libvirt虚拟机热迁移测试

原文链接https://liujiong63.github.io/2020/06/24/libvirt%E8%99%9A%E6%8B%9F%E6%9C%BA%E7%83%AD%E8%BF%81%E7%A7%BB%E6%B5%8B%E8%AF%95/

测试环境

使用物理机搭建的虚拟化系统,创建一台虚拟机,规格为64核心+64G内存+100G硬盘,对该虚拟机进行热迁移测试。

测试工具

虚拟机内安装stressapptest工具,用于对虚拟机的CPU和内存进行压力测试。

该工具命令行支持的参数有:

-M mbytes:测试内存的大小。

-s seconds:运行时长。

-m threads:运行的线程数量。

auto-converge功能测试

测试命令为:

1

virsh migrate instance-00000092 qemu+ssh://nova@173.20.6.3/system?keyfile=/var/lib/nova/.ssh/id_rsa --live --verbose --compressed --auto-converge --auto-converge-initial 20 --auto-converge-increment 10

auto-converge功能支持配置以下参数:

auto-converge-initial:初始抑制CPU频率的比例。

auto-converge-increment:CPU频率抑制比例的增量。

进行两组测试。在虚拟机内运行stressapptest工具,测试以上两个参数取不同数值,对于热迁移的影响。

压力测试持续300秒

虚拟机内部执行stressapptest -s 300 -M 40960 -m 64 -W,即测试40G内存、运行64个线程、运行300秒。热迁移结果如下表:

以上测试,全部在stressapptest进程结束后才开始抑制CPU。

压力测试持续1800秒

虚拟机内部执行stressapptest -s 1800 -M 40960 -m 64 -W,即测试40G内存、运行64个线程、运行1800秒。热迁移结果如下表:

以上测试,全部在stressapptest进程结束前就开始抑制CPU。

post-copy功能测试

使用virsh命令行迁移虚拟机,post-copy功能需要通过两步操作完成:

热迁移时,指定--postcopy参数用于启用post-copy。

1

virsh migrate instance-00000092 qemu+ssh://nova@173.20.6.3/system?keyfile=/var/lib/nova/.ssh/id_rsa --live --verbose --compressed --postcopy

此时热迁移处于pre-copy模式,需要通过virsh migrate-postcopy instance-00000092切换到post-copy模式。

进行两组测试。在虚拟机内运行stressapptest工具,分别测试启用、禁用post-copy对于热迁移的影响。

压力测试持续300秒

虚拟机内部执行stressapptest -s 300 -M 40960 -m 64 -W,即测试40G内存、运行64个线程、运行300秒。热迁移结果如下:

不开启post-copy模式,热迁移需要363872毫秒。

开启并切换到post-copy模式,热迁移需要110721毫秒。

压力测试持续1800秒

虚拟机内部执行stressapptest -s 1800 -M 40960 -m 64 -W,即测试40G内存、运行64个线程、运行1800秒。热迁移结果如下:

不开启post-copy模式,热迁移需要1880362毫秒。

开启并切换到post-copy模式,热迁移需要123528毫秒。

异常情况测试

虚拟机内部执行stressapptest -s 300 -M 40960 -m 64 -W,即测试40G内存、运行64个线程、运行300秒。

切换到post-copy模式,迁移过程中kill源节点虚拟机qemu进程。热迁移进程异常退出,目标节点虚拟机被删除,源节点虚拟机关机。源节点虚拟机开机后运行正常。

限制说明

post-copy模式和tunnelled模式不能同时使用,具体原因可参考这篇文章

xbzrle功能测试

不开启auto-converge和post-copy模式

虚拟机内部执行stressapptest -s 300 -M 40960 -m 64 -W,即测试40G内存、运行64个线程、运行300秒。

源节点打开xbzrle:

1

2

virsh qemu-monitor-command instance-00000092 --hmp "migrate_set_capability xbzrle on"

virsh qemu-monitor-command instance-00000092 --hmp "migrate_set_cache_size 64m"

迁移虚拟机到目标节点:

1

virsh migrate instance-00000092 qemu+ssh://nova@173.20.6.3/system?keyfile=/var/lib/nova/.ssh/id_rsa --live --verbose --compressed

分别测试xbzrle cache大小为64M、2G、16G、64G,对于热迁移效率的影响,结果如下:

测试中发现,在第3轮拷贝内存时,才切换到xbzrle模式。

开启auto-converge模式

虚拟机内部执行stressapptest -s 300 -M 40960 -m 64 -W,即测试40G内存、运行64个线程、运行300秒。

源节点打开xbzrle:

1

2

virsh qemu-monitor-command instance-00000092 --hmp "migrate_set_capability xbzrle on"

virsh qemu-monitor-command instance-00000092 --hmp "migrate_set_cache_size 64m"

迁移虚拟机到目标节点,启用auto-converge模式,参数配置为20、10:

1

virsh migrate instance-00000092 qemu+ssh://nova@173.20.6.3/system?keyfile=/var/lib/nova/.ssh/id_rsa --live --verbose --compressed --auto-converge --auto-converge-initial 20 --auto-converge-increment 10

分别测试xbzrle cache大小为64M、2G、16G、64G,对于热迁移效率的影响,结果如下:

开启post-copy模式

虚拟机内部执行stressapptest -s 300 -M 40960 -m 64 -W,即测试40G内存、运行64个线程、运行300秒。

源节点打开xbzrle:

1

2

virsh qemu-monitor-command instance-00000092 --hmp "migrate_set_capability xbzrle on"

virsh qemu-monitor-command instance-00000092 --hmp "migrate_set_cache_size 64m"

迁移虚拟机到目标节点,启用并切换到post-copy模式:

1

2

virsh migrate instance-00000092 qemu+ssh://nova@173.20.6.3/system?keyfile=/var/lib/nova/.ssh/id_rsa --live --verbose --compressed --postcopy

virsh migrate-postcopy instance-00000092

分别测试xbzrle cache大小为64M、2G、16G、64G,对于热迁移效率的影响,结果如下:

xbzrle transferred均为0 kbytes,证明未使用到xbzrle。

测试结论

本次测试过程中,未出现stressapptest进程崩溃,也未出现虚拟机崩溃、重启,测试过程未出现异常情况。

post-copy模式比auto-converge模式的迁移效率高。

auto-converge模式下,影响热迁移效率的因素有多种。增大auto-converge-initial、auto-converge-increment参数,能够尽早的抑制CPU频率,缩短迁移时间。除此之外,虚拟机的负载大小也影响热迁移效率。

对于虚拟机内存负载较高的场景,xbzrle模式无法有效提升热迁移的效率。

OpenStack nova对应配置说明

1

2

3

4

[libvirt]

live_migration_tunnelled=false

live_migration_permit_post_copy=true

live_migration_permit_auto_converge=false

live_migration_permit_post_copy和live_migration_permit_auto_converge不能同时启用。

live_migration_tunnelled

配置为true,则使用管道模式进行热迁移。

live_migration_permit_post_copy

配置为true,则启用post-copy模式。

迁移过程中,nova会计算是否需要切换到post-copy模式。计算规则为:

1

内存拷贝进度 = (上一轮待拷贝内存总量 - 本轮待拷贝内存总量) / 上一轮待拷贝内存总量

若内存拷贝进度小于10%,则切换到post-copy模式。

热迁移过程中也可以通过执行nova live-migration-force-complete命令手动切换到post-copy模式。

live_migration_permit_auto_converge

配置为true,则使用auto-converge模式。nova不支持配置auto-converge-initial和auto-converge-increment,libvirt中对应配置的默认值为20和10。

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