Linux性能优化--Tuned特性原理及使用指南_tuned.service

tuned简介

        对普通用户而言，Linux应用环境优化是比较困难的。领域多，范围广：CPU、存储、缓存策略、内存管理等涉及的参数。Linux内部虽然有默认设置值，可以应对大多数的情况场景，但是针对一些特殊场景，例如高性能、高并发和高可用的系统，就需要我们进行调整。
        红帽Linux针对这种情况，综合多年的性能优化分析经验，自RHEL 6.3版本引入了tuned特性，由tuned和tuned-adm两个程序组成。其中 tuned是服务端程序，用来监控和收集系统各个组件的数据，并依据数据提供的信息动态调整系统设置，达到动态优化系统的目的；tuned-adm是客户端程序，用命令行的方式管理和配置 tuned，此外，tuned-adm还提供了一些预先配置的优化方案可供直接使用，比如：虚拟机-主机、虚拟机-客户机、笔记本等优化场景。
        当然不同的系统和应用场景有不同的优化方案，tuned-adm预先配置的优化策略不是总能满足要求，因此tuned允许用户自己创建和定制新的调优方案。

tuned的子系统

        tuned子系统是相互独立运行的，合作组成tuned的调优方案。每个子系统可以支持多个设备(每台设备可能有多个cpu、网卡等设备)，并且每个设备可以使用单独的实例控制。

CPU

        CPU子系统主要实现两个功能：

设置CPU governor的值为配置文件中 “governor” 参数的值；CPU governor是内核的CPU频率管理器，通过参数来对CPU的频率进行调节；

根据CPU的负载动态的调节PM QoS CPU DMA延迟。当CPU负载低于 “load_threshold” 参数时，延迟被设为 “latency_high” 参数的数值，否则的话设为 “latency_low”。如果不希望动态调节延迟，可以通过设置 “force_latency” 参数，将延迟固定。

NET

        net子系统主要实现两个功能：

根据网口的使用情况动态调整网口的速度，默认网口会一直保持在高速运行，可以降低功耗；

根据 “wake-on-lan” 参数，配置wake-on-lan功能。Wake-On-LAN简称WOL，是一种电源管理功能，允许通过网络将设备从待机或休眠模式中唤醒。

SYSCTL

        sysctl子系统主要使用sysctl工具来进行系统配置，相当于修改sysctl.conf配置文件。语法格式是 “name=value” ，name就是sysctl工具的条目，value则是配置参数。

DISK

        disk子系统通过 “elevator” 参数调整电梯算法；通过 “alpm” 参数配置ALPM，ALPM是一种磁盘电源管理工具，用于降低磁盘功耗；此外，还可以动态调整先进电源管理和磁盘spindown的超时时间。

其它子系统

eeepc_she：根据CPU负载动态调节FSB的频率(FSB--前端总线，是连接CPU和北桥芯片的总线)，可以降低功耗；

usb：根据 “autosuspend” 参数设置USB设备自动挂起的超时时间，0表示关闭USB设备自动挂起；

vm：根据 “transparent_hugepages” 参数的值使能或者关闭huge page功能；

audio：根据 “timeout” 参数设置音频解码设备的自动挂起超时时间，0表示关闭自动挂起；

mounts：根据“disable_barriers”参数开/关mounts的barrier特性，打开barrier特性次文件系统日志记录会更加可靠，但是会降低一些性能。

sysfs：通过设置sysfs路径下的相关参数进行系统性能调节，语法格式是 “name=value” ，name就是sysfs路径的条目，value则是配置参数。

tuned提供的profiles

        tuned会预先配置的一些优化策略，下面依次介绍下：(我使用的是tuned 2.7.1版本，不同的版本可能会有差别，具体可以查看 /usr/lib/tuned 目录下各策略的 tuned.conf文件确定)

tuned的安装和使用

        Redhat7和centos7默认安装并启动了tuned服务，如果没有的话可以手动安装和启动：

  # yum install tuned     -- 安装tuned
  # service tuned start    -- 启动tuned服务
  # service tuned status   -- 查看tuned状态

    对tuned的操作主要通过tuned-adm命令实现。
    查看所有可用的profiles和当前使用的profile：

  # tuned-adm list
  Available profiles:
  - balanced            - General non-specialized tuned profile
  - desktop             - Optmize for the desktop use-case
  - latency-performance   - Optimize for deterministic performance…………
  - network-latency      - Optimize for deterministic performance …………
  - network-throughput   - Optimize for streaming network throughput. …………
  - powersave           - Optimize for low power consumption
  - throughput-performance   - Broadly applicable tuning that provides…………
  - virtual-guest          - Optimize for running inside a virtual guest.
  - virtual-host           - Optimize for running KVM guests
  Current active profile: virtual-guest

    只查看当前使用的profile：

  # tuned-adm active
  Current active profile: virtual-guest

    切换profile：

  tuned-adm profile <profile_name>
  # tuned-adm profile balanced
  # tuned-adm active
  Current active profile: balanced

    关闭优化策略，关闭之后可以使用“tuned-adm profile”命令重新打开优化策略。

  # tuned-adm off

    查看系统推荐的profile，这个优化策略也就是安装并启动tuned服务之后，tuned自动设置使用的profile。

  # tuned-adm recommend
  virtual-guest

自定义profile

        不同的系统和应用场景有不同的优化方案，tuned-adm预先配置的优化策略不是总能满足要求，因此tuned允许用户自己创建和定制新的调优方案。
        tuned预定义的profile的配置文件在/usr/lib/tuned目录，用户自定义的profile目录是/etc/tuned。
        自定义调优方案步骤很简单：
        首先，在/etc/tuned目录下创建一个目录，名称就是自定义profile的名称；

  # mkdir myProfile
  # ls
  active_profile  bootcmdline  myProfile  tuned-main.conf

        然后，在自定义profile目录下编写配置文件” tuned.conf”，可以从/usr/lib/tuned复制一个预定义的配置文件过来，然后进行修改，也可以直接创建一个；

  # cd myProfile/
  # ls
  tuned.conf    -- 自定义策略myProfile的优化配置文件

    一个简单的配置文件格式如下：

  # more desktop/tuned.conf 
  #
  # tuned configuration
  #
 
  [main]      -- main段
  summary=Optmize for the desktop use-case   -- profile的介绍
  include=balanced        -- 包含的profile，也就是基于此profile做些调整
 
  [sysctl]    -- sysctl子系统
  kernel.sched_autogroup_enabled=1   -- 需要修改的参数

    最后，使用” tuned-adm list”查看，自定义的策略可以使用了。

# tuned-adm list
Available profiles:
………………
- myProfile             - My profile for test
………………
Current active profile: virtual-guest

总结

        tuned特性主要还是使用linux系统现有的一些调节手段和工具，包括CPU、磁盘的电源管理工具，内核参数调整等方式进行系统的性能调节。
        其主要的特点在于将上述的调整整合到一个具体的策略(profile)中，这样用户可以根据不同的使用场景和需求，很方便的对系统的性能进行设置，极大的简化了linux的性能调节。