ચોરી: જે વર્ચ્યુઅલ મશીનોમાંથી પ્રોસેસરનો સમય ચોરી કરે છે

નમસ્તે! હું તમને વર્ચ્યુઅલ મશીનોની અંદર ચોરીના મિકેનિક્સ વિશે અને કેટલીક બિન-સ્પષ્ટ કલાકૃતિઓ વિશે સરળ શબ્દોમાં કહેવા માંગુ છું જે અમે તેના સંશોધન દરમિયાન શોધવામાં વ્યવસ્થાપિત થયા, જેમાં મારે ક્લાઉડ પ્લેટફોર્મના તકનીકી નિર્દેશક તરીકે ડૂબકી મારવી પડી. Mail.ru ક્લાઉડ સોલ્યુશન્સ. પ્લેટફોર્મ KVM પર ચાલે છે.

CPU ચોરીનો સમય એ સમય છે જે દરમિયાન વર્ચ્યુઅલ મશીન તેના અમલીકરણ માટે પ્રોસેસર સંસાધનો પ્રાપ્ત કરતું નથી. આ સમય માત્ર વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન પર્યાવરણોમાં ગેસ્ટ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમોમાં ગણવામાં આવે છે. આ સૌથી વધુ ફાળવેલ સંસાધનો ક્યાં જાય છે તેના કારણો, જીવનની જેમ, ખૂબ જ અસ્પષ્ટ છે. પરંતુ અમે તેને શોધવાનું નક્કી કર્યું, અને સંખ્યાબંધ પ્રયોગો પણ કર્યા. એવું નથી કે હવે આપણે ચોરી વિશે બધું જાણીએ છીએ, પરંતુ હવે અમે તમને કંઈક રસપ્રદ જણાવીશું.

1. ચોરી શું છે

તેથી, ચોરી એ એક મેટ્રિક છે જે વર્ચ્યુઅલ મશીનની અંદર પ્રક્રિયાઓ માટે પ્રોસેસર સમયનો અભાવ દર્શાવે છે. વર્ણવ્યા પ્રમાણે KVM કર્નલ પેચમાંસ્ટીલ્થ એ સમય છે કે જે દરમિયાન હાઇપરવાઇઝર હોસ્ટ OS પર અન્ય પ્રક્રિયાઓ એક્ઝિક્યુટ કરે છે તેમ છતાં તેણે વર્ચ્યુઅલ મશીન પ્રક્રિયાને એક્ઝેક્યુશન માટે કતારબદ્ધ કરી છે. એટલે કે, ચોરીની ગણતરી એ સમય વચ્ચેના તફાવત તરીકે કરવામાં આવે છે જ્યારે પ્રક્રિયા એક્ઝિક્યુટ કરવા માટે તૈયાર હોય અને તે સમય જ્યારે પ્રક્રિયાને પ્રોસેસર સમય ફાળવવામાં આવે.

વર્ચ્યુઅલ મશીન કર્નલ હાઇપરવાઇઝર પાસેથી ચોરી મેટ્રિક મેળવે છે. તે જ સમયે, હાઇપરવાઇઝર તે સ્પષ્ટ કરતું નથી કે તે કઈ અન્ય પ્રક્રિયાઓ ચાલી રહી છે, તે ફક્ત કહે છે "જ્યારે હું વ્યસ્ત છું, હું તમને સમય આપી શકતો નથી." KVM પર, ચોરીની ગણતરી માટે આધાર ઉમેરવામાં આવેલ છે પેચો. અહીં બે મુખ્ય મુદ્દાઓ છે:

• વર્ચ્યુઅલ મશીન હાઇપરવાઇઝર પાસેથી ચોરી વિશે શીખે છે. એટલે કે, નુકસાનના દૃષ્ટિકોણથી, વર્ચ્યુઅલ મશીન પરની પ્રક્રિયાઓ માટે આ એક પરોક્ષ માપ છે જે વિવિધ વિકૃતિઓને આધિન હોઈ શકે છે.
• હાઇપરવાઇઝર વર્ચ્યુઅલ મશીન સાથે તે બીજું શું કરી રહ્યું છે તે વિશેની માહિતી શેર કરતું નથી - મુખ્ય વસ્તુ એ છે કે તે તેના માટે સમય ફાળવતો નથી. આને કારણે, વર્ચ્યુઅલ મશીન પોતે ચોરી સૂચકમાં વિકૃતિઓ શોધી શકતું નથી, જે સ્પર્ધાત્મક પ્રક્રિયાઓની પ્રકૃતિ દ્વારા મૂલ્યાંકન કરી શકાય છે.

2. ચોરીને શું અસર કરે છે

2.1. ગણતરી ચોરી

અનિવાર્યપણે, ચોરીની ગણતરી સામાન્ય CPU ઉપયોગ સમય જેટલી જ થાય છે. રિસાયક્લિંગને કેવી રીતે ગણવામાં આવે છે તે વિશે વધુ માહિતી નથી. કદાચ કારણ કે મોટાભાગના લોકો આ પ્રશ્નને સ્પષ્ટ માને છે. પરંતુ અહીં પણ મુશ્કેલીઓ છે. આ પ્રક્રિયાથી પોતાને પરિચિત કરવા માટે, તમે વાંચી શકો છો બ્રેન્ડન ગ્રેગ દ્વારા લેખ: તમે ઉપયોગની ગણતરી કરતી વખતે ઘણી બધી ઘોંઘાટ વિશે અને નીચેના કારણોસર આ ગણતરી ભૂલભરેલી હોય તેવી પરિસ્થિતિઓ વિશે શીખી શકશો:

• પ્રોસેસર વધુ ગરમ થાય છે, જેના કારણે ચક્રો છૂટી જાય છે.
• ટર્બો બૂસ્ટને સક્ષમ/અક્ષમ કરો, જે પ્રોસેસરની ઘડિયાળની આવર્તનને બદલે છે.
• સ્પીડસ્ટેપ જેવી પ્રોસેસર પાવર-સેવિંગ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરતી વખતે સમયની સ્લાઇસની લંબાઈમાં ફેરફાર.
• સરેરાશની ગણતરી કરવામાં સમસ્યા: 80% પર એક મિનિટના ઉપયોગનો અંદાજ 100% ના ટૂંકા ગાળાના વિસ્ફોટને છુપાવી શકે છે.
• સ્પિન લૉક પ્રોસેસરને પુનઃ દાવો કરવા માટેનું કારણ બને છે, પરંતુ વપરાશકર્તા પ્રક્રિયા તેના અમલીકરણમાં કોઈ પ્રગતિ જોતી નથી. પરિણામે, પ્રક્રિયા દ્વારા ગણતરી કરેલ પ્રોસેસરનો ઉપયોગ સો ટકા હશે, જો કે પ્રક્રિયા ભૌતિક રીતે પ્રોસેસર સમયનો ઉપયોગ કરશે નહીં.

મને ચોરી માટે સમાન ગણતરીનું વર્ણન કરતો લેખ મળ્યો નથી (જો તમને ખબર હોય, તો ટિપ્પણીઓમાં શેર કરો). પરંતુ, સ્ત્રોત કોડ દ્વારા અભિપ્રાય આપતા, ગણતરી પદ્ધતિ રિસાયક્લિંગ માટે સમાન છે. સરળ રીતે, KVM પ્રક્રિયા (વર્ચ્યુઅલ મશીન પ્રક્રિયા) માટે સીધા કર્નલમાં બીજું કાઉન્ટર ઉમેરવામાં આવે છે, જે CPU સમયની રાહ જોતી KVM પ્રક્રિયાની અવધિની ગણતરી કરે છે. કાઉન્ટર તેના સ્પષ્ટીકરણમાંથી પ્રોસેસર વિશેની માહિતી લે છે અને તેની બધી ટીક વર્ચ્યુઅલ મશીન પ્રક્રિયા દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાય છે કે કેમ તે તપાસે છે. જો તે બધુ જ છે, તો પછી અમે ધારીએ છીએ કે પ્રોસેસર ફક્ત વર્ચ્યુઅલ મશીન પ્રક્રિયા સાથે કબજો કરવામાં આવ્યો હતો. નહિંતર, અમે જાણ કરીએ છીએ કે પ્રોસેસર કંઈક બીજું કરી રહ્યું હતું, ચોરી દેખાય છે.

ચોરીની ગણતરી પ્રક્રિયા નિયમિત રિસાયક્લિંગ ગણતરી જેવી જ સમસ્યાઓને આધીન છે. એવું કહેવા માટે નથી કે આવી સમસ્યાઓ વારંવાર દેખાય છે, પરંતુ તે નિરાશાજનક લાગે છે.

2.2. KVM પર વર્ચ્યુઅલાઈઝેશનના પ્રકાર

વ્યાપક રીતે કહીએ તો, વર્ચ્યુઅલાઈઝેશનના ત્રણ પ્રકાર છે, જે તમામ KVM દ્વારા આધારભૂત છે. ચોરીની ઘટનાની પદ્ધતિ વર્ચ્યુઅલાઈઝેશનના પ્રકાર પર આધારિત હોઈ શકે છે.

પ્રસારણ. આ કિસ્સામાં, ભૌતિક હાઇપરવાઇઝર ઉપકરણો સાથે વર્ચ્યુઅલ મશીન ઓપરેટિંગ સિસ્ટમનું સંચાલન કંઈક આના જેવું થાય છે:

1. ગેસ્ટ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ તેના ગેસ્ટ ડિવાઇસને આદેશ મોકલે છે.
2. મહેમાન ઉપકરણ ડ્રાઈવર આદેશ મેળવે છે, ઉપકરણ BIOS માટે વિનંતી જનરેટ કરે છે અને તેને હાઈપરવાઈઝરને મોકલે છે.
3. હાઇપરવાઇઝર પ્રક્રિયા ભૌતિક ઉપકરણ માટે કમાન્ડ ટુ કમાન્ડનું ભાષાંતર કરે છે, તેને અન્ય વસ્તુઓની સાથે, વધુ સુરક્ષિત બનાવે છે.
4. ભૌતિક ઉપકરણ ડ્રાઈવર સંશોધિત આદેશ સ્વીકારે છે અને તેને ભૌતિક ઉપકરણ પર જ મોકલે છે.
5. આદેશો ચલાવવાના પરિણામો એ જ પાથ સાથે પાછા જાય છે.

અનુવાદનો ફાયદો એ છે કે તે તમને કોઈપણ ઉપકરણનું અનુકરણ કરવાની મંજૂરી આપે છે અને ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ કર્નલની વિશેષ તૈયારીની જરૂર નથી. પરંતુ તમારે આ માટે ચૂકવણી કરવી પડશે, સૌ પ્રથમ, ઝડપમાં.

હાર્ડવેર વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન. આ કિસ્સામાં, હાર્ડવેર સ્તર પરનું ઉપકરણ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમના આદેશોને સમજે છે. આ સૌથી ઝડપી અને શ્રેષ્ઠ માર્ગ છે. પરંતુ, કમનસીબે, તે તમામ ભૌતિક ઉપકરણો, હાઇપરવાઇઝર અને ગેસ્ટ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમો દ્વારા સમર્થિત નથી. હાલમાં, મુખ્ય ઉપકરણો કે જે હાર્ડવેર વર્ચ્યુઅલાઈઝેશનને સપોર્ટ કરે છે તે પ્રોસેસર્સ છે.

પેરાવર્ચ્યુઅલાઈઝેશન. KVM પર ઉપકરણ વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન માટે સૌથી સામાન્ય વિકલ્પ અને મહેમાન ઓપરેટિંગ સિસ્ટમો માટે સામાન્ય રીતે સૌથી સામાન્ય વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન સ્થિતિ. તેની ખાસિયત એ છે કે અમુક હાઈપરવાઈઝર સબસિસ્ટમ સાથે કામ કરવું (ઉદાહરણ તરીકે, નેટવર્ક અથવા ડિસ્ક સ્ટેક સાથે) અથવા મેમરી પેજની ફાળવણી હાઈ-લેવલ કમાન્ડનો અનુવાદ કર્યા વિના હાઈપરવાઈઝર APIનો ઉપયોગ કરીને થાય છે. આ વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન પદ્ધતિનો ગેરલાભ એ છે કે ગેસ્ટ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ કર્નલમાં ફેરફાર કરવો આવશ્યક છે જેથી કરીને તે આ API નો ઉપયોગ કરીને હાઈપરવાઈઝર સાથે વાતચીત કરી શકે. પરંતુ આ સામાન્ય રીતે ગેસ્ટ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ પર વિશિષ્ટ ડ્રાઇવરો ઇન્સ્ટોલ કરીને ઉકેલવામાં આવે છે. KVM માં આ API કહેવાય છે virtio API.

પેરાવર્ચ્યુઅલાઈઝેશન સાથે, બ્રોડકાસ્ટિંગની તુલનામાં, હોસ્ટ પરની હાઇપરવાઈઝર પ્રક્રિયાને વર્ચ્યુઅલ મશીનથી સીધા આદેશો મોકલીને ભૌતિક ઉપકરણનો માર્ગ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી દેવામાં આવે છે. આ તમને વર્ચ્યુઅલ મશીનની અંદરની તમામ સૂચનાઓના અમલને ઝડપી બનાવવા માટે પરવાનગી આપે છે. KVM માં, આ virtio API દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે માત્ર અમુક ઉપકરણો માટે જ કામ કરે છે, જેમ કે નેટવર્ક અથવા ડિસ્ક એડેપ્ટર. આ કારણે વર્ચ્યુઅલ મશીનોની અંદર વર્ટીયો ડ્રાઇવરો ઇન્સ્ટોલ કરેલ છે.

આ પ્રવેગકનું નુકસાન એ છે કે વર્ચ્યુઅલ મશીનની અંદર ચાલતી બધી પ્રક્રિયાઓ તેની અંદર રહેતી નથી. આ કેટલીક વિશેષ અસરો બનાવે છે જે ચોરી પર સ્પાવિંગમાં પરિણમી શકે છે. હું આ મુદ્દાનો વિગતવાર અભ્યાસ શરૂ કરવાની ભલામણ કરું છું વર્ચ્યુઅલ I/O માટે API: virtio.

2.3. "વાજબી" શેડ્યૂલિંગ

હાયપરવાઈઝર પર વર્ચ્યુઅલ મશીન, હકીકતમાં, એક સામાન્ય પ્રક્રિયા છે જે Linux કર્નલમાં શેડ્યુલિંગ (પ્રક્રિયાઓ વચ્ચે સંસાધન વિતરણ) ના નિયમોનું પાલન કરે છે, તેથી ચાલો તેને નજીકથી જોઈએ.

Linux કહેવાતા CFS નો ઉપયોગ કરે છે, કમ્પ્લીટલી ફેર શેડ્યૂલર, જે કર્નલ 2.6.23 થી ડિફોલ્ટ શેડ્યૂલર બની ગયું છે. આ અલ્ગોરિધમ સમજવા માટે, તમે Linux કર્નલ આર્કિટેક્ચર અથવા સ્ત્રોત કોડ વાંચી શકો છો. CFS નો સાર એ પ્રક્રિયાઓ વચ્ચે પ્રોસેસર સમયને તેમના અમલના સમયગાળાના આધારે વિતરિત કરવાનો છે. પ્રક્રિયાને જેટલો વધુ CPU સમયની જરૂર છે, તેટલો ઓછો CPU સમય તે મેળવે છે. આ સુનિશ્ચિત કરે છે કે બધી પ્રક્રિયાઓ "વ્યવસ્થિત" રીતે ચલાવવામાં આવે છે - જેથી એક પ્રક્રિયા સતત બધા પ્રોસેસરો પર કબજો ન કરે, અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ પણ ચલાવી શકે.

કેટલીકવાર આ દાખલો રસપ્રદ કલાકૃતિઓ તરફ દોરી જાય છે. કમ્પાઇલર જેવી સંસાધન-સઘન એપ્લિકેશન ચલાવતી વખતે લાંબા સમયથી Linux વપરાશકર્તાઓ ડેસ્કટોપ પર નિયમિત ટેક્સ્ટ એડિટરને ફ્રીઝ કરવાનું યાદ રાખે છે. આવું થયું કારણ કે ડેસ્કટૉપ એપ્લિકેશન્સમાં બિન-સંસાધન-સઘન કાર્યો, સંસાધન-સઘન કાર્યો, જેમ કે કમ્પાઇલર સાથે સ્પર્ધા કરે છે. CFS માને છે કે આ અયોગ્ય છે, તેથી તે સમયાંતરે ટેક્સ્ટ એડિટરને બંધ કરે છે અને પ્રોસેસરને કમ્પાઇલરના કાર્યોને હેન્ડલ કરવા દે છે. આ મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરીને સુધારેલ છે sched_autogroup, પરંતુ કાર્યો વચ્ચે પ્રોસેસર સમયના વિતરણની અન્ય ઘણી સુવિધાઓ રહી. વાસ્તવમાં, આ સીએફએસમાં બધું કેટલું ખરાબ છે તે વિશેની વાર્તા નથી, પરંતુ એ હકીકત તરફ ધ્યાન દોરવાનો પ્રયાસ છે કે પ્રોસેસર સમયનું "વાજબી" વિતરણ એ સૌથી તુચ્છ કાર્ય નથી.

શેડ્યૂલરનો બીજો મહત્વનો મુદ્દો એ છે કે પૂર્વગ્રહ. પ્રોસેસરમાંથી સ્નીકરિંગ પ્રક્રિયાને બહાર કાઢવા અને અન્યને કામ કરવા દેવા માટે આ જરૂરી છે. ઇજેક્શન પ્રક્રિયાને સંદર્ભ સ્વિચિંગ કહેવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, કાર્યનો સમગ્ર સંદર્ભ સાચવવામાં આવે છે: સ્ટેક, રજિસ્ટર, વગેરેની સ્થિતિ, જેના પછી પ્રક્રિયાને રાહ જોવા માટે મોકલવામાં આવે છે, અને બીજું તેનું સ્થાન લે છે. OS માટે આ એક ખર્ચાળ ઑપરેશન છે અને તેનો ભાગ્યે જ ઉપયોગ થાય છે, પરંતુ તેમાં સ્વાભાવિક રીતે કંઈ ખોટું નથી. વારંવાર સંદર્ભ સ્વિચિંગ OS માં સમસ્યા સૂચવી શકે છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે તે સતત હોય છે અને ખાસ કરીને કંઈપણ સૂચવતું નથી.

એક હકીકતને સમજાવવા માટે આટલી લાંબી વાર્તાની જરૂર છે: પ્રમાણિક Linux શેડ્યૂલરમાં પ્રક્રિયા જેટલી વધુ પ્રોસેસર સંસાધનોનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રયાસ કરે છે, તેટલી ઝડપથી તેને અટકાવવામાં આવશે જેથી અન્ય પ્રક્રિયાઓ પણ કાર્ય કરી શકે. શું આ સાચું છે કે નહીં તે એક જટિલ પ્રશ્ન છે જે વિવિધ ભાર હેઠળ અલગ રીતે ઉકેલી શકાય છે. વિન્ડોઝમાં, તાજેતરમાં સુધી, શેડ્યૂલર ડેસ્કટૉપ એપ્લિકેશન્સની અગ્રતા પ્રક્રિયા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતું હતું, જેના કારણે પૃષ્ઠભૂમિ પ્રક્રિયાઓ સ્થિર થઈ શકે છે. સન સોલારિસ પાસે શેડ્યૂલરના પાંચ અલગ-અલગ વર્ગો હતા. જ્યારે અમે વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન શરૂ કર્યું, ત્યારે અમે છઠ્ઠું ઉમેર્યું, વાજબી શેર શેડ્યૂલર, કારણ કે અગાઉના પાંચ સોલારિસ ઝોન વર્ચ્યુઅલાઈઝેશન સાથે પર્યાપ્ત રીતે કામ કરતા ન હતા. હું પુસ્તકો સાથે આ મુદ્દાનો વિગતવાર અભ્યાસ શરૂ કરવાની ભલામણ કરું છું સોલારિસ ઇન્ટરનલ: સોલારિસ 10 અને ઓપનસોલારિસ કર્નલ આર્કિટેક્ચર અથવા Linux કર્નલને સમજવું.

2.4. ચોરી પર નજર કેવી રીતે રાખવી?

અન્ય પ્રોસેસર મેટ્રિકની જેમ, વર્ચ્યુઅલ મશીનની અંદર ચોરીનું નિરીક્ષણ કરવું સરળ છે: તમે કોઈપણ પ્રોસેસર મેટ્રિક્સ ટૂલનો ઉપયોગ કરી શકો છો. મુખ્ય વસ્તુ એ છે કે વર્ચ્યુઅલ મશીન Linux પર છે. કેટલાક કારણોસર Windows તેના વપરાશકર્તાઓને આ માહિતી પ્રદાન કરતું નથી. 🙁

ટોચના આદેશનું આઉટપુટ: પ્રોસેસર લોડની વિગતો, સૌથી જમણી બાજુના સ્તંભમાં - ચોરી

હાઈપરવાઈઝર પાસેથી આ માહિતી મેળવવાનો પ્રયાસ કરતી વખતે મુશ્કેલી ઊભી થાય છે. તમે હોસ્ટ મશીન પર ચોરીની આગાહી કરવાનો પ્રયાસ કરી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે, લોડ એવરેજ (LA) પેરામીટરનો ઉપયોગ કરીને - એક્ઝેક્યુશન કતારમાં રાહ જોઈ રહેલી પ્રક્રિયાઓની સંખ્યાનું સરેરાશ મૂલ્ય. આ પરિમાણની ગણતરી કરવાની પદ્ધતિ સરળ નથી, પરંતુ સામાન્ય રીતે, જો પ્રોસેસર થ્રેડોની સંખ્યા દ્વારા LA નોર્મલાઇઝ્ડ 1 કરતાં વધુ હોય, તો આ સૂચવે છે કે Linux સર્વર કંઈક સાથે ઓવરલોડ છે.

આ બધી પ્રક્રિયાઓ શેની રાહ જોઈ રહી છે? સ્પષ્ટ જવાબ પ્રોસેસર છે. પરંતુ જવાબ સંપૂર્ણપણે સાચો નથી, કારણ કે કેટલીકવાર પ્રોસેસર મફત હોય છે, પરંતુ એલએ સ્કેલ બંધ થઈ જાય છે. યાદ રાખો NFS કેવી રીતે બંધ થાય છે અને LA કેવી રીતે વધે છે. આ જ ડિસ્ક અને અન્ય ઇનપુટ/આઉટપુટ ઉપકરણો સાથે થઈ શકે છે. પરંતુ વાસ્તવમાં, પ્રક્રિયાઓ કોઈપણ લોકના અંતની રાહ જોઈ શકે છે, કાં તો ભૌતિક, I/O ઉપકરણ સાથે સંકળાયેલ, અથવા તાર્કિક, જેમ કે મ્યુટેક્સ. આમાં હાર્ડવેરના સ્તરે લોકીંગ (ડિસ્કમાંથી સમાન પ્રતિસાદ), અથવા તર્ક (કહેવાતા લોકીંગ પ્રિમિટિવ્સ, જેમાં એન્ટિટી, મ્યુટેક્સ અનુકૂલનશીલ અને સ્પિન, સેમાફોર્સ, કન્ડિશન વેરિએબલ, આરડબ્લ્યુ લૉક્સ, આઈપીસી લૉક્સનો સમાવેશ થાય છે. ...).

LA ની બીજી વિશેષતા એ છે કે તેને ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ એવરેજ તરીકે ગણવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 100 પ્રક્રિયાઓ એક ફાઇલ માટે સ્પર્ધા કરે છે, અને પછી LA=50. આટલું મોટું મૂલ્ય ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ ખરાબ હોવાનું સૂચવે છે. પરંતુ અન્ય કુટિલ રીતે લખેલા કોડ માટે, આ એક સામાન્ય સ્થિતિ હોઈ શકે છે, તે હકીકત હોવા છતાં કે તે માત્ર ખરાબ છે, અને ઑપરેટિંગ સિસ્ટમમાં અન્ય પ્રક્રિયાઓ પીડાતી નથી.

આ સરેરાશને કારણે (અને એક મિનિટ કરતાં ઓછા સમયમાં), LA સૂચક દ્વારા કંઈપણ નક્કી કરવું એ સૌથી વધુ લાભદાયી કાર્ય નથી, ચોક્કસ કિસ્સાઓમાં ખૂબ જ અનિશ્ચિત પરિણામો સાથે. જો તમે તેને સમજવાનો પ્રયાસ કરશો, તો તમે જોશો કે વિકિપીડિયા અને અન્ય ઉપલબ્ધ સંસાધનો પરના લેખો પ્રક્રિયાના ઊંડે સમજૂતી વિના માત્ર સરળ કિસ્સાઓનું જ વર્ણન કરે છે. રુચિ ધરાવતા દરેકને હું ફરીથી મોકલું છું, અહીં બ્રેન્ડન ગ્રેગ માટે  - નીચેની લિંક્સને અનુસરો. કોણ અંગ્રેજી બોલવામાં ખૂબ આળસુ છે - LA વિશેના તેમના લોકપ્રિય લેખનો અનુવાદ.

3. વિશેષ અસરો

હવે આપણે સામે આવેલ ચોરીના મુખ્ય કેસો જોઈએ. હું તમને કહીશ કે તેઓ ઉપરોક્ત તમામમાંથી કેવી રીતે અનુસરે છે અને તેઓ હાઇપરવાઇઝર પરના સૂચકાંકો સાથે કેવી રીતે સંબંધિત છે.

રિસાયક્લિંગ. સૌથી સરળ અને સૌથી સામાન્ય: હાઇપરવાઇઝરનો ફરીથી ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. ખરેખર, ત્યાં ઘણી બધી વર્ચ્યુઅલ મશીનો ચાલી રહી છે, તેમની અંદર ઉચ્ચ પ્રોસેસરનો વપરાશ, ઘણી સ્પર્ધા, LA ઉપયોગ 1 કરતા વધુ છે (પ્રોસેસર થ્રેડો દ્વારા સામાન્ય). બધા વર્ચ્યુઅલ મશીનોની અંદરની દરેક વસ્તુ ધીમી પડી જાય છે. હાઇપરવાઇઝરમાંથી પ્રસારિત થતી ચોરી પણ વધી રહી છે, તે લોડને ફરીથી વિતરિત કરવા અથવા કોઈને બંધ કરવા માટે જરૂરી છે. સામાન્ય રીતે, બધું તાર્કિક અને સમજી શકાય તેવું છે.

પેરાવર્ચ્યુલાઇઝેશન વિ. સિંગલ ઇન્સ્ટન્સ. હાઇપરવાઇઝર પર માત્ર એક વર્ચ્યુઅલ મશીન છે; તે તેનો એક નાનો ભાગ વાપરે છે, પરંતુ એક મોટો I/O લોડ ઉત્પન્ન કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે ડિસ્ક પર. અને ક્યાંકથી તેમાં નાની ચોરી દેખાય છે, 10% સુધી (કેટલાક પ્રયોગો દ્વારા બતાવ્યા પ્રમાણે).

કિસ્સો રસપ્રદ છે. પેરાવર્ચ્યુઅલાઈઝ્ડ ડ્રાઈવરોના સ્તરે અવરોધિત થવાને કારણે ચોરી અહીં ચોક્કસ દેખાય છે. વર્ચ્યુઅલ મશીનની અંદર એક વિક્ષેપ બનાવવામાં આવે છે, ડ્રાઇવર દ્વારા પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે અને હાઇપરવાઇઝરને મોકલવામાં આવે છે. હાઇપરવાઇઝર પરના ઇન્ટરપ્ટ હેન્ડલિંગને લીધે, વર્ચ્યુઅલ મશીન માટે તે મોકલેલી વિનંતી જેવું લાગે છે, તે અમલ માટે તૈયાર છે અને પ્રોસેસરની રાહ જોઈ રહ્યું છે, પરંતુ તેને પ્રોસેસરનો સમય આપવામાં આવ્યો નથી. વર્ચ્યુઅલ છોકરી વિચારે છે કે આ સમય ચોરી ગયો છે.

આ તે ક્ષણે થાય છે જ્યારે બફર મોકલવામાં આવે છે, તે હાઇપરવાઇઝરની કર્નલ જગ્યામાં જાય છે, અને અમે તેની રાહ જોવાનું શરૂ કરીએ છીએ. જો કે, વર્ચ્યુઅલ મશીનના દૃષ્ટિકોણથી, તેણે તરત જ પાછા ફરવું જોઈએ. તેથી, ચોરીની ગણતરીના અલ્ગોરિધમ મુજબ, આ સમયને ચોરી ગણવામાં આવે છે. મોટે ભાગે, આ પરિસ્થિતિમાં અન્ય મિકેનિઝમ્સ હોઈ શકે છે (ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક અન્ય sys કૉલ્સની પ્રક્રિયા કરવી), પરંતુ તે ખૂબ અલગ ન હોવા જોઈએ.

શેડ્યૂલર વિરુદ્ધ અત્યંત લોડ વર્ચ્યુઅલ મશીનો. જ્યારે એક વર્ચ્યુઅલ મશીન અન્ય કરતાં વધુ ચોરીથી પીડાય છે, આ શેડ્યૂલરને કારણે છે. પ્રક્રિયા પ્રોસેસરને જેટલી વધુ લોડ કરે છે, તેટલી વહેલી તકે શેડ્યૂલર તેને બહાર કાઢશે જેથી અન્ય લોકો પણ કામ કરી શકે. જો વર્ચ્યુઅલ મશીન થોડો વપરાશ કરે છે, તો તે ભાગ્યે જ ચોરી જોશે: તેની પ્રક્રિયા પ્રામાણિકપણે બેસીને રાહ જોતી હતી, આપણે તેને વધુ સમય આપવાની જરૂર છે. જો વર્ચ્યુઅલ મશીન તેના તમામ કોરો પર મહત્તમ ભાર ઉત્પન્ન કરે છે, તો તે ઘણીવાર પ્રોસેસરમાંથી બહાર નીકળી જાય છે અને તેઓ તેને ઘણો સમય ન આપવાનો પ્રયાસ કરે છે.

તે વધુ ખરાબ છે જ્યારે વર્ચ્યુઅલ મશીનની અંદરની પ્રક્રિયાઓ વધુ પ્રોસેસર મેળવવાનો પ્રયાસ કરે છે કારણ કે તેઓ ડેટા પ્રોસેસિંગનો સામનો કરી શકતા નથી. પછી હાઇપરવાઇઝર પરની ઑપરેટિંગ સિસ્ટમ, પ્રમાણિક ઑપ્ટિમાઇઝેશનને કારણે, પ્રોસેસરનો ઓછો અને ઓછો સમય આપશે. આ પ્રક્રિયા હિમપ્રપાતની જેમ થાય છે, અને આકાશમાં કૂદકો મારીને ચોરી કરે છે, જોકે અન્ય વર્ચ્યુઅલ મશીનો ભાગ્યે જ તેની નોંધ લે છે. અને વધુ કોરો, અસરગ્રસ્ત મશીન વધુ ખરાબ. ટૂંકમાં, ઘણા કોરો સાથે અત્યંત લોડ થયેલ વર્ચ્યુઅલ મશીનો સૌથી વધુ પીડાય છે.

લો LA, પરંતુ ત્યાં ચોરી છે. જો LA અંદાજે 0,7 હોય (એટલે ​​કે, હાઇપરવાઇઝર અન્ડરલોડ થયેલું જણાય છે), પરંતુ વ્યક્તિગત વર્ચ્યુઅલ મશીનોની અંદર ચોરી જોવા મળે છે:

• પેરાવર્ચ્યુઅલાઈઝેશન સાથેનો વિકલ્પ પહેલેથી જ ઉપર વર્ણવેલ છે. વર્ચ્યુઅલ મશીન મેટ્રિક્સ પ્રાપ્ત કરી શકે છે જે ચોરી સૂચવે છે, જો કે હાઇપરવાઇઝર સારું છે. અમારા પ્રયોગોના પરિણામો અનુસાર, આ ચોરી વિકલ્પ 10% થી વધુ નથી અને વર્ચ્યુઅલ મશીનની અંદરની એપ્લિકેશનોના પ્રદર્શન પર નોંધપાત્ર અસર થવી જોઈએ નહીં.
• LA પરિમાણની ગણતરી ખોટી રીતે કરવામાં આવી છે. વધુ સ્પષ્ટ રીતે, દરેક ચોક્કસ ક્ષણે તેની ગણતરી યોગ્ય રીતે કરવામાં આવે છે, પરંતુ જ્યારે એક મિનિટથી વધુ સરેરાશ કરવામાં આવે છે ત્યારે તે ઓછું આંકવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો હાયપરવાઈઝરના ત્રીજા ભાગ માટે એક વર્ચ્યુઅલ મશીન તેના તમામ પ્રોસેસરોને બરાબર અડધી મિનિટ માટે વાપરે છે, તો હાઈપરવાઈઝર પર LA પ્રતિ મિનિટ 0,15 હશે; એક સાથે કામ કરતા આવા ચાર વર્ચ્યુઅલ મશીનો 0,6 આપશે. અને હકીકત એ છે કે તેમાંના દરેક પર અડધા મિનિટ માટે LA સૂચક અનુસાર 25% પર જંગલી ચોરી હતી તે હવે ખેંચી શકાતી નથી.
• ફરીથી, શેડ્યૂલરને કારણે જેણે નક્કી કર્યું કે કોઈ વ્યક્તિ ખૂબ જ ખાય છે અને કોઈને રાહ જોવા દો. આ દરમિયાન, હું સંદર્ભ બદલીશ, વિક્ષેપોને હેન્ડલ કરીશ અને સિસ્ટમની અન્ય મહત્વપૂર્ણ બાબતોનું ધ્યાન રાખીશ. પરિણામે, કેટલાક વર્ચ્યુઅલ મશીનોમાં કોઈ સમસ્યા દેખાતી નથી, જ્યારે અન્ય ગંભીર કામગીરીમાં ઘટાડો અનુભવે છે.

4. અન્ય વિકૃતિઓ

વર્ચ્યુઅલ મશીન પર પ્રોસેસર સમયના વાજબી વળતરને વિકૃત કરવા માટે એક મિલિયન વધુ કારણો છે. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇપરથ્રેડીંગ અને NUMA ગણતરીમાં મુશ્કેલીઓ રજૂ કરે છે. તેઓ પ્રક્રિયાને અમલમાં મૂકવા માટે કર્નલની પસંદગીને સંપૂર્ણપણે મૂંઝવણમાં મૂકે છે, કારણ કે શેડ્યૂલર ગુણાંક - વજનનો ઉપયોગ કરે છે, જે સંદર્ભને સ્વિચ કરતી વખતે ગણતરીને વધુ મુશ્કેલ બનાવે છે.

ટર્બો બૂસ્ટ અથવા તેનાથી વિપરિત, ઉર્જા બચત મોડ જેવી તકનીકોને કારણે વિકૃતિઓ છે, જે ઉપયોગની ગણતરી કરતી વખતે, કૃત્રિમ રીતે આવર્તનને વધારી અથવા ઘટાડી શકે છે અથવા સર્વર પરના સમયને પણ વધારી શકે છે. ટર્બો બૂસ્ટને સક્ષમ કરવાથી એક પ્રોસેસર થ્રેડની કામગીરી બીજાના પ્રભાવમાં વધારો થવાને કારણે ઘટાડે છે. આ ક્ષણે, વર્તમાન પ્રોસેસર આવર્તન વિશેની માહિતી વર્ચ્યુઅલ મશીન પર પ્રસારિત થતી નથી, અને તે માને છે કે કોઈ તેનો સમય ચોરી રહ્યું છે (ઉદાહરણ તરીકે, તેણે 2 ગીગાહર્ટ્ઝની વિનંતી કરી, પરંતુ અડધી પ્રાપ્ત થઈ).

સામાન્ય રીતે, વિકૃતિના ઘણા કારણો હોઈ શકે છે. તમે ચોક્કસ સિસ્ટમ પર કંઈક બીજું શોધી શકો છો. મેં ઉપરની લિંક્સ આપી છે તે પુસ્તકોથી શરૂ કરવું અને પર્ફ, sysdig, સિસ્ટમટેપ જેવી યુટિલિટીઝનો ઉપયોગ કરીને હાઇપરવાઇઝરમાંથી આંકડા પુનઃપ્રાપ્ત કરવાનું વધુ સારું છે. ડઝન.

5. નિષ્કર્ષ

1. પેરાવર્ચ્યુઅલાઈઝેશનને કારણે અમુક રકમની ચોરી થઈ શકે છે અને તેને સામાન્ય ગણી શકાય. તેઓ ઇન્ટરનેટ પર લખે છે કે આ મૂલ્ય 5-10% હોઈ શકે છે. વર્ચ્યુઅલ મશીનની અંદરની એપ્લિકેશનો અને તે તેના ભૌતિક ઉપકરણો પર મૂકે છે તેના પર આધાર રાખે છે. વર્ચ્યુઅલ મશીનોની અંદર એપ્લીકેશનો કેવું લાગે છે તેના પર ધ્યાન આપવું મહત્વપૂર્ણ છે.
2. વર્ચ્યુઅલ મશીનની અંદર હાઇપરવાઇઝર અને ચોરી પરના ભારનો ગુણોત્તર હંમેશા સ્પષ્ટ રીતે પરસ્પર સંબંધિત નથી; ચોરીના બંને અનુમાન અલગ-અલગ લોડ હેઠળ ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં ભૂલભરેલા હોઈ શકે છે.
3. શેડ્યૂલર પ્રક્રિયાઓ પ્રત્યે ખરાબ વલણ ધરાવે છે જે ઘણું પૂછે છે. જેઓ વધુ માંગે છે તેમને તે ઓછું આપવાનો પ્રયત્ન કરે છે. મોટા વર્ચ્યુઅલ મશીનો દુષ્ટ છે.
4. પેરાવર્ચ્યુઅલાઈઝેશન વિના પણ થોડી ચોરી સામાન્ય બની શકે છે (વર્ચ્યુઅલ મશીનની અંદરના ભારને ધ્યાનમાં લેતા, પડોશીઓના ભારની લાક્ષણિકતાઓ, થ્રેડોમાં લોડનું વિતરણ અને અન્ય પરિબળો).
5. જો તમે ચોક્કસ સિસ્ટમમાં ચોરીને આકૃતિ કરવા માંગતા હો, તો તમારે વિવિધ વિકલ્પોનું અન્વેષણ કરવું પડશે, મેટ્રિક્સ એકત્રિત કરવા પડશે, તેનું કાળજીપૂર્વક વિશ્લેષણ કરવું પડશે અને લોડને સમાનરૂપે કેવી રીતે વિતરિત કરવું તે વિશે વિચારવું પડશે. કોઈપણ કેસમાંથી વિચલનો શક્ય છે, જેની પ્રાયોગિક રીતે પુષ્ટિ કરવી જોઈએ અથવા કર્નલ ડીબગરમાં જોવી જોઈએ.

સોર્સ: www.habr.com