11.3. パフォーマンスプロファイルによる低レイテンシーを実現するためのノードのチューニング

手順

1. cluster-admin 権限を持つユーザーとして OpenShift Container Platform クラスターにログインします。
2. パフォーマンスプロファイルの apiVersion を performance.openshift.io/v2 を使用するように設定します。
3. globallyDisableIrqLoadBalancing フィールドを削除するか、これを false に設定します。

4. 適切な分離された CPU と予約された CPU を設定します。以下のスニペットは、2 つの CPU を確保するプロファイルを示しています。IRQ 負荷分散は、isolated CPU セットで実行されている Pod について有効にされます。

   apiVersion: performance.openshift.io/v2
   kind: PerformanceProfile
   metadata:
     name: dynamic-irq-profile
   spec:
     cpu:
       isolated: 2-5
       reserved: 0-1
   ...

   注記

   予約および分離された CPU を設定する場合に、Pod 内の infra コンテナーは予約された CPU を使用し、アプリケーションコンテナーは分離された CPU を使用します。

5. 排他的な CPU を使用する Pod を作成し、irq-load-balancing.crio.io および cpu-quota.crio.io アノテーションを disable に設定します。以下に例を示します。

   apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     name: dynamic-irq-pod
     annotations:
        irq-load-balancing.crio.io: "disable"
        cpu-quota.crio.io: "disable"
   spec:
     containers:
     - name: dynamic-irq-pod
       image: "registry.redhat.io/openshift4/cnf-tests-rhel8:v4.12"
       command: ["sleep", "10h"]
       resources:
         requests:
           cpu: 2
           memory: "200M"
         limits:
           cpu: 2
           memory: "200M"
     nodeSelector:
       node-role.kubernetes.io/worker-cnf: ""
     runtimeClassName: performance-dynamic-irq-profile
   ...

6. performance-<profile_name> の形式で Pod runtimeClassName を入力します。ここで、<profile_name> は PerformanceProfile YAML の name です (例: performance-dynamic-irq-profile)。
7. ノードセレクターを cnf-worker をターゲットに設定するように設定します。

8. Pod が正常に実行されていることを確認します。ステータスが running であり、正しい cnf-worker ノードが設定されている必要があります。

   $ oc get pod -o wide

   予想される出力

   NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE          NOMINATED NODE   READINESS GATES
   dynamic-irq-pod   1/1     Running   0          5h33m   <ip-address>   <node-name>   <none>           <none>

9. IRQ の動的負荷分散向けに設定された Pod が実行される CPU を取得します。

   $ oc exec -it dynamic-irq-pod -- /bin/bash -c "grep Cpus_allowed_list /proc/self/status | awk '{print $2}'"

   予想される出力

   Cpus_allowed_list:  2-3

10. ノードの設定が正しく適用されていることを確認します。ノードにログインして設定を確認します。

    $ oc debug node/<node-name>

    予想される出力

    Starting pod/<node-name>-debug ...
    To use host binaries, run `chroot /host`
    
    Pod IP: <ip-address>
    If you don't see a command prompt, try pressing enter.
    
    sh-4.4#

11. ノードのファイルシステムを使用できることを確認します。

    sh-4.4# chroot /host

    予想される出力

    sh-4.4#

12. デフォルトのシステム CPU アフィニティーマスクに dynamic-irq-pod CPU(例: CPU 2 および 3) が含まれないようにします。

    $ cat /proc/irq/default_smp_affinity

    出力例

    33

13. システム IRQ が dynamic-irq-pod CPU で実行されるように設定されていないことを確認します。

    find /proc/irq/ -name smp_affinity_list -exec sh -c 'i="$1"; mask=$(cat $i); file=$(echo $i); echo $file: $mask' _ {} \;

    出力例

    /proc/irq/0/smp_affinity_list: 0-5
    /proc/irq/1/smp_affinity_list: 5
    /proc/irq/2/smp_affinity_list: 0-5
    /proc/irq/3/smp_affinity_list: 0-5
    /proc/irq/4/smp_affinity_list: 0
    /proc/irq/5/smp_affinity_list: 0-5
    /proc/irq/6/smp_affinity_list: 0-5
    /proc/irq/7/smp_affinity_list: 0-5
    /proc/irq/8/smp_affinity_list: 4
    /proc/irq/9/smp_affinity_list: 4
    /proc/irq/10/smp_affinity_list: 0-5
    /proc/irq/11/smp_affinity_list: 0
    /proc/irq/12/smp_affinity_list: 1
    /proc/irq/13/smp_affinity_list: 0-5
    /proc/irq/14/smp_affinity_list: 1
    /proc/irq/15/smp_affinity_list: 0
    /proc/irq/24/smp_affinity_list: 1
    /proc/irq/25/smp_affinity_list: 1
    /proc/irq/26/smp_affinity_list: 1
    /proc/irq/27/smp_affinity_list: 5
    /proc/irq/28/smp_affinity_list: 1
    /proc/irq/29/smp_affinity_list: 0
    /proc/irq/30/smp_affinity_list: 0-5

手順

1. 設定する必要のあるホストのどの CPU でどのスレッドが実行されているかを確認します。

   クラスターにログインして以下のコマンドを実行し、ホスト CPU で実行されているスレッドを表示できます。

   $ lscpu --all --extended

   出力例

   CPU NODE SOCKET CORE L1d:L1i:L2:L3 ONLINE MAXMHZ    MINMHZ
   0   0    0      0    0:0:0:0       yes    4800.0000 400.0000
   1   0    0      1    1:1:1:0       yes    4800.0000 400.0000
   2   0    0      2    2:2:2:0       yes    4800.0000 400.0000
   3   0    0      3    3:3:3:0       yes    4800.0000 400.0000
   4   0    0      0    0:0:0:0       yes    4800.0000 400.0000
   5   0    0      1    1:1:1:0       yes    4800.0000 400.0000
   6   0    0      2    2:2:2:0       yes    4800.0000 400.0000
   7   0    0      3    3:3:3:0       yes    4800.0000 400.0000

   この例では、4 つの物理 CPU コアで 8 つの論理 CPU コアが実行されています。CPU0 および CPU4 は物理コアの Core0 で実行されており、CPU1 および CPU5 は物理コア 1 で実行されています。

   または、特定の物理 CPU コア (以下の例では cpu0) に設定されているスレッドを表示するには、コマンドプロンプトを開いて以下のコマンドを実行します。

   $ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/topology/thread_siblings_list

   出力例

   0-4

2. PerformanceProfile YAML で分離された CPU および予約された CPU を適用します。たとえば、論理コア CPU0 と CPU4 をisolated として設定し、論理コア CPU1 から CPU3 および CPU5 から CPU7 をreserved として設定できます。予約および分離された CPU を設定する場合に、Pod 内の infra コンテナーは予約された CPU を使用し、アプリケーションコンテナーは分離された CPU を使用します。

   ...
     cpu:
       isolated: 0,4
       reserved: 1-3,5-7
   ...

   注記

   予約済みの CPU プールと分離された CPU プールは重複してはならず、これらは共に、ワーカーノードの利用可能なすべてのコアに広がる必要があります。

手順

1. ワークロードのヒントについての表の説明に従って、環境のハードウェアとトポロジーに適した PerformanceProfile を作成します。予想されるワークロードに一致するようにプロファイルを調整します。この例では、可能な限り低いレイテンシーに調整します。

2. highPowerConsumption および realTime ワークロードのヒントを追加します。ここでは両方とも true に設定されています。

       apiVersion: performance.openshift.io/v2
       kind: PerformanceProfile
       metadata:
         name: workload-hints
       spec:
         ...
         workloadHints:
           highPowerConsumption: true 1
           realTime: true 2

   1

   highPowerConsumption が true の場合、ノードは非常に低いレイテンシーに調整されますが、消費電力が増加します。

   2

   システムの待ち時間に影響を与える可能性のある一部のデバッグおよび監視機能を無効にします。

手順

1. 環境のハードウェアとトポロジーに適したパフォーマンスプロファイルを作成します。

2. infra およびアプリケーションコンテナー用に予約して分離する CPU で、 reserved および isolated パラメーターを追加します。

   apiVersion: performance.openshift.io/v2
   kind: PerformanceProfile
   metadata:
     name: infra-cpus
   spec:
     cpu:
       reserved: "0-4,9" 1
       isolated: "5-8" 2
     nodeSelector: 3
       node-role.kubernetes.io/worker: ""

   1

   クラスターおよびオペレーティングシステムのハウスキーピングタスクを実行する infra コンテナーの CPU を指定します。

   2

   アプリケーションコンテナーがワークロードを実行する CPU を指定します。

   3

   オプション: ノードセレクターを指定してパフォーマンスプロファイルを特定のノードに適用します。