vSphere中CPU的设置选择及运行流程

随着虚拟化的普及，越来越多的服务器通过hypervisor被整合到了一起，解决了传统服务器CPU利用率常年不到15%的痛点。VM官方的建议是将CPU按照1：10的比例进行整合，整合后每一个虚拟机的VCPU该如何选择，是单socket多core，还是多socket单core；性能怎么样，依据什么判断。本章就针对上述问题进行阐述。

1.CPU的设置选择，是单socket多core，还是多socket多core？

在设置CPU的前，需要说一下PCPU、VCPU和LCPU的概念：

    Socket：物理机的CPU插槽数。

    PCPU：物理机上实际的CPU，通常我们所说的core。

    VCPU：分配给虚拟机的CPU。

    LCPU：PCPU在实际执行时所需要用到的逻辑CPU。每一个VCPU最终都会反映到PCPU上，而每一个PCPU在执行时，都需要找到一个空闲的LCPU，在不开启超线程的情况下，每一个物理CPU（core）只有一个LCPU。

当我们在创建一个虚拟机的时候，会让我们选择如何设置该虚拟机的CPU，如图所示：

对上图中做提到的几个概念做下解释：

    LLC：全称last-levelcache，他仅局限VCPU的概念里。以单socket多core为例，当下一次VCPU需要PCPU的资源时会直接去LLC里面调用，减少了调度的时间。

    Muma：non-uniformmemory access多CPU的服务器，尤其是多核，会在CPU通过一个内存总线同时访问相同的内存空间面临瓶颈，虽然CPU可以使用缓存将内存中的指令存放到缓存中，但是由于缓存的价格昂贵，非常小，很容易被占满。启用Numa的服务器会将CPU分成多个可以访问本地化内存模块的节点。Esxi5.5支持16个节点的Numa，Esxi6.0支持32个节点的Numa。

    vNuma：vsphere可以使用启用了Numa的系统，还有一个专门的Numa CPU调用程序来管理。每个虚拟机都有一个home节点，从Home节点获取内存。Numa调度程序根据每个VM的CPU和内存使用需求，每2S动态平衡一次home节点的分配。相对于没有启用Numa的系统，如果一个home节点内的内存满足需求，CPU不需要跨home节点获取内存，减少了跨节点带来的延时。

抛开业务类型导向，单针对LLC，vNuma和超线程来说，推荐单socket多core。考虑到承载业务种类的不同，依据经验分布式业务、数据库业务推荐多socket单core，而wbe类型的业务推荐单socket多core。

2.CPU在vSphere中的运行流程

在讲述前，我们需要知道CPU在vSphere中的几种存在形式。CPU在vSphere中共有4种存在形式，分别为run、wait、costop、ready，其运行过程如下图所示：

    ready：虚拟CPU等待物理CPU的调度，在esxtop下表示为%rdy。

    run：不用多说，CPU正常运行，在esxtop下表示为%run。

    wait：当虚拟机不需要进行CPU调度的状态，最常见的表现形式为虚拟机的挂起，在esxtop下表示为%wait。

    costop：虚拟机vcpu的彼此等待，比如我们给虚拟机分配了4个vcpu，此时空闲的vCPU数量小于4而进行的彼此等待，在esxtop下表示为%cstp。

由上图我们知道，当开启一个新的虚拟机时，如果它能够找道空闲的LCPU就会直接进入run的状态，否则会进入ready状态直至它找道空闲的LCPU。所有的状态都可以由ready状态进入到run状态，由此我们知道，ready状态的值，是衡量CPU性能的一个重要参考。在client端和esxtop下能够查看CPU的ready值，由于单位不同，所以得到的值也不同，以一台名为BDC的虚拟机为例，如图所示：

Client端ready值（以毫秒为单位）

Esxtop命令下的ready值（以百分比为单位）

由上图得知，同一虚拟机在client端得到的ready值为119ms，在esxtop下是0.59%，细心的人会发现在client端是以每20s为周期显示，由此我们得出：119÷20000=0.00595≈0.59%。

通常情况ready的值小于1000ms即5%的时候，我们会认为虚拟机的CPU处在一个正常的状态，当他的值大于1000ms时，我们就要适当做出调整了，所以说，虚拟机的VCPU并不是越多越好。