Xen 仮想化環境でのキャパシティ管理

変更履歴
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2008/03/15 ver1.0 公開
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Xen の仮想化環境では、物理サーバー全体のリソースの使用状況と各仮想サーバーのリソースの使用状況を関連づけて、システム全体のキャパシティ管理を行う必要があります。ここでは、Xen の仮想化環境で、CPU、ディスク I/O、ネットワーク I/O のリソース使用状況を確認する方法を紹介します。実運用環境では、これらのデータを継続的に収集し、定期的に分析することで、仮想マシンに割り当てるリソース量の変更やシステム全体の拡張計画を立てることをお勧めします。

CPU のキャパシティ管理

ディスク I/O のキャパシティ管理

■ 前提知識

Xen の環境では、物理ディスクへの I/O は、ドメイン 0 のデバイスドライバーを経由して行われます。

ただし、ドメイン 0 のディスクキャッシュは、ドメイン 0 から直接ファイルにアクセスした場合にのみ使用され、ドメイン U から仮想ディスクとしてアクセスされた場合は、ドメイン U 自身のディスクキャッシュが使用されます。



■ 物理ディスクの I/O 量の確認

ドメイン 0 で iostat コマンドを使用することにより、物理ディスクに対するトータルの I/O 量を確認することが可能です。

（例）

[root@xenhost ~]# iostat -xd 5

Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
sda 0.00 2977.25 0.00 1129.34 0.00 33641.52 29.79 23.58 21.09 0.40 45.59

特に %util（物理ディスクが I/O 処理を行っている時間の割合）の値が継続的に 100% に近い場合は、物理ディスクの性能がボトルネックになっていると考えられます。

一方、各仮想マシンのゲスト OS 上で iostat コマンドを使用することにより、各仮想マシンが物理ディスクに対して行う I/O 量が確認できます。

（例）

[root@vm01 ~]# iostat -xd 5

Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
xvda 0.00 2287.03 0.00 394.41 0.00 20800.00 52.74 54.84 133.86 1.73 68.26

データ転送量(r/s, w/s, rsec/s, wsec/s)については、各仮想マシンの値の合計とドメイン 0 自身が行う I/O の合計がドメイン 0 の iostat の値となります。

一方、ゲスト OS 上での %util は、該当の仮想マシンが発行した I/O リクエストの完了待ちが発生している時間の割合であり、物理ディスクが他の仮想マシンの I/O 処理を行っている場合も待ち時間としてカウントされます。ゲスト OS 上の %util の値が継続的に 100% に近い場合は、I/O 処理がボトルネックになっているとはいえますが、他の仮想マシンが大量の I/O を行っていることが原因の可能性もあります。

ネットワーク I/O のキャパシティ管理

■ 前提知識

Xen の環境では、外部ネットワークとの通信は、ドメイン 0 のブリッジに接続された物理 NIC を経由して行われます。

Bonding デバイスを使用しない場合は、pethX がブリッジに接続された物理 NIC を表します。

Bonding デバイスを使用する場合は、bondX がブリッジに接続された Bonding デバイスを表します。



■ 物理 NIC のネットワーク I/O 量の確認

ドメイン 0 で netstat コマンド、もしくは、ifconfig コマンドを使用することで、物理 NIC の送受信パケット数、および、送受信バイト数を確認することができます。

（例）

[root@xenhost ~]# netstat -Ipeth0
Kernel Interface table
Iface MTU Met RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg
peth0 1500 0 2477370 0 919168 0 1355678 0 0 0 BORU

[root@xenhost ~]# ifconfig peth0
peth0 Link encap:Ethernet HWaddr FE:FF:FF:FF:FF:FF
inet6 addr: fe80::fcff:ffff:feff:ffff/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING NOARP MTU:1500 Metric:1
RX packets:2477370 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:1355678 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:1141619421 (1.0 GiB) TX bytes:422855748 (403.2 MiB)
Interrupt:21 Memory:da000000-da012100

一方、各仮想マシンのゲスト OS 上で netstat コマンド、もしくは、ifconfig コマンドを使用することにより、各仮想マシンの仮想 NIC の送受信パケット数、および、送受信バイト数を確認することができます。ただし、これは仮想ネットワークを経由した通信量であり、かならずしも全てが物理ネットワークに転送されているわけではありません。

（例）

[root@vm01 ~]# netstat -Ieth0
Kernel Interface table
Iface MTU Met RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg
eth0 1500 0 233054 0 0 0 229213 0 0 0 BMRU

[root@vm01 ~]# ifconfig eth0
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:16:3E:2D:60:74
inet addr:10.7.7.201 Bcast:10.7.255.255 Mask:255.255.0.0
inet6 addr: fe80::216:3eff:fe2d:6074/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:233185 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:229222 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:20252345 (19.3 MiB) TX bytes:24400908 (23.2 MiB)