הגדלת צפיפות מיכל על צומת באמצעות טכנולוגיית PFCACHE

אחת המטרות של ספק האירוח היא למקסם את ניצול הציוד הקיים על מנת לתת שירות איכותי למשתמשי הקצה. המשאבים של שרתי הקצה תמיד מוגבלים, אבל מספר שירותי הלקוחות המתארחים, ובמקרה שלנו אנחנו מדברים על VPS, יכול להיות שונה באופן משמעותי. קראו כיצד לטפס על העץ ולאכול המבורגר מתחת לחתך.

דחיסה של VPS על צומת בצורה כזו שלקוחות לא ירגישו בזה בכלל עוזרת מאוד להגביר את הביצועים הכלכליים של כל ספק אירוח. כמובן, צומת לא צריך להתפוצץ בתפרים אם הוא דחוס מלא במכולות, וכל עלייה בעומס מורגש מיד על ידי כל הלקוחות.

כמה VPS ניתן לארח בצומת אחד תלוי בגורמים רבים, ברורים כמו:

1. מאפייני החומרה של הצומת עצמו
2. גודל VPS
3. אופי העומס על ה-VPS
4. טכנולוגיות תוכנה המסייעות באופטימיזציה של הצפיפות

במקרה זה, נשתף את הניסיון שלנו בשימוש בטכנולוגיית Pfcache עבור Virtuozzo.
אנחנו משתמשים בסניף השישי, אבל כל מה שנאמר נכון גם לגבי השביעי.

Pfcache – מנגנון Virtuozzo המסייע לבטל כפילות של IOPS ו-RAM בקונטיינרים, תוך הקצאת קבצים זהים בקונטיינרים לאזור משותף נפרד.

למעשה הוא מורכב מ:
1. קוד ליבה
2. שד מרחב משתמש
3. כלי עזר למרחב משתמש

בצד הצומת, אנו מקצים קטע שלם בו ייווצרו קבצים שישמשו ישירות את כל ה-VPS בצומת. בסעיף זה מותקן התקן בלוק פלופ. לאחר מכן, כאשר המיכל מתחיל, הוא מקבל הפניה עבור סעיף זה:

[root@pcs13 ~]# cat /proc/mounts
...
/dev/ploop62124p1 /vz/pfcache ext4 rw,relatime,barrier=1,data=ordered,balloon_ino=12 0 0
...
/dev/ploop22927p1 /vz/root/418 ext4 rw,relatime,barrier=1,data=ordered,balloon_ino=12,pfcache_csum,pfcache=/vz/pfcache 0 0
/dev/ploop29642p1 /vz/root/264 ext4 rw,relatime,barrier=1,data=ordered,balloon_ino=12,pfcache_csum,pfcache=/vz/pfcache 0 0
...

להלן נתונים סטטיסטיים משוערים על מספר הקבצים באחד מהצמתים שלנו:

[root@pcs13 ~]# find /vz/pfcache -type f | wc -l
45851
[root@pcs13 ~]# du -sck -h /vz/pfcache
2.4G    /vz/pfcache
2.4G    total

העיקרון של pfcache הוא כדלקמן:
• דמון מרחב המשתמש Pfcached כותב את ה-sha-1 של הקובץ לתכונת xattr של קובץ זה. לא כל הקבצים מעובדים, אלא רק בספריות /usr, /bin, /usr/sbin, /sbin, /lib, /lib64

• סביר להניח שהקבצים בספריות אלו "ישתפו" וישמשו מספר קונטיינרים;

• Pfcached אוסף מעת לעת נתונים סטטיסטיים על קריאת קבצים מהקרנל, מנתח אותו ומוסיף קבצים למטמון אם נעשה בהם שימוש תכוף;

• ספריות אלו עשויות להיות שונות ומוגדרות בקובצי תצורה.

• בעת קריאת קובץ, נבדק אם הוא מכיל את ה-hash שצוין בתכונות xattr המורחבות. אם הוא מכיל, הקובץ "הכללי" נפתח במקום קובץ המכולה. החלפה זו מתרחשת ללא תשומת לב לקוד המכולה והיא מוסתרת בקרנל;

• בעת כתיבה לקובץ, ה-hash אינו חוקי. לפיכך, בפעם הבאה שתפתחו אותו, קובץ המיכל עצמו ייפתח, ולא המטמון שלו.

ע"י שמירת קבצים משותפים מ-/vz/pfcache במטמון העמוד, אנו משיגים חיסכון במטמון זה עצמו, כמו גם חיסכון ב-IOPS. במקום לקרוא עשרה קבצים מהדיסק, אנו קוראים אחד, שמיד עובר למטמון העמוד.

struct inode {
...
 struct file             *i_peer_file;
...
};
struct address_space {
...
 struct list_head        i_peer_list;
...
}

רשימת ה-VMA של הקובץ נשארת יחידה (אנחנו מבטלים כפילות בזיכרון) ונקראת מדיסק בתדירות נמוכה יותר (חיסכון של iops). הקרן המשותפת שלנו ממוקמת על SSD - רווח נוסף במהירות.

דוגמה לאחסון במטמון של קובץ /bin/bash:

[root@pcs13 ~]# ls -li /vz/root/2388/bin/bash
524650 -rwxr-xr-x 1 root root 1021112 Oct  7  2018 /vz/root/2388/bin/bash
[root@pcs13 ~]# pfcache dump /vz/root/2388 | grep 524650
8e3aa19fdc42e87659746f6dc8ea3af74ab30362 i:524650      g:1357611108  f:CP
[root@pcs13 ~]# sha1sum /vz/root/2388/bin/bash
8e3aa19fdc42e87659746f6dc8ea3af74ab30362  /vz/root/2388/bin/bash
[root@pcs13 /]# getfattr -ntrusted.pfcache /vz/root/2388/bin/bash
# file: vz/root/2388/bin/bash
trusted.pfcache="8e3aa19fdc42e87659746f6dc8ea3af74ab30362"
[root@pcs13 ~]# sha1sum /vz/pfcache/8e/3aa19fdc42e87659746f6dc8ea3af74ab30362
8e3aa19fdc42e87659746f6dc8ea3af74ab30362  /vz/pfcache/8e/3aa19fdc42e87659746f6dc8ea3af74ab30362

אנו מחשבים את יעילות השימוש תסריט מוכן.

סקריפט זה עובר על כל הקונטיינרים בצומת, ומחשב את הקבצים המאוחסנים במטמון של כל קונטיינר.

[root@pcs16 ~]# /pcs/distr/pfcache-examine.pl
...
Pfcache cache uses 831 MB of memory
Total use of pfcached files in containers is 39837 MB of memory
Pfcache effectiveness: 39006 MB

כך, מהזיכרון אנו שומרים כ-40 גיגה-בייט של קבצים בקונטיינרים; הם ייטענו מהמטמון.

כדי שמנגנון זה יעבוד אפילו טוב יותר, יש צורך למקם את ה-VPS ה"זהה" ביותר על הצומת. לדוגמה, אלה שלמשתמש אין גישת שורש אליהם ואשר עליהם מוגדרת הסביבה מהתמונה הפרוסה.

אתה יכול לכוון את pfcache דרך קובץ התצורה
/etc/vz/pfcache.conf

MINSIZE, MAXSIZE - גודל קובץ מינימלי/מקסימלי לאחסון במטמון
TIMEOUT - פסק זמן בין ניסיונות שמירה במטמון

אתה יכול לראות את רשימת הפרמטרים המלאה по ссылке.

מקור: www.habr.com