概述

vNUMA配置:通过CPU绑定透传关联的物理机NUMA节点(pNUMA Node)拓扑,为云主机生成vNUMA节点(vNUMA Node)拓扑,实现云主机CPU优先访问所在vNUMA节点本地内存,提高云主机性能。

相关定义

  • NUMA(Non-Uniform Memory Access):非一致性内存访问,是一种计算机内存设计架构。该架构下,CPU访问内存的时间取决于CPU与内存的相对位置。通过优先访问相对位置较近的内存可缩短延迟,从而可提升主机系统性能。
  • pNUMA节点(pNUMA Node):基于物理机NUMA架构预定义的NUMA节点,用于物理机CPU和内存管理。一台物理机可有一个或多个pNUMA节点,一个pNUMA节点主要由一个或多个物理CPU核(pCPU)和本地内存组成。
  • pNUMA拓扑(pNUMA Topology):CPU厂商基于NUMA架构预定义的物理机NUMA节点拓扑。
  • vNUMA节点(vNUMA Node):基于CPU绑定透传关联的物理机NUMA节点而生成的云主机NUMA节点,用于云主机CPU和内存管理。一个vNUMA节点主要由一个或多个虚拟CPU核(vCPU)和本地内存组成。
  • vNUMA拓扑(vNUMA Topology):基于CPU绑定生成的云主机NUMA节点(vNUMA Node)拓扑。
  • 本地内存:CPU(pCPU或vCPU)通过所在NUMA节点(pNUMA节点或vNUMA节点)非CPU核部件中内存控制器可直接访问的内存。相比非本地内存,CPU访问本地内存的延迟更低。

功能原理

ZStack Cloud 云主机vNUMA配置基于CPU绑定实现,CPU绑定将云主机的vCPU与物理机的pCPU严格关联,为云主机分配特定的pCPU。vNUMA配置时,云主机所有vCPU均绑定pCPU,同时单个vCPU所绑定的pCPU均处在同一个pNUMA节点中。

vNUMA配置后,云主机直接透传关联的物理机pNUMA节点拓扑,生成一个或多个vNUMA节点,构成云主机的vNUMA拓扑。云主机vCPU基于vNUMA拓扑优先访问所在节点的本地内存。

图 1所示:
图 1. 云主机vNUMA配置原理


功能优势

  • 系统提效增能:vNUMA通过CPU绑定为云主机生成vNUMA节点拓扑,实现云主机CPU优先访问所在vNUMA节点本地内存,从而提高系统性能和运行效率。
  • 配置方式灵活:支持多种CPU绑定方式,使得绑定配置可视化、智能化、便捷化,助力用户按照业务需求高效精准配置。

应用场景

vNUMA面向NUMA敏感类业务,主要适用于以下场景:
  • 数据库和编译服务场景:

    数据库服务(Oracle、SQL Server)以及编译服务需频繁访问内存,要求系统高性能快速响应。通过配置vNUMA,使服务优先访问本地内存,可大大缩短访问延迟,提高系统计算性能。

  • CPU密集型小应用场景:

    CPU密集型应用对CPU资源需求旺盛,若大量CPU密集型小应用跑在云主机上,可能会出现CPU资源争抢的情况。vNUMA将CPU资源按NUMA结构进行分组,使各个应用运行在特定的vNUMA节点上,从而避免资源争抢,提高系统性能。

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