати стандартні методики gdb, наприклад, натискати C<^C>, щоб перервати завантаження, або C<bt>, щоб отримати трасування стека, встановлювати точки зупину тощо. Зауважте, що після проходження BIOS і потрапляння до ядра Linux вам варто знову змінити архітектуру на 32 або 64-бітову.
=head1 ПРОБЛЕМИ ЗІ ШВИДКОДІЄЮ У ІНШИХ ПРОГРАМАХ
Іноді регресії у швидкодії трапляються у інших програмах (наприклад, у qemu або ядрі системи), що спричиняє проблеми і у libguestfs.
У L<https://github.com/libguestfs/libguestfs-analysis-tools> F<boot-benchmark/boot-benchmark-range.pl> є скриптом, яким можна скористатися для вимірювання параметрів роботи libguestfs на діапазоні внесків git у іншому проєкті, щоб визначити внесок, який спричинив уповільнення роботи (або її пришвидшення).
Щоб дізнатися більше про те, як користуватися цим скриптом, зверніться до підручника:
./boot-benchmark/boot-benchmark-range.pl --man
=head1 ТАКОЖ ПЕРЕГЛЯНЬТЕ
L<supermin(1)>, L<guestfish(1)>, L<guestfs(3)>, L<guestfs-examples(3)>, L<guestfs-internals(1)>, L<libguestfs-make-fixed-appliance(1)>, L<stap(1)>, L<qemu(1)>, L<gdb(1)>, L<http://libguestfs.org/>.
=head1 АВТОРИ
Richard W.M. Jones (C<rjones at redhat dot com>)
=head1 АВТОРСЬКІ ПРАВА
Copyright (C) 2012-2023 Red Hat Inc.
|
