red hat enterprise perf tuning

78
Red Hat Enterprise Linux Performance and Tuning Name: Larry Woodman , John Shakshober

Upload: ganesh-kumar

Post on 23-Jun-2015

152 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Red Hat Enterprise Linux Performance and Tuning 

Name: Larry Woodman , John Shakshober

Page 2: Red Hat Enterprise Perf Tuning

AgendaRed Hat Enterprise Linux (RHEL) Performance and Tuning References ­ valuable tuning guides/books  Part 1 ­ Memory Management/Filesystem Cache

Part 2 ­ Performance Monitoring Tools

Perf 3 ­ Performance Tuning/Analysis 

Part 4 ­ Case Study – RHEL4 vs RHEL3 Perf Comparison

Notes:● Network, NFS Performance covered in separate talks.● What OS version and architectures is everyone using?

Page 3: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Linux Performance Tuning References Alikins, ?System Tuning Info for Linux Servers, 

http://people.redhat.com/alikins/system_tuning.html Axboe, J., ?Deadline IO Scheduler Tunables, SuSE, EDF R&D, 2003. Braswell, B, Ciliendo, E, ?Tuning Red Hat Enterprise Linux on 

IBMeServer xSeries Servers,  http://www.ibm.com/redbooks   Corbet, J., ?The Continuing Development of IO Scheduling?, 

http://lwn.net/Articles/21274. Ezolt, P, Optimizing Linux Performance, www.hp.com/hpbooks, Mar 

2005. Heger, D, Pratt, S, ?Workload Dependent Performance Evaluation of the 

Linux 2.6 IO Schedulers?, Linux Symposium, Ottawa, Canada, July 2004.

Red Hat Enterprise Linux “Performance Tuning Guide” http://people.redhat.com/dshaks/rhel3_perf_tuning.pdf.

Page 4: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Memory Management Physical Memory(RAM) Management Virtual Address Space Maps

● 32­bit: x86 up, smp, hugemem, 1G/3G vs 4G/4G ● 64­bit: x86_64, IA64

Kernel Wired Memory● Static Boot­time● Slabcache● Pagetables● HughTLBfs

Reclaimable User Memory● Pagecache/Anonymous split

Page Reclaim Dynamics● kswapd, bdflush, kupdated

Page 5: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Physical Memory(RAM) Management Physical Memory Layout Zones mem_map array NUMA Page lists

● Free list● Active● Inactive

Page 6: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Memory Zones

Up to 64 GB(PAE)

 Highmem Zone

896 MB(or 3968MB)

   Normal Zone

16MB   DMA Zone0

End of RAM

   Normal  Zone

16MB(or 4GB)

   DMA Zone

0

32­bit 64­bit

Page 7: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Memory Zone Utilization

DMA Normal Highmem

24bit I/O Kernel StaticKernel Dynamic  slabcache  bounce buffers  driver allocationsUser Overflow

User  Anonymous  Pagecache  Pagetables

Page 8: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Per­Zone Resources mem_map Free lists Active and inactive page lists Page reclamation(kswapd) Page reclamation watermarks

Page 9: Red Hat Enterprise Perf Tuning

mem_map Kernel maintains a “page” struct for each 4KB(16KB on IA64) 

page of RAM The mem_map array consumes significant amount of 

lowmem at boot time. Page struct size:

● RHEL3 32­bit = 60bytes● RHEL3 64­bit = 112bytes● RHEL4 32­bit = 32bytes● RHEL4 64­bit = 56bytes

16GB x86 running RHEL3:● 17179869184 / 4096 * 60 = ~250MB mem_map array!!!

RHEL4 mem_map is only about 50% of the RHEL3 mem_map.

Page 10: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Per zone Free list/buddy allocator lists

Kernel maintains per­zone free list Buddy allocator coalesces free pages into larger physically contiguous pieces

DMA1*4kB 4*8kB 6*16kB 4*32kB 3*64kB 1*128kB 1*256kB 1*512kB 0*1024kB 1*2048kB 2*4096kB = 11588kB)

Normal 217*4kB 207*8kB 1*16kB 1*32kB 0*64kB 1*128kB 1*256kB 1*512kB 0*1024kB 0*2048kB 0*4096kB = 3468kB)

HighMem 847*4kB 409*8kB 17*16kB 1*32kB 1*64kB 1*128kB 1*256kB 1*512kB 0*1024kB 0*2048kB 0*4096kB = 7924kB)

Memory allocation failures● Freelist exhaustion.● Freelist fragmentation.

Page 11: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Per­zone page lists

Active­recently referenced● Anonymous­stack, heap, bss● Pagecache­filesystem data

Inactive­not referenced● Dirty­modified● Laundry­writeback in progress● Clean­ready to free

Free● Coalesced buddy allocator

Page 12: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Virtual Address Space Maps

32­bit● 3G/1G address space● 4G/4G address space

64­bit● X86_64● IA64

Page 13: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Linux 32-bit Address Spaces

0GB                                  3GB                  4GBRAM

VIRT

DMA Normal           HighMem

3G/1G Kernel(SMP)

4G/4G Kernel(Hugemem)User(s)VIRT

0 GB                                                 3968MBKernel

DMA                    Normal                    3968MB      HighMem

Page 14: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Linux 64-bit Address Space

0                                       1TB                         RAM

x86_64

VIRT

IA64

User kernel

VIRT

RAM

0 1 2 3 4 5 6 7

Page 15: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Memory Pressure

32­ bit

64­ bit

DMA Normal Highmem

DMA Normal

Kernel Allocations                   User Allocations

Kernel and User Allocations

Page 16: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Kernel Memory Pressure  Static – Boot­time(DMA and Normal zones)

● Kernel text, data, BSS● Bootmem allocator● Tables and hashes(mem_map)

Slabcache(Normal zone)● Kernel data structs● Inode cache, dentry cache and buffer header dynamics

Pagetables(Highmem/Normal zone)● 32bit versus 64bit 

HughTLBfs(Highmem/Normal zone)● Ie 4K page w/ 4GB  memory = 1 Million TLB entries●     4M page w/ 4GB memory = 1000 TLB entries

Page 17: Red Hat Enterprise Perf Tuning

User Memory PressureAnonymous/pagecache split

pagecache anonymous

Pagecache Allocations                            Page Faults

Page 18: Red Hat Enterprise Perf Tuning

PageCache/Anonymous memory split Pagecache memory is global  and grows when filesystem data is accessed  

until memory is exhausted. Pagecache is freed:

● Underlying files are deleted.● Unmount of the filesystem.● Kswapd reclaims pagecache pages when memory is exhausted.

Anonymous memory is private and grows on user demmand● Allocation followed by pagefault.● Swapin.

Anonymous memory is freed:● Process unmaps anonymous region or exits.● Kswapd reclaims anonymous pages(swapout) when memory is 

exhausted Balance between pagecache and anonymous memory.

● Dynamic.● Controlled via /proc/sys/vm/pagecache.

Page 19: Red Hat Enterprise Perf Tuning

32-bit Memory Reclamation

DMA Normal Highmem

Kernel Allocations                   User Allocations

Kernel Reclamation               User Reclamation  (kswad)                                     (kswapd,bdflush/kupdate)   slapcache reaping              page aging

     inodecache pruning                 pagecache shrinking              bufferhead freeing                   swapping

Page 20: Red Hat Enterprise Perf Tuning

64-bit Memory Reclamation

RAM

Kernel and User Allocations                   

                                       Kernel and User Reclamation

Page 21: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Anonymous/pagecache reclaiming

pagecache anonymous

Pagecache Allocations                            Page Faults

kswapd(bdflush, kupdated)              kswapd   page reclaim     page reclaim (swapout)deletion of a file                                       unmapunmount filesystem              exit  

Page 22: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Per Zone Paging Dynamics

ACTIVEINACTIVE 

DIRTYINACTIVE

CLEANFREE

User Allocations

Reactivate

Page aging Swapoutbdflush

Reclaiming

User deletions

Page 23: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Part 2 ­ Performance Monitoring Tools Standard Unix OS tools

● Monitoring  ­ cpu, memory, process, disk● oprofile

Kernel Tools ● /proc, info (cpu, mem, slab), dmesg, AltSysrq● Profiling ­ nmi_watchdog=1, profile=2

Tracing ● strace, ltrace● dprobe, kprobe (separate summit talk)

3rd party profiling/ capacity monitoring● Perfmon, Caliper, vtune● SARcheck, KDE, BEA Patrol, HP Openview

Page 24: Red Hat Enterprise Perf Tuning

 Red Hat Top Tools (priority order?) CPU Tools1 – top2 – vmstat 3 – mpstat ­P all4 – ps ­ef 5 – sar ­u 6 – procinfo7 – iostat 8 – gnome­system­monitor9 – KDE­monitor10 – oprofile 

Memory Tools1 – top2 – vmstat ­s3 – ipcs4 – ps ­o vss,rss5 – sar ­r ­B ­W6 – meminfo7 – free8 – gnome­system­monitor9 – KDE­monitor10 – oprofile 

Process Tools1 – top2 – ps ­o pmem3 – gprof4 – strace,ltrace5 – sar Disk Tools1 – iostat ­x2 – vmstat ­ D3 – sar ­DEV #4 – nsfstat5 – NEED MORE!

Page 25: Red Hat Enterprise Perf Tuning

vmstat of IOzone to EXT3 fs 6GB mem#! deplete memory until pdflush turns on

procs                      memory      swap          io     system         cpu

 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in    cs us sy wa id

 2  0      0 4483524 200524 234576    0    0    54    63  152   513  0  3  0 96

 0  2      0 1697840 200524 2931440   0    0   578 50482 1085  3994  1 22 14 63

 3  0      0 1537884 200524 3841092   0    0   193 58946 3243 14430  7 32 18 42

 0  2      0 528120 200524 6228172    0    0   478 88810 1771  3392  1 32 22 46

 0  1      0  46140 200524 6713736    0    0   179 110719 1447 1825  1 30 35 35

 2  2      0  50972 200524 6705744    0    0   232 119698 1316 1971  0 25 31 44

....

#! now transition from write to reads

procs                      memory      swap          io     system         cpu

 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in    cs us sy wa id

 1  4      0  51040 200524 6705544    0    0     2 133519 1265   839  0 26 56 18

 1  1      0  35064 200524 6712724    0    0    40 118911 1367  2021  0 35 42 23

 0  1      0  68264 234372 6647020    0    0 76744    54 2048  4032  0  7 20 73

 0  1      0  34468 234372 6678016    0    0 77391    34 1620  2834  0  9 18 72

 0  1      0  47320 234372 6690356    0    0 81050    77 1783  2916  0  7 20 73

 1  0      0  38756 234372 6698344    0    0 76136    44 2027  3705  1  9 19 72

 0  1      0  31472 234372 6706532    0    0 76725    33 1601  2807  0  8 19 73

Page 26: Red Hat Enterprise Perf Tuning

iostat ­x of same IOzone EXT3 file system Iostat metrics

rates perf sec                                  sizes and response timer|w rqm/s – request merged/s        averq­sz – average request szr|w sec/s – 512 byte sectors/s       avequ­sz – average queue szr|w KB/s – Kilobyte/s                      await – average wait time msr|w /s – operations/s                       svcm – ave service time ms

Linux 2.4.21­27.0.2.ELsmp (node1)       05/09/2005

avg­cpu:  %user   %nice    %sys %iowait   %idle

           0.40    0.00    2.63    0.91   96.06

 

Device:    rrqm/s wrqm/s   r/s   w/s  rsec/s  wsec/s    rkB/s    wkB/s avgrq­sz avgqu­sz   await  svctm  %util

sdi        16164.60   0.00 523.40  0.00 133504.00    0.00 66752.00     0.00   255.07     1.00    1.91   1.88  98.40

sdi        17110.10   0.00 553.90  0.00 141312.00    0.00 70656.00     0.00   255.12     0.99    1.80   1.78  98.40

sdi        16153.50   0.00 522.50  0.00 133408.00    0.00 66704.00     0.00   255.33     0.98    1.88   1.86  97.00

sdi        17561.90   0.00 568.10  0.00 145040.00    0.00 72520.00     0.00   255.31     1.01    1.78   1.76 100.00

Page 27: Red Hat Enterprise Perf Tuning

top ­ press h – help, m­memory, t­threads, > ­ column sort

top ­ 09:01:04 up 8 days, 15:22,  2 users,  load average: 1.71, 0.39, 0.12

Tasks: 114 total,   1 running, 113 sleeping,   0 stopped,   0 zombie

Cpu0  :  5.3% us,  2.3% sy,  0.0% ni,  0.0% id, 92.0% wa,  0.0% hi,  0.3% si

Cpu1  :  0.3% us,  0.3% sy,  0.0% ni, 89.7% id,  9.7% wa,  0.0% hi,  0.0% si

Mem:   2053860k total,  2036840k used,    17020k free,    99556k buffers

Swap:  2031608k total,      160k used,  2031448k free,   417720k cached

                                                                                     

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND

27830 oracle    16   0 1315m 1.2g 1.2g D  1.3 60.9   0:00.09 oracle

27802 oracle    16   0 1315m 1.2g 1.2g D  1.0 61.0   0:00.10 oracle

27811 oracle    16   0 1315m 1.2g 1.2g D  1.0 60.8   0:00.08 oracle

27827 oracle    16   0 1315m 1.2g 1.2g D  1.0 61.0   0:00.11 oracle

27805 oracle    17   0 1315m 1.2g 1.2g D  0.7 61.0   0:00.10 oracle

27828 oracle    15   0 27584 6648 4620 S  0.3  0.3   0:00.17 tpcc.exe

    1 root      16   0  4744  580  480 S  0.0  0.0   0:00.50 init

    2 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.11 migration/0

    3 root      34  19     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 ksoftirqd/0

Page 28: Red Hat Enterprise Perf Tuning

SAR[root@localhost redhat]# sar ­u 3 3Linux 2.4.21­20.EL (localhost.localdomain)      05/16/2005 10:32:28 PM       CPU     %user     %nice   %system     %idle10:32:31 PM       all      0.00      0.00      0.00    100.0010:32:34 PM       all      1.33      0.00      0.33     98.3310:32:37 PM       all      1.34      0.00      0.00     98.66Average:          all      0.89      0.00      0.11     99.00

[root] sar ­n DEV Linux 2.4.21­20.EL (localhost.localdomain)      03/16/2005 01:10:01 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s   rxbyt/s   txbyt/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s01:20:00 PM        lo      3.49      3.49    306.16    306.16      0.00      0.00      0.0001:20:00 PM      eth0      3.89      3.53   2395.34    484.70      0.00      0.00      0.0001:20:00 PM      eth1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

Page 29: Red Hat Enterprise Perf Tuning

free/numastat –  memory allocation[root@localhost redhat]# free ­l             total       used       free     shared    buffers     cachedMem:        511368     342336     169032          0      29712     167408Low:        511368     342336     169032          0          0          0High:            0          0          0          0          0          0­/+ buffers/cache:     145216     366152Swap:      1043240          0    1043240

numastat (on 2­cpu x86_64 based system)                         node1         node0numa_hit               9803332      10905630numa_miss              2049018       1609361numa_foreign           1609361       2049018interleave_hit           58689         54749local_node             9770927      10880901other_node             2081423       1634090

Page 30: Red Hat Enterprise Perf Tuning

ps, mpstat[root@localhost root]# ps ­ef

UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD

root         1     0  0 20:30 ?        00:00:04 init

root         2     1  0 20:30 ?        00:00:00 [keventd]

root         3     1  0 20:30 ?        00:00:00 [kapmd]

root         4     1  0 20:30 ?        00:00:00 [ksoftirqd/0]

root         7     1  0 20:30 ?        00:00:00 [bdflush]

root         5     1  0 20:30 ?        00:00:00 [kswapd]

[root@localhost redhat]# mpstat 3 3

Linux 2.4.21­20.EL (localhost.localdomain)      05/16/2005

 

10:40:34 PM  CPU   %user   %nice %system   %idle    intr/s

10:40:37 PM  all    3.00    0.00    0.00   97.00    193.67

10:40:40 PM  all    1.33    0.00    0.00   98.67    208.00

10:40:43 PM  all    1.67    0.00    0.00   98.33    196.00

Average:     all    2.00    0.00    0.00   98.00    199.22

Page 31: Red Hat Enterprise Perf Tuning

pstree[root@dhcp83­36 proc]# pstree

init atd─ ─

      ─auditd

      ─2*[automount]

      ─bdflush

      ─2*[bonobo­activati]

      ─cannaserver

      ─crond

      ─cupsd

      ─dhclient

      ─eggcups

      ─gconfd­2

      ─gdm­binary gdm­binary X─── ─ ─

                               │ ─gnome­session ssh­agent───

      ─2*[gnome­calculato]

      ─gnome­panel

      ─gnome­settings­

      ─gnome­terminal bash xchat─ ─ ───

                      │─bash cscope bash cscope bash cscope bash cscope bash cscope bash─── ─── ─── ─── ─── ─── ─── ─── ─── ───

                      │ ─bash cscope bash cscope bash cscope bash cscope vi─── ─── ─── ─── ─── ─── ─── ───

                      │ ─gnome­pty­helpe

      ─gnome­terminal bash su bash pstree─ ─ ─── ─── ───

                      │ ─bash cscope vi─── ───

                      │ ─gnome­pty­helpe

Page 32: Red Hat Enterprise Perf Tuning

The /proc filesystem /proc

● acpi● bus● irq● net● scsi● sys● tty● pid#

Page 33: Red Hat Enterprise Perf Tuning

/proc/<pid>/maps[root@dhcp83­36 proc]# cat 5808/maps

0022e000­0023b000 r­xp 00000000 03:03 4137068    /lib/tls/libpthread­0.60.so

0023b000­0023c000 rw­p 0000c000 03:03 4137068    /lib/tls/libpthread­0.60.so

0023c000­0023e000 rw­p 00000000 00:00 0

0037f000­00391000 r­xp 00000000 03:03 523285     /lib/libnsl­2.3.2.so

00391000­00392000 rw­p 00011000 03:03 523285     /lib/libnsl­2.3.2.so

00392000­00394000 rw­p 00000000 00:00 0

00c45000­00c5a000 r­xp 00000000 03:03 523268     /lib/ld­2.3.2.so

00c5a000­00c5b000 rw­p 00015000 03:03 523268     /lib/ld­2.3.2.so

00e5c000­00f8e000 r­xp 00000000 03:03 4137064    /lib/tls/libc­2.3.2.so

00f8e000­00f91000 rw­p 00131000 03:03 4137064    /lib/tls/libc­2.3.2.so

00f91000­00f94000 rw­p 00000000 00:00 0

08048000­0804f000 r­xp 00000000 03:03 1046791    /sbin/ypbind

0804f000­08050000 rw­p 00007000 03:03 1046791    /sbin/ypbind

09794000­097b5000 rw­p 00000000 00:00 0

b5fdd000­b5fde000 ­­­p 00000000 00:00 0

b5fde000­b69de000 rw­p 00001000 00:00 0

b69de000­b69df000 ­­­p 00000000 00:00 0

b69df000­b73df000 rw­p 00001000 00:00 0

b73df000­b75df000 r­­p 00000000 03:03 3270410    /usr/lib/locale/locale­archive

b75df000­b75e1000 rw­p 00000000 00:00 0

bfff6000­c0000000 rw­p ffff8000 00:00 0

Page 34: Red Hat Enterprise Perf Tuning

/proc/meminfo [root@hairball ~]# cat /proc/meminfo

MemTotal:       514060 kB

MemFree:         23656 kB

Buffers:         53076 kB

Cached:         198344 kB

SwapCached:          0 kB

Active:         322964 kB

Inactive:        60620 kB

HighTotal:           0 kB

HighFree:            0 kB

LowTotal:       514060 kB

LowFree:         23656 kB

SwapTotal:     1044216 kB

SwapFree:      1044056 kB

Dirty:              40 kB

Writeback:           0 kB

Mapped:         168048 kB

Slab:            88956 kB

Committed_AS:   372800 kB

PageTables:       3876 kB

VmallocTotal:   499704 kB

VmallocUsed:      6848 kB

VmallocChunk:   491508 kB

HugePages_Total:     0

HugePages_Free:      0

Hugepagesize:     2048 kB

Page 35: Red Hat Enterprise Perf Tuning

/proc/slabinfoslabinfo ­ version: 2.0

biovec­128           256    260   1536    5    2 : tunables   24   12    8 : slabdata     52     52      0

biovec­64            256    260    768    5    1 : tunables   54   27    8 : slabdata     52     52      0

biovec­16            256    270    256   15    1 : tunables  120   60    8 : slabdata     18     18      0

biovec­4             256    305     64   61    1 : tunables  120   60    8 : slabdata      5      5      0

biovec­1          5906938 5907188     16  226    1 : tunables  120   60    8 : slabdata  26138  26138      0

bio               5906946 5907143    128   31    1 : tunables  120   60    8 : slabdata 190553 190553      0

file_lock_cache        7    123     96   41    1 : tunables  120   60    8 : slabdata      3      3      0

sock_inode_cache      29     63    512    7    1 : tunables   54   27    8 : slabdata      9      9      0

skbuff_head_cache    202    540    256   15    1 : tunables  120   60    8 : slabdata     36     36      0

sock                   6     10    384   10    1 : tunables   54   27    8 : slabdata      1      1      0

proc_inode_cache     139    209    360   11    1 : tunables   54   27    8 : slabdata     19     19      0

sigqueue               2     27    148   27    1 : tunables  120   60    8 : slabdata      1      1      0

idr_layer_cache       82    116    136   29    1 : tunables  120   60    8 : slabdata      4      4      0

buffer_head        66027 133800     52   75    1 : tunables  120   60    8 : slabdata   1784   1784      0

mm_struct             44     70    768    5    1 : tunables   54   27    8 : slabdata     14     14      0

kmem_cache           150    150    256   15    1 : tunables  120   60    8 : slabdata     10     10      0

Page 36: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Alt Sysrq M – RHEL3 SysRq : Show Memory

Mem­info:

Zone:DMA freepages:  2929 min:     0 low:     0 high:     0

Zone:Normal freepages:  1941 min:   510 low:  2235 high:  3225

Zone:HighMem freepages:     0 min:     0 low:     0 high:     0

Free pages:        4870 (     0 HighMem)

( Active: 72404/13523, inactive_laundry: 2429, inactive_clean: 1730, free: 4870 )

  aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:2929

  aa:46140 ac:26264 id:13523 il:2429 ic:1730 fr:1941

  aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:0

1*4kB 4*8kB 2*16kB 2*32kB 1*64kB 2*128kB 2*256kB 1*512kB 0*1024kB 1*2048kB 2*4096kB = 11716kB)

1255*4kB 89*8kB 5*16kB 1*32kB 0*64kB 1*128kB 1*256kB 1*512kB 1*1024kB 0*2048kB 0*4096kB = 7764kB)

Swap cache: add 958119, delete 918749, find 4611302/5276354, race 0+1

27234 pages of slabcache

244 pages of kernel stacks

1303 lowmem pagetables, 0 highmem pagetables

0 bounce buffer pages, 0 are on the emergency list

Free swap:       598960kB

130933 pages of RAM

0 pages of HIGHMEM

3497 reserved pages

34028 pages shared

39370 pages swap cached

Page 37: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Alt Sysrq M ­ RHEL4SysRq : Show Memory

Mem­info:

Free pages:      20128kB (0kB HighMem)

Active:72109 inactive:27657 dirty:1 writeback:0 unstable:0 free:5032 slab:19306 mapped:41755 pagetables:945

DMA free:12640kB min:20kB low:40kB high:60kB active:0kB inactive:0kB present:16384kB pages_scanned:847 all_unreclaimable? yes

protections[]: 0 0 0

Normal free:7488kB min:688kB low:1376kB high:2064kB active:288436kB inactive:110628kB present:507348kB pages_scanned:0 all_unreclaimable? no

protections[]: 0 0 0

HighMem free:0kB min:128kB low:256kB high:384kB active:0kB inactive:0kB present:0kB pages_scanned:0 all_unreclaimable? no

protections[]: 0 0 0

DMA: 4*4kB 4*8kB 3*16kB 4*32kB 4*64kB 1*128kB 1*256kB 1*512kB 1*1024kB 1*2048kB 2*4096kB = 12640kB

Normal: 1052*4kB 240*8kB 39*16kB 3*32kB 0*64kB 1*128kB 0*256kB 1*512kB 0*1024kB 0*2048kB 0*4096kB = 7488kB

HighMem: empty

Swap cache: add 52, delete 52, find 3/5, race 0+0

Free swap:       1044056kB

130933 pages of RAM

0 pages of HIGHMEM

2499 reserved pages

71122 pages shared

0 pages swap cached

Page 38: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Alt Sysrq T – RHEL – bash          R current      0  1609   1606                     

(NOTLB)

Call Trace:   [<c02a1897>] snprintf [kernel] 0x27 (0xdb3c5e90)

[<c01294b3>] call_console_drivers [kernel] 0x63 (0xdb3c5eb4)

[<c01297e3>] printk [kernel] 0x153 (0xdb3c5eec)

[<c01297e3>] printk [kernel] 0x153 (0xdb3c5f00)

[<c010c289>] show_trace [kernel] 0xd9 (0xdb3c5f0c)

[<c010c289>] show_trace [kernel] 0xd9 (0xdb3c5f14)

[<c0125992>] show_state [kernel] 0x62 (0xdb3c5f24)

[<c01cfb1a>] __handle_sysrq_nolock [kernel] 0x7a (0xdb3c5f38)

[<c01cfa7d>] handle_sysrq [kernel] 0x5d (0xdb3c5f58)

[<c0198f43>] write_sysrq_trigger [kernel] 0x53 (0xdb3c5f7c)

[<c01645b7>] sys_write [kernel] 0x97 (0xdb3c5f94)

* this can get BIG logged in /var/log/messages

Page 39: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Kernel profiling1. Enable kernel profiling.

On the kernel boot line add “profile=2 nmi_watchdog=1”i.e. kernel /vmlinuz­2.4.21­E.27smp ro profile=2 

nmi_watchdog=1 root=0805       Then reboot.                                                                                  

                             2. Create a and run a shell script containing the following lines:

#!/bin/shwhile /bin/true; doecho;date/usr/sbin/readprofile ­v | sort ­nr +2 | head ­15/usr/sbin/readprofile ­rsleep 5done

Page 40: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Kernel profiling

[root] tiobench]# more rhel4_read_64k_prof.logFri Jan 28 08:59:19 EST 20050000000000000000 total                                    239423   0.1291ffffffff8010e3a0 do_arch_prctl                            238564 213.0036ffffffff80130540 del_timer                                    95   0.5398ffffffff80115940 read_ldt                                     50   0.6250ffffffff8015d21c .text.lock.shmem                             44   0.1048ffffffff8023e480 md_do_sync                                   40   0.0329ffffffff801202f0 scheduler_tick                               38   0.0279ffffffff80191cf0 dma_read_proc                                30   0.2679ffffffff801633b0 get_unused_buffer_head                       25   0.0919ffffffff801565d0 rw_swap_page_nolock                          25   0.0822ffffffff8023d850 status_unused                                24   0.1500ffffffff80153450 scan_active_list                             24   0.0106ffffffff801590a0 try_to_unuse                                 23   0.0288ffffffff80192070 read_profile                                 22   0.0809ffffffff80191f80 swaps_read_proc                              18   0.1607Linux 2.6.9­5.ELsmp (perf1.lab.boston.redhat.com)   01/28/2005

/usr/sbin/readprofile ­v | sort ­nr +2 | head ­15

Page 41: Red Hat Enterprise Perf Tuning

oprofile – builtin to RHEL4 (smp)

opcontrol – on/off data● ­­start   start collection● ­­stop   stop collection● ­­dump output to disk● ­­event=:name:count

Example:# opcontrol –start# /bin/time test1 &# sleep 60# opcontrol –stop# opcontrol dump

opreport – analyze profile● ­r reverse order sort● ­t [percentage] theshold 

to view● ­f /path/filename ● ­d details

opannotate ● ­s /path/source● ­a /path/assembly

Page 42: Red Hat Enterprise Perf Tuning

How to tune Linux Capacity tuning

● Fixed by adding resources● Cpu, memory, disk, network

Performance Tuning  Methodology

1) Document config2) Baseline results3) While results non­optimal

a) Monitor/Instrument system/workloadb) Apply tuning 1 change at a timec) Analyze results, exit or loop

4) Document final config

Part 3 – General System Tuning

Page 43: Red Hat Enterprise Perf Tuning

/proc

[root@hairball fs]# cat /proc/sys/kernel/sysrq

0

[root@hairball fs]# echo 1 > /proc/sys/kernel/sysrq

[root@hairball fs]# cat /proc/sys/kernel/sysrq

1 Sysctl command

[root@hairball fs]# sysctl kernel.sysrq

kernel.sysrq = 0

[root@hairball fs]# sysctl ­w kernel.sysrq=1

kernel.sysrq = 1

[root@hairball fs]# sysctl kernel.sysrq

kernel.sysrq = 1 /etc/sysctl.conf

# Kernel sysctl configuration file for Red Hat Linux

#

# Controls the System Request debugging functionality of the kernel

kernel.sysrq = 1

Tuning ­ how to set kernel parameters

Page 44: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Memory● /proc/sys/vm/overcommit_memory● /proc/sys/vm/overcommit_ratio● /proc/sys/vm/max_map_count● /proc/sys/vm/nr_hugepages

Kernel● /proc/sys/kernel/msgmax● /proc/sys/kernel/msgmnb● /proc/sys/kernel/msgmni● /proc/sys/kernel/shmall● /proc/sys/kernel/shmmax● /proc/sys/kernel/shmmni● /proc/sys/kernel/threads­max

Filesystems● /proc/sys/fs/aio_max_nr● /proc/sys/fs/file_max

Capacity Tuning

Page 45: Red Hat Enterprise Perf Tuning

OOM kills – swap space exhaustionMem­info:

Zone:DMA freepages:   975 min:  1039 low:  1071 high:  1103

Zone:Normal freepages:   126 min:   255 low:  1950 high:  2925

Zone:HighMem freepages:     0 min:     0 low:     0 high:     0

Free pages:        1101 (     0 HighMem)

( Active: 118821/401, inactive_laundry: 0, inactive_clean: 0, free: 1101 )

  aa:1938 ac:18 id:44 il:0 ic:0 fr:974

  aa:115717 ac:1148 id:357 il:0 ic:0 fr:126

  aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:0

6*4kB 0*8kB 0*16kB 1*32kB 0*64kB 0*128kB 1*256kB 1*512kB 1*1024kB 1*2048kB 0*4096kB = 3896kB)

0*4kB 1*8kB 1*16kB 1*32kB 1*64kB 1*128kB 1*256kB 0*512kB 0*1024kB 0*2048kB 0*4096kB = 504kB)

Swap cache: add 620870, delete 620870, find 762437/910181, race 0+200

2454 pages of slabcache

484 pages of kernel stacks

2008 lowmem pagetables, 0 highmem pagetables

Free swap:            0kB

129008 pages of RAM

0 pages of HIGHMEM

3045 reserved pages

4009 pages shared

0 pages swap cached

Page 46: Red Hat Enterprise Perf Tuning

OOM kills – lowmem consumptionMem­info:

Zone:DMA freepages:  2029 min:     0 low:     0 high:     0

Zone:Normal freepages:  1249 min:  1279 low:  4544 high:  6304

Zone:HighMem freepages:   746 min:   255 low: 29184 high: 43776

Free pages:        4024 (   746 HighMem)

( Active: 703448/665000, inactive_laundry: 99878, inactive_clean: 99730, free: 4024 )

 aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:2029

 aa:128 ac:3346 id:113 il:240 ic:0 fr:1249

 aa:545577 ac:154397 id:664813 il:99713 ic:99730 fr:746

1*4kB 0*8kB 1*16kB 1*32kB 0*64kB 1*128kB 1*256kB 1*512kB 1*1024kB 1*2048kB 1*4096kB = 8116 kB)

543*4kB 35*8kB 77*16kB 1*32kB 0*64kB 0*128kB 1*256kB 0*512kB 1*1024kB 0*2048kB 0*4096kB = 4996kB)

490*4kB 2*8kB 1*16kB 1*32kB 1*64kB 1*128kB 1*256kB 1*512kB 0*1024kB 0*2048kB 0*4096kB = 29 84kB)

Swap cache: add 4327, delete 4173, find 190/1057, race 0+0

178558 pages of slabcache

1078 pages of kernel stacks

0 lowmem pagetables, 233961 highmem pagetables

Free swap:       8189016kB

2097152 pages of RAM

1801952 pages of HIGHMEM

103982 reserved pages

115582774 pages shared

154 pages swap cached

Out of Memory: Killed process 27100 (oracle).

Page 47: Red Hat Enterprise Perf Tuning

/proc/sys/vm/bdflush /proc/sys/vm/inactive_clean_percent /proc/sys/vm/pagecache /proc/sys/vm/page­cluster Swap device location Kernel selection

● X86 smp● X86 Hughmem

x86_64 numa

Performance Tuning – VM(RHEL3)

Page 48: Red Hat Enterprise Perf Tuning

        int nfract;     /* Percentage of buffer cache dirty to activate bdflush */

       int ndirty;     /* Maximum number of dirty blocks to write out per wake­cycle */

       int dummy2;     /* old "nrefill" */

       int dummy3;     /* unused */

       int interval;   /* jiffies delay between kupdate flushes */

       int age_buffer; /* Time for normal buffer to age before we flush it */

       int nfract_sync;/* Percentage of buffer cache dirty to activate bdflush synchronously 

       int nfract_stop_bdflush; /* Percetange of buffer cache dirty to stop bdflush */

       int dummy5;     /* unused */    

       

        

/proc/sys/vm/bdflush

Controls the percentage of inactive memory that is kept clean.

/proc/sys/vm/inactive_clean_percent

Page 49: Red Hat Enterprise Perf Tuning

pagecache.minpercent● Lower limit for pagecache page reclaiming.● Kswapd will stop reclaiming pagecache pages below this 

percnet of RAM. pagecache.borrowpercnet

● Kswapd attempts to keep the pagecache at this percent or RAM pagecache.maxpercent

● Upper limit for pagecache page reclaiming.● RHEL2.1 – hardlimit, pagecache will not grow above this percent 

of RAM.● RHEL3 – kswapd only reclaims pagecache pages above this 

percent of RAM.● RHEL4 ­ Example: echo “1 10 50” > /proc/sys/vm/pagecache

/proc/sys/vm/pagecache

Page 50: Red Hat Enterprise Perf Tuning

X86 standard kernel(no PAE, 3G/1G)● UP systems with <= 4GB RAM● PAE costs ~5%

X86 SMP kernel(PAE, 3G/1G)● SMP systems with <= 8GB RAM● Highmem/Lowmem ratio <= 10:1● 4G/4G costs ~5%

X86 Hugemem kernel(PAE, 4G/4G)● SMP systems >= 12GB RAM

X86_64, IA64● “numa=off” cmdline option● (for single app > 1 NUMA zone of RAM)

kernel selection

Page 51: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Zone:DMA freepages:  2207 min:     0 low:     0 high:     0

Zone:Normal freepages:   484 min:  1279 low:  4544 high:  6304

Zone:HighMem freepages:   266 min:   255 low: 61952 high: 92928

Free pages:        2957 (   266 HighMem)

 ( Active: 245828/1297300, inactive_laundry: 194673, inactive_clean: 194668, free: 2957 )

  aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:2207

  aa:630 ac:1009 id:189 il:233 ic:0 fr:484

  aa:195237 ac:48952 id:1297057 il:194493 ic:194668 fr:266

 1*4kB 1*8kB 1*16kB 1*32kB 1*64kB 0*128kB 0*256kB 1*512kB 0*1024kB 0*2048kB 2*4096kB = 8828kB)

 48*4kB 8*8kB 97*16kB 4*32kB 0*64kB 0*128kB 0*256kB 0*512kB 0*1024kB 0*2048kB 0*4096kB = 1936kB)

 12*4kB 1*8kB 1*16kB 1*32kB 1*64kB 1*128kB 1*256kB 1*512kB 0*1024kB 0*2048kB 0*4096kB = 1064kB)

Swap cache: add 3838024, delete 3808901, find 107105/1540587, race 0+2

138138 pages of slabcache

1100 pages of kernel stacks

0 lowmem pagetables, 37046 highmem pagetables

Free swap:       3986092kB

4194304 pages of RAM

3833824 pages of HIGHMEM

kernel selection(16GB x86 running SMP)

Page 52: Red Hat Enterprise Perf Tuning

aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:0

aa:901913 ac:1558 id:61553 il:11534 ic:6896 fr:10539

aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:0

aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:0

aa:867678 ac:879 id:100296 il:19880 ic:10183 fr:17178

aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:0

aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:0

aa:869084 ac:1449 id:100926 il:18792 ic:11396 fr:14445

aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:0

aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:2617

aa:769 ac:2295 id:256 il:2 ic:825 fr:861136

aa:0 ac:0 id:0 il:0 ic:0 fr:0

Swap cache: add 2633120, delete2553093

x86_64 numa=off

Page 53: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Disk IO  iostack lun limits 

● RHEL3 ­ 255 in SCSI stack● RHEL4 – 2**20, 18k useful with Fiber Channel 

/proc/scsi tuning● que­depth tuning per lun● IRQ distribution default, affinity mask

scalability ● kernel, luns, adaptors, nodes (gfs)

Page 54: Red Hat Enterprise Perf Tuning

[root@dhcp83­36 sysctl]# /sbin/elvtune /dev/hda

 

/dev/hda elevator ID            0

        read_latency:           2048

        write_latency:          8192

        max_bomb_segments:      6

 

[root@dhcp83­36 sysctl]# /sbin/elvtune ­r 1024 ­w 2048 /dev/hda

 

/dev/hda elevator ID            0

        read_latency:           1024

        write_latency:          2048

        max_bomb_segments:      6

Performance Tuning – DISK RHEL3

Page 55: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Disk IO tuning ­ RHEL4 RHEL4 – 4 tunable I/O elevators

● CFQ – elevator=cfq.  Completely Fair Queuing  default, balanced, fair for multiple luns, adaptors, smp servers

● NOOP – elevator=noop. No­operation in kernel, simple, low cpu overhead, leave opt to ramdisk, raid cntrl etc.

● Deadline – elevator=deadline.  Optimize for run­time­like behavior, low latency per IO, balance issues with large IO luns/controllers

● Anticipatory – elevator=as.  Inserts delays to help stack aggregate IO, best on system w/ limited physical IO – SATA

Set in /boot/grub/grub.conf on kernel parameter line

Page 56: Red Hat Enterprise Perf Tuning

File Systems EXT2/EXT3 – fast efficient, default RHEL2, 3

● Tune2fs, alter journal modes, data/metadata GFS – global file system – cluster file system Tuning using tune2fs, or mount options Separate swap and busy partitions RHEL4 EXT3 improves performance 

● Scalability upto 5 M file/system● Sequential write by using Block Reservations ● Increase file system upto 8TB 

Continued support xfs, reiserFS

Page 57: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Part – 4 RHEL3 vs RHEL4 Performance Case Study

Scheduler – O(1) – taskset IOzone RHEL3/4 

● EXT3● GFS● NFS

OLTP Oracle 10G ● o_direct, asyncIO, hughmem/page● RHEL IO elevators 

Page 58: Red Hat Enterprise Perf Tuning

CPU Schedulers O(1) algorithm  Active and Expired priority arrays  Scheduling includes HT, dual core and NUMA

Page 59: Red Hat Enterprise Perf Tuning

top  2­streams running on 2­dualcore AMD cpus

1) default scheduler – sometimes chooses cpu pair on same memory interface

Tasks: 101 total,   2 running,  96 sleeping,   0 stopped,   0 zombie

Cpu0  :  0.0% us,  0.0% sy,  0.0% ni, 100.0% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si

Cpu1  :  0.0% us,  0.0% sy,  0.0% ni, 100.0% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si

Cpu2  : 100.0% us,  0.0% sy,  0.0% ni,  0.0% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si

Cpu3  : 100.0% us,  0.0% sy,  0.0% ni,  0.0% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si

2)  scheduler w/ taskset ­c cpu#  ./stream, round robin odd, then even cpus

Tasks: 101 total,   2 running,  96 sleeping,   0 stopped,   0 zombie

Cpu0  :  0.0% us,  0.0% sy,  0.0% ni, 100.0% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si

Cpu1  : 100.0% us,  0.0% sy,  0.0% ni,  0.0% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si

Cpu2  :  0.0% us,  0.3% sy,  0.0% ni, 99.7% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si

Cpu3  : 100.0% us,  0.0% sy,  0.0% ni,  0.0% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0% si

Page 60: Red Hat Enterprise Perf Tuning

McCalpin Stream on 2­cpu­dualcore, 4CPU binding via taskset

1 2 40

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

RHEL4 U1 ­ 2­cpu, dual­core AMD64McCalpin Stream Copy b(x) = a(x)

CopyCopy w/ Aff

Number of CPUs

Band

widt

h in

 MB/

sec

1 2 40

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

RHEL4 U1 ­ 2­cpu, dual­core AMD64McCalpin Stream Triad c(x) = a(x) + b(x).c(x)

Triad smpTriad w/ Aff

Number of CPUs

Band

widt

h in

 MB/

sec

Page 61: Red Hat Enterprise Perf Tuning

IOzone Benchmark• http://www.iozone.org/• IOzone is a filesystem benchmark tool.• The benchmark tests file I/O performance for

the following operations: – Write, re-write, random write– Read, re-read, random read, read backwards, read

strided, pread– Fread, fwrite, mmap, aio_read, aio_write

Page 62: Red Hat Enterprise Perf Tuning

IOzone Sample Output

Page 63: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Understanding IOzone Results• Understand HW setup

– Disk, RAID, HBA, PCI

• Layout file systems– LVM or MD devices– Partions w/ fdisk

• Baseline raw IO DD/DT• EXT3 perf w/ IOzone

– O_DIRECT – 95% of raw– In-cache – file sizes which fit

goal -> 90% memory BW.– Out-of-cache – file sizes more

tan 2x memory size

• Global File System – GFS goal --> 90-95% of local EXT3

• GeoMean per category are statistically meaningful.

Use raw command fdisk /dev/sdX

raw /dev/raw/rawX /dev/sdX1

dd if=/dev/raw/rawX bs=64k

Mount file system mkfs –t ext3 /dev/sdX1

Mount –t ext3 /dev/sdX1 /perf1

IOzone commands Iozone –a –f /perf1/t1 (incache)

Iozone –a -I –f /perf1/t1 (w/ dio)

Iozone –s 2xmem –f /perf1/t1 (big)

Page 64: Red Hat Enterprise Perf Tuning

IN­Cache FS IO Perf (RHEL4 12­18% gain)

EXT3 Iozone Perf (KB/sec) R3-U5 vs R4-U1 In-cache AVE(1M-2G files, 4k-1M transfers)

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

Fwrite Re-fwrite Fread Re-fread

0.0%

20.0%

40.0%

60.0%

80.0%

100.0%

120.0%

140.0%

RHEL3 U5

RHEL4

%Diff

2­cpu Xeon 3.4 Ghz, 4GB mem 1lun 8dsk HW Raid0 Improvements from EXT3 block reservations and CFQ R4 IO scheduler 

Page 65: Red Hat Enterprise Perf Tuning

EXT3 out­of­cache (RHEL4 upto 2.5x RHEL3)

EXT3 Iozone Perf (KB/sec) R4 U1 vs R3 U5 32GB Out-Of-Cache- memory pressure

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

read reread randread

backwdread

strideread

write rewrite recordrewrite

randwrite

KB/s

ec

0.0%

50.0%

100.0%

150.0%

200.0%

250.0%

2.4.21-27.EL

2.6.9-6.26.ELsmp

%diff

2­cpu Xeon 3.4 Ghz, 4GB mem 1lun 8dsk HW Raid0 Improvements from EXT3 block reservations and CFQ R4 IO scheduler 

Page 66: Red Hat Enterprise Perf Tuning

NFS + EXT3 Perf (RHEL4 +3­5% vs RHEL3)IOzone NFS Perf (KB/sec) Rhel3 U5 vs Rhel4 U1

in-cache Ave 1m-4gb files

0

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

1400000

Fwrite Re-fw rite Fread Re-fread

0.0%

0.5%

1.0%

1.5%

2.0%2.5%

3.0%

3.5%

4.0%

4.5%

5.0%

RHEL4 NFS

RHEL3 NFS

%Diff

2­cpu Xeon 3.4 Ghz, 4GB mem 1lun 8dsk HW Raid0 Improvements from EXT3 block reservations and CFQ R4 IO scheduler 

Page 67: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Using IOzone w/ o_direct – mimic database Problem :

● Filesystems use memory for file cache● Databases use memory for database cache● Users want filesystem for management outside 

database access (copy, backup etc)  You DON'T want BOTH to cache.  Solution :

● Filesystems that support Direct IO● Open files with o_direct option● Databases which support Direct IO (ORACLE)● NO DOUBLE CACHING!

Page 68: Red Hat Enterprise Perf Tuning

RHEL4 EXT3 o_direct (RHEL4 3­5% gain)

EXT3 IOzone Perf (KB/sec) R3-U5 vs R4-U1O_Direct AVE(1M-2G files, 4k-1M transfers)

01000020000300004000050000600007000080000

Writ

er

Re-

writ

er

Rea

der

Re-

read

er

Ran

dom

Rea

d

Ran

dom

Writ

e

Bac

kwar

dR

ead

Rec

ord

Rew

rite

Strid

eR

ead

98.0%

99.0%

100.0%

101.0%

102.0%

103.0%

104.0%

RHEL3 U5

RHEL4

%Diff

2­cpu Xeon 3.4 Ghz, 4GB mem 1lun 8dsk HW Raid0 Improvements from EXT3 block reservations and CFQ R4 IO scheduler 

Page 69: Red Hat Enterprise Perf Tuning

NFS + EXT3  w/ o_direct (RHEL4 40­140% gain)

IOzone NFS Perf (KB/sec) Rhel U5 vs Rhel4 U1O_Direct Ave 1m-4gb files

0100002000030000400005000060000

Writ

er

Re-

writ

er

Rea

der

Re-

read

er

Ran

dom

Rea

d

Ran

dom

Writ

e

Bac

kwar

dR

ead

Rec

ord

Rew

rite

Strid

eR

ead

0.0%20.0%40.0%60.0%80.0%100.0%120.0%140.0%160.0%

RHEL4 NFS

RHEL3 NFS

%Diff

2­cpu Xeon 3.4 Ghz, 4GB mem 1lun 8dsk HW Raid0 Improvements from EXT3 block reservations and CFQ R4 IO scheduler 

Page 70: Red Hat Enterprise Perf Tuning

GFS Global Cluster File System GFS – separate summit talk

● V6.0 shipping in RHEL3● V6.1 ships w/ RHEL4 U1

Hint at GFS Performance in RHEL3● Data from different server/setup

● HP AMD64 4­cpu, 2.4 Ghz, 8 GB memory● 1 QLA2300 Fiber Channel, 1 EVA 5000

● Compared GFS iozone to EXT3

Page 71: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Global File System GFS vs EXT3 (parity)

IOzone Perf (KB/sec) GFS vs EXT3 RHEL3 U5GeoMean 1mb-4gb files, 1k-1m transfers

0

200000

400000

600000

800000

Fwrite Re-fwrite Fread Re-fread OverallGeoMean

0.0%

50.0%

100.0%

150.0%

EXT3 R3_U5

GFS6 R3_U5

%Diff

4­cpu AMD64 2.4Ghz, 8GB mem1­FC 1lun 14dsk HW Raid0

Page 72: Red Hat Enterprise Perf Tuning

GFS Performance w/ o_direct (95% of EXT3)

IOzone (DIO) Perf (KB/sec) GFS vs EXT3 RHEL3 U5GeoMean 1mb-4gb files, 1k-1m transfers

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

Wri

ter

Re-

wri

ter

Rea

der

Re-

read

er

Ran

do

mR

ead

Ran

do

mW

rite

Bac

kwar

dR

ead

Rec

ord

Rew

rite

Str

ide

Rea

d

0.0%

20.0%

40.0%

60.0%

80.0%

100.0%

120.0%

EXT3 R3_U5

GFS6 R3_U5

%Diff

4­cpu AMD64 2.4Ghz, 8GB mem1­FC 1lun 14dsk HW Raid0

Page 73: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Evaluating Oracle Performance Use OLTP workload based on TPC­C Results with various Oracle Tuning options

● RAW vs EXT3 w/ o_direct (ie directIO in iozone)● ASYNC IO options w/ Oracle, supported in 

RHEL4/EXT3● HUGHMEM kernels on x86 kernels

Results comparing RHEL4 IO schedulers● CFQ● DEADLINE● NOOP● AS● RHEL3 baseline

Page 74: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Oracle 10G OLTP raw ext3, sync/aio

SMP kernel(1G3G) hugemem kernel(4G4G)0

2500

5000

7500

10000

12500

15000

17500

20000

22500

25000

27500

30000

32500

35000

TPC-C ResultsRHEL4U1Oracle 10g

EXT3 syncio

RAW syncio

EXT3 asyncio

RAW asynciotpm

C

Page 75: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Red Hat Confidential

SMP kernel(1G3G) hugemem kernel(4G4G)0

2500

5000

7500

10000

12500

15000

17500

20000

22500

25000

27500

30000

32500

35000

TPC-C ResultsRHEL4U1Oracle 10g

EXT3 syncio

RAW syncio

EXT3 asyncio

RAW asynciotpm

C

Page 76: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Disk IO elevators R3 – general purpose I/O elevators 

parameters R4 – 4 tunable I/O elevators

● CFQ ­ Completely Fair Queuing  default, balanced, fair

● NOOP – No­operation in kernel, simple, low overhead

● Deadline – Optimize for run­time­like behavior, low latency, but difficult with large IO luns/controllers

● Anticipatory – insert IO to help stack aggregate IO, best on system w/ limited physical IO – SATA

2­Oracle 10G workloads● OLTP – 4k random 50%R/50%W● DSS – 32k­256k sequential Read

As

Noop

Rhel3

Dead­line

CFQ

0.0% 50.0% 100.0% 150.0%

100.0%

87.2%

84.1%

77.7%

28.4%

100.0%

108.9%

84.8%

75.9%

23.2%

 RHEL4 IO schedules vs RHEL3 for DatabaseOracle 10G oltp/dss (relative performance)

%tran/min%queries/hour

Page 77: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Linux Performance Tuning Summary

Linux Performance Monitoring Tools● *stat, /proc/*, top, sar, ps, oprofile● Determine cacacity vs tunable performance issue ● Tune OS parmeters and repeat  

RHEL4 vs RHEL3 Perf Comparison● CPU Scheduler expanded for HT/multi­cores● RHEL4 vs RHEL3

● “have it your way” IO with 4 IO schedulers● EXT3 improved block reservations upto 3x● GFS within 95% of EXT3, NFS improves with EXT3● Oracle w/ FS o_direct, aio, hughpages 95% of raw

Page 78: Red Hat Enterprise Perf Tuning

Backup Slides ­ Network IO Focus on reliability and low latency New network API – NAPI NFS v3 vs V4 send/recv size packet tuning IB and RDMA still not mainstream