[openstack]NFVI特性之虚拟机绑定CPU

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内容系本人学习、研究和总结，如有雷同，实属荣幸！

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虚拟机CPU绑定特性，是NFVI的一个重要特性。该特性在openstack的K版本合入社区。
CPU绑定特性是创建实时虚拟机的前提。

CPU绑定特性，主要解决虚拟机互相正确pCPU导致的延迟。
该特性主要用于计算密集型/要求CPU低延迟的使用场景。

这块会涉及多个概念，SMT/CMP/SMP（大家可以自行百度了解内容）。简单的说一台主机可以由多个
CPU，每个CPU可以有多个cores，每个core可以有多个thread。

openstack的CPU绑定特性允许你指定vCPUs是独占绑定core还是独占绑定thread。

使用方法

openstack提供了两个参数，可以在flavor中配置（也可以在image中配置，这里主要描述flavor的配置方法）。

• cpu_policy
• cpu_thread_policy

cpu_policy支持使用shared/dedicated进行配置。shared表示不独占绑定pCPUs，dedicated表示独占绑定pCPUs。

cpu_thread_policy支持使用prefer/isolate/require三种指定方式。prefer表示如果主机提供thread则使用thread方式绑定，没有则使用core绑定；isolate表示使用core绑定；require表示必须使用thread绑定。

值得说明的是，使用cpu_thread_policy为prefer或者require时，openstack的thread分配策略是尽量占满一个core，然后再使用下一个core上的thread，从而避免导致thread/core碎片。这个从下边的例子也可以看出来。

使用例子

主机共有3个CPU，3个node：
CPU1有2个core，4个thread。
CPU2有1个core，2个thread。
CPU3有1个core，2个thread。

验证core绑定策略

openstack flavor create –ram 1024 –vcpu 2 –disk 1 isolate
openstack flavor set isolate –property hw:cpu_policy=dedicated –property hw:cpu_thread_policy=isolate

openstack server create –flavor isolate –image cirros-0.3.4-x86_64-uec isolate
创建成功。

openstack server create –flavor isolate –image cirros-0.3.4-x86_64-uec isolate2
创建成功。
原因：openstack默认一个numa node。虽然还有两个core，但是不在1个node。openstack因此返回失败。

openstack flavor create –ram 1024 –vcpu 1 –disk 1 isolate_1u
openstack flavor set isolate_1u –property hw:cpu_policy=dedicated –property hw:cpu_thread_policy=isolate

openstack server create –flavor isolate_1u –image cirros-0.3.4-x86_64-uec isolate_1u1
创建成功。
openstack server create –flavor isolate_1u –image cirros-0.3.4-x86_64-uec isolate_1u2
创建成功。
openstack server create –flavor isolate_1u –image cirros-0.3.4-x86_64-uec isolate_1u3
创建失败，因为已经没有空余的core了。

通过xml也可以看出3个虚拟机使用了0,2,4,6四个pCPUs。

验证thread分配策略

openstack flavor create –ram 1024 –vcpu 2 –disk 1 prefer
openstack flavor set prefer –property hw:cpu_policy=dedicated –property hw:cpu_thread_policy=prefer
openstack server create –flavor prefer –image cirros-0.3.4-x86_64-uec prefer
创建失败，因为资源不足。

删除虚拟机isolate后，重新创建prefer，创建成功。
通过xml可以看出使用了0,1两个pCPUs。
openstack的分配策略是按顺序使用未用的pCPUs。

这样做的好处，避免thread碎片。

require的行为

openstack flavor create –ram 1024 –vcpu 2 –disk 1 require
openstack flavor set require –property hw:cpu_policy=dedicated –property hw:cpu_thread_policy=require
openstack server create –flavor require –image cirros-0.3.4-x86_64-uec require
openstack server create –flavor require –image cirros-0.3.4-x86_64-uec require2

可以创建成功，分别使用0,1和2,3

openstack server create –flavor require –image cirros-0.3.4-x86_64-uec require3
创建失败，因为没有资源了。