cpu 虚拟化

* cpu 资源池中的资源是指？ 算力（用主频表达）

* 什么是主频？

cpu 的主频代表cpu的一个”核“每秒计算的次数（如：2.9Hz主频的cpu,可以每秒计算2.9G次，即29亿次）

*一颗cpu的算力

1. 未开启超线程

算力=cpu核心数*主频

2.开启超线程

算力=cpu核心数*2*主频

超线程是将一颗cpu通过分时复用的方式变为2个逻辑cpu,操作系统识别到的就是逻辑cpu

*一台服务器的算力

整个服务器的”算力“= cpu个数*cpu核心数*2*主频

*集群的算力

服务器1+服务器2的”算力“=整个集群的”算力“

EX:一个集群中包括3台双路服务器，所有的cpu军采用intel Xeon Gold 622R

question: 这个集群的总算力是多少？

总算力：2*16*2*2.9GHz*3=556.8GHz

注：
2(第一个)：代表每个服务器2颗CPU
16：一颗cpu16个核心
2(第二个)：代表支持超线程，是的每个物理cpu可以变为两个逻辑cpu
2.9GHz:代表每个逻辑cpu的主频
3:代表3台服务器

注：主频其实并不等于cpu的计算能力，但也是描述cpu计算能力的主要参数，云厂家都采用该参数描述算力

*VM申请资源

1、所有vm划分总算力

#让每个vm可以使用总算力的一部分，划分粒度是基于逻辑cpu划分的（即线程）
#EX:某资源池的总算力为2*16*2*2.9GHz=185.6GHz,其中VM1从总算力中划分2个线程使用，vm2从总算力中划分出3个线程使用。VM1就会获得5.8GHz的算力；vm2获得8.7GHz的算力

2、vm通过配置vcpu"划分"算力

#vm在创建时，通过配置vcpu来控制为其分配的线程数。
#一个vcpu代表要划分一个线程（即逻辑cpu）
#EX：创建一个vm,cpu部分的配置为6vcpu,代表要从算力池中划分6个线程给这个vm使用

3、限制

一个vm的vcpu个数不能大于物理线程数
#EX:一个资源池共64个线程，一个vm最大可以配置的vcpu的个数就是64个，不能超过64


可是通过vcpu超分的方法实现资源的充分利用。
#直接划分线程，每个vm的物理资源也不会一直100%，依然从在资源浪费
#超分更充分的复用资源

超分配方案

vm通过分时复用划分资源
#时分复用：当一台服务器上运行的所有vm的vcpu数量超过线程数时，将进入超分配状态，超分配模式下vcpu通过时分复用的方式，按照时间分片轮流使用线程进行计算

#vcpu的算力有可能降低：一个完整的线程如果主频是2GHz,1秒钟可以计算20亿次。当因为超分配有了时间篇轮询时，比如只能使用0.5s,则对这个vm来说相当于1秒钟可以计算10亿次；相当于vm的算力从2GHz变成了1GHz.

超分情况下vcpu的算力是一个范围：
#最低算力：总算力/vcpu数（所有vm都繁忙时）
#最高算力：vcpu*主频
EX:vm1的最低算力=8/6*2=2.67GHz；最高算力=2*2=4GHZ

超分配的问题：性能不可预期
#当大多数vm都比较空闲时，性能体验有没有超分区别不大
#当大多数vm都负载非常高时，cpu资源争抢严重，cpu处理不过来导致vm性能下降；如果有的vm比较重要，它的性能无法保障。

cpu资源控制方案

预留：为某vm预留的算力，算力不够vm无法启动（下限）//默认值为0
限制：vm的算力不可大于限制的算力 //默认无限制
份额：多个vm争抢算力资源时，份额高的vm可以抢到更多的算力  //默认值（1000/vm）


vcpu数量越多越好吗？
#在没有超分配的情况下，越多分的资源越多；(每个vm独占物理线程，不存在争抢资源)
#开启超分配的情况下
    #负载较高时，反而vcpu越少越好
    #vcpu多只代表性能上线高：当大部分vm空闲时，高vcpu的vm能获得更多的资源
    #cpu负载较高时vcpu多反而影响性能：因为一个vm的所有vcpu需要等待对应数量的物理线程都空闲了才可以开始计算，所以vcpu数量越多越难等到机会

vm1-4vcpu  vm2-2vcpu；两个vm都运行在4线程的资源池

T1时间：4个线程都空闲，vm1获得资源开始计算
T2时间：vm2获得资源，另外两个线程vm1无法使用，因为空闲资源不到4线程(此时浪费2线程的资源)

单个vm的vcpu越多浪费资源的概率越大

cpu资源的回收

回收的目的：
#暂时不用的资源可以可以被其他vm使用，实现物理资源的最大化利用

cpu无需回收：
#cpu虚拟化是通过时分复用的方式实现，因此只要vm计算结束就会自定释放资源，其他vm就可以使用空闲的资源