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在虚拟化中使用NUMA

x86系统中所有内存都可以通过CPU同等访问，被称为"统一内存访问"（UMA）。而近期的x86处理器已改为采用NUMA（Non-Uniform Memory Access），系统内存被划分到NUMA节点（node），并与socket对应，或者与特定某一组与本地系统内存子集具有相同访问延迟到CPU相对应。

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NUMA内存分配策略

  • strict

目标节点中不能分配内存时，分配将被默认操作转进至其他节点。严格的策略意味着，当目标节点中不能分配内存时，分配将会失效。

  • interleave

内存页面将被分配至一项节点掩码指定的节点，但将以轮循机制的方式分布。

  • preferred

内存将从单一最优内存节点分配。如果内存并不充足，内存可以从其他节点分配。

XML 配置启用所需策略：

<numatune>
        <memory mode='preferred' nodeset='0'>
</numatune>

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自动化 NUMA 平衡

自动化 NUMA 平衡改进了 NUMA 硬件系统中运行应用的性能。它在 Red Hat Enterprise Linux 7 系统中被默认启用。

自动化 NUMA 平衡会把任务（任务可能是线程或进程）移到与它们需要访问的内存更近的地方，同时也会移动内存应用程序数据，使其更靠近参考这一数据的任务。以上均在自动化 NUMA 平衡启用时由内核自动完成。

自动化 NUMA 平衡启用时需满足以下两个条件：

  • numactl --hardware 显示多个节点

  • cat /sys/kernel/debug/sched_features 在标识中显示NUMA

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实战

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BIOS和OS中激活NUMA

  • 检查硬件

显示输出

  • 首先需要在BIOS开启或关闭NUMA

  • 操作系统内核需要开启NUMA

注意，Linux系统内核启动参数有可能关闭了NUMA，所以首先需要检查一下

如果输出信息类似如下则表明OS层没有启用NUMA

编辑 /boot/grub2/grub.cfg 删除掉配置项numa=off，然后重启操作系统，再次检查：

  • 检查NUMA状态

输出

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检查

  • 检查每个节点可用内存

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参考

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