基于NFV设备的系统性能检测及调优方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其中包括如下步骤：(1)对系统配置进行检测；(2)设定性能参数；(3)自动采样与系统带宽和延迟相关的性能事件；(4)根据采样结果进行性能分析及优化。采用该方法，通过软件方式优化系统硬件和软件的配置策略，避免或突破性能瓶颈限制，并指明了系统对性能有影响的检测点，提高了对性能瓶颈的定位效率；有针对地配置一系列性能参数，提高了系统部署的自动化程度；根据设备实际运行的反馈结果，量化分析系统运行的性能特征，并结合量化结果找出环境配置的不合理因数和代码缺陷，进一步优化系统性能；提供图形化操作界面，方便软件开发人员对缺陷代码的定位，具有广泛的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
基于NFV设备的系统性能检测及调优方法
本专利技术涉及网络功能虚拟化
，尤其涉及通信电子计算机软件网络功能虚拟化
，具体是指一种基于NFV(NetworkFunctionVirtualization，网络功能虚拟化)设备的系统性能检测及调优方法。
技术介绍
随着虚拟化技术的发展以及基于虚拟化技术的应用需求的增长；目前越来越多网络设备正在从传统的专用设备逐步迁移到基于x86-64架构的通用Linux服务器上。网络带宽和系统延迟是网络设备的主要性能指标中比较特出的两个性能指标。理论上，带宽越大，延迟越小；反之，较小的延时有助于提升带宽。在现有硬件和软件技术条件，比如硬件虚拟化方面主要有IntelVT(VirtualizationTechnology，虚拟化技术)等CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)虚拟化技术；软件虚拟化方面主要有KVM(Kernel-basedVirtualMachine，开源虚拟化模块)等Hypervisor(一种运行在物理服务器和操作系统之间的中间软件层)虚拟化技术。虽然这些虚拟化技术能够使用户充分地使用系统资源以及灵活地部署相关网络业务，但是在实际使用过程中由于使用策略不当而引发不能够满足业务需求的性能问题。这些硬件和软件虚拟化技术提供了功能及机制，却没有在实际使用中提供完整且具有针对性的业务部署和性能优化等方面的解决方案。在现有的基于x86-64硬件构架和LinuxKVM软件架构的环境下，网络功能虚拟化设备面临着网络带宽和系统延迟的困境，主要技术瓶颈反映在内存子系统方面，其中包括：本地化内存访问、内存页表映射、CPU高速缓存命中率、主存访问延迟等以及针对上述瓶颈的调优。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现提供完整且具有针对性的业务部署和性能优化的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法。为了实现上述目的，本专利技术的具有如下构成：该基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，包括如下步骤：(1)对系统配置进行检测；(2)设定系统性能参数；(3)自动采样与系统带宽和延迟相关的性能事件；(4)根据采样结果进行性能分析及优化。较佳地，所述的步骤(1)和步骤(2)之间还包括如下步骤：(1-1)检测BIOS(BasicInput/OutputSystem，基本输入输出系统)预配置参数并修改；(1-2)检测CPU状态并配置；(1-3)检测内存子系统并设定内存子系统相关性能参数；(1-4)检测网络设备并设定网络设备相关性能参数；(1-5)检测宿主机操作系统和内核参数并设定宿主机相关性能参数；(1-6)设定虚拟机参数；(1-7)设定客户机操作系统和内核参数；(1-8)设定客户机网络设备参数。更佳地，所述的步骤(1-1)包括如下步骤：(1-1-1)检测BIOS预配置参数；(1-1-2)判断所述的BIOS预配置参数与期望是否一致，如果是，则继续步骤(1-2)，否则继续步骤(1-1-3)；(1-1-3)判断所述的BIOS预配置参数是否可以在线修改，如果是，则在线修改BIOS预配置参数并继续步骤(1-2)，否则继续步骤(1-1-4)；(1-1-4)重启系统并在系统引导阶段进入BIOS环境，修改所述的BIOS预配置参数，继续步骤(1-1-1)。更进一步地，所述的BIOS预配置参数包括处理器C3的状态、处理器C6的状态、超线程、英特尔增强、英特尔虚拟化、MLC远程控制、MLC空间预存器、DCU指令预存器、DCA、CPU功耗和性能策略、英特尔睿频加速和内存的NUMA优化项。更进一步地，所述的步骤(1-2)包括如下步骤：(1-2-1)读取所述的CPU状态并检测CPU参数指标；(1-2-2)判断所述的CPU状态与期望是否一致，如果是，则继续步骤(1-2-6)，否则继续步骤(1-1-7)；(1-2-3)判断BIOS配置是否正确，如果是，则继续步骤(1-2-4)，否则继续步骤(1-1-3)；(1-2-4)判断CPU型号是否正确，如果是，则继续步骤(1-2-6)，否则继续步骤(1-2-5)；(1-2-5)更换CPU或更换服务器硬件，继续步骤(1-1-1)；(1-2-6)记录并保存CPU相关特征参数。更进一步地，所述的CPU参数指标包括CPU物理ID、CoreID、CPU逻辑核数、L1/L2/L3高速缓存大小、ITLB/DTLB/STLB(TLB：Translationlookasidebuffer,即旁路转换缓冲)条目数、超线程、电源管理模式，QPI(QuickPathInterconnect，公共系统接口)状态，缓存硬件预取和LLC(LogicalLinkControl，逻辑链路控制子层)配置方式。更进一步地，所述的步骤(1-3)包括如下步骤：(1-3-1)检测DIMM(Dual-Inline-Memory-Modules，双列直插式存储模块)内存布局，并将所述的DIMM内存布局调整为最大带宽配置模式；(1-3-2)判断所述的DIMM内存布局是否满足NUMA(NonUniformMemoryAccess，非统一内存访问)架构，如果是，则继续步骤(1-3-4)，否则继续步骤(1-3-3)；(1-3-3)手工调整所述的DIMM内存布局，继续步骤(1-1-1)；(1-3-4)检查并保存内存相关参数。更进一步地，所述的内存布局包括内存通道数、DIMM插槽布局、内存条装配、系统物理内存容量、单根内存条容量、NUMA内存节点本地化访问、工作频率和存储容量。更进一步地，所述的步骤(1-4)还包括如下步骤：(1-4-1)检测网卡配置情况；(1-4-2)判断网卡布局是否满足NUMA架构，如果是，则继续步骤(1-4-4)，否则继续步骤(1-4-3)；(1-4-3)手工调整所述的网卡内存布局，继续步骤(1-1-1)；(1-4-4)检测并保存网卡相关参数。更进一步地，所述的网卡布局包括网卡型号、网卡装配物理位置PCIe总线插槽和NUMA网卡本地化访问。更佳地，所述的步骤(1-5)包括如下步骤：(1-5-1)检测并设定内核参数；(1-5-2)检测并设定所需内核模块的加载情况；(1-5-3)检测并设定巨页分配情况；(1-5-4)检测并设定系统交换分区状态。更进一步地，所述的内存巨页分配情况包括巨页页面大小、巨页分配数量、巨页在各个NUMA节点分配情况和巨页物理地址空间连续性。更佳地，所述的步骤(1-6)包括如下步骤：(1-6-1)检测并设定预留客户机系统内存；(1-6-2)检测并设定虚拟CPU亲和性；(1-6-3)检测并设定绑定虚拟网卡。更进一步地，所述的检测并设定预留客户机系统内存，具体为：宿主机装配同样型号的内存条且每个内存同通道仅装配单个内存条，所述的宿主机使用2MB或1GB大小的巨页为客户机分配内存。更进一步地，所述的检测并设定虚拟CPU亲和性，具体为：绑定多线程的任务中的线程到同一个物理处理器上不同的CPU核上，并且亲和性绑定指定线程访问相同NUMA节点下的内存和网卡。更进一步地，所述的检测并设定绑定虚拟网卡，具体为：使用PassThrough模式初始化客户机网卡，绑定线程仅访问相同NUMA节点下的网卡。更佳地，所述的步骤(1-7)包括如下步骤：(1-7-1)检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：(1)对系统配置进行检测；(2)设定系统性能参数；(3)自动采样与系统带宽和延迟相关的性能事件；(4)根据采样结果进行性能分析及优化。

【技术特征摘要】
1.一种基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：(1)对系统配置进行检测；(2)设定系统性能参数；(3)自动采样与系统带宽和延迟相关的性能事件；(4)根据采样结果进行性能分析及优化。2.根据权利要求1所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的步骤(1)和步骤(2)之间还包括如下步骤：(1-1)检测BIOS预配置参数并修改；(1-2)检测CPU状态并配置；(1-3)检测内存子系统并设定内存子系统相关性能参数；(1-4)检测网络设备并设定网络设备相关性能参数；(1-5)检测宿主机操作系统和内核参数并设定宿主机相关性能参数；(1-6)设定虚拟机参数；(1-7)设定客户机操作系统和内核参数；(1-8)设定客户机网络设备参数。3.根据权利要求2所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的步骤(1-1)包括如下步骤：(1-1-1)检测BIOS预配置参数；(1-1-2)判断所述的BIOS预配置参数与期望是否一致，如果是，则继续步骤(1-2)，否则继续步骤(1-1-3)；(1-1-3)判断所述的BIOS预配置参数是否可以在线修改，如果是，则在线修改BIOS预配置参数并继续步骤(1-2)，否则继续步骤(1-1-4)；(1-1-4)重启系统并在系统引导阶段进入BIOS环境，修改所述的BIOS预配置参数，继续步骤(1-1-1)。4.根据权利要求3所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的BIOS预配置参数包括处理器C3的状态、处理器C6的状态、超线程、英特尔增强、英特尔虚拟化、MLC远程控制、MLC空间预存器、DCU指令预存器、DCA、CPU功耗和性能策略、英特尔睿频加速和内存的NUMA优化项。5.根据权利要求3所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的步骤(1-2)包括如下步骤：(1-2-1)读取所述的CPU状态并检测CPU参数指标；(1-2-2)判断所述的CPU状态与期望是否一致，如果是，则继续步骤(1-2-6)，否则继续步骤(1-1-7)；(1-2-3)判断BIOS配置是否正确，如果是，则继续步骤(1-2-4)，否则继续步骤(1-1-3)；(1-2-4)判断CPU型号是否正确，如果是，则继续步骤(1-2-6)，否则继续步骤(1-2-5)；(1-2-5)更换CPU或更换服务器硬件，继续步骤(1-1-1)；(1-2-6)记录并保存CPU相关特征参数。6.根据权利要求5所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的CPU参数指标包括CPU物理ID、CoreID、CPU逻辑核数、L1/L2/L3高速缓存大小、ITLB/DTLB/STLB条目数、超线程、电源管理模式，QPI状态，缓存硬件预取和LLC配置方式。7.根据权利要求3所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的步骤(1-3)包括如下步骤：(1-3-1)检测DIMM内存布局，并将所述的DIMM内存布局调整为最大带宽配置模式；(1-3-2)判断所述的DIMM内存布局是否满足NUMA架构，如果是，则继续步骤(1-3-4)，否则继续步骤(1-3-3)；(1-3-3)手工调整所述的DIMM内存布局，继续步骤(1-1-1)；(1-3-4)检查并保存内存相关参数。8.根据权利要求7所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的内存布局包括内存通道数、DIMM插槽布局、内存条装配、系统物理内存容量、单根内存条容量、NUMA内存节点本地化访问、工作频率和存储容量。9.根据权利要求3所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的步骤(1-4)还包括如下步骤：(1-4-1)检测网卡配置情况；(1-4-2)判断网卡布局是否满足NUMA架构，如果是，则继续步骤(1-4-4)，否则继续步骤(1-4-3)；(1-4-3)手工调整所述的网卡内存布局，继续步骤(1-1-1)；(1-4-4)检测并保存网卡相关参数。10.根据权利要求9所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的网卡布局包括网卡型号、网卡装配物理位置PCIe总线插槽和NUMA网卡本地化访问。11.根据权利要求2所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的步骤(1-5)包括如下步骤：(1-5-1)检测并设定内核参数；(1-5-2)检测并设定所需内核模块的加载情况；(1-5-3)检测并设定巨页分配情况；(1-5-4)检测并设定系统交换分区状态。12.根据权利要求11所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的内存巨页分配情况包括巨页页面大小、巨页分配数量、巨页在各个NUMA节点分配情况和巨页物理地址空间连续性。13.根据权利要求2所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的步骤(1-6)包括如下步骤：(1-6-1)检测并设定预留客户机系统内存；(1-6-2)检测并设定虚拟CPU亲和性；(1-6-3)检测并设定绑定虚拟网卡。14.根据权利要求13所述的基于NFV设备的系统性能检测及调优方法，其特征在于，所述的检测并设定预留客户机系统内存，具体为：宿主机装配同样型号的内存条且每个内存同通道仅装配单个内存条，所述的宿主机使用2MB或1GB大小的巨页为客...

【专利技术属性】
技术研发人员：王猛，逯利军，钱培专，李晏，胡森标，
申请(专利权)人：赛特斯信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32