Performance에 관한자료  읽음:592 
 
    - Contents - 
 
<1> performance Tuning Overview Summary 
<2> Performance Tuning 
    1) CPU (with Mutiprocessors) 
    2) Kernel 
<3> References 
 
 
 
1. Performance Tuning Overview Summary 
 
1) Introduction (개요) 
   요즘처럼 S/W, H/W가 하루아침이면 엄청난 발전을 이루어 가면서 발전을하고 있는데, 이처럼 Operating system과 Hardware가 변해가는 빠른 속도는 컴퓨터 관련자들 모두에게 커다란 문제가 아닐수 없다.  그러므로 필요한 경우에는 구버전 S/W와 H/W를 예로들어 기본 수준의 튜닝이 시기에 따라서 어느정도 개선되어 왔는가를 보여 주고자 하는것이 목적이다. 
 
System Broken Down Info Tuning Layers (시스템의 튜닝 계층) 
====================================================================== 
 Layers              Variables 
====================================================================== 
 Source code         Algorithm, Language, Programming model, Compiler 
 Executable          Environment, Filesystem Type 
 Database            Buffer Sizes, Indexing 
 Kernel*             Buffer Sizes, Paging, Tuning, Configuring 
 Memory              Cache Type, Line Size And Miss Cost 
 Disk                DriverAlgorithme, Disk Type, load Balance 
 Windows & Graphics  Window System, Graphics Library, Accelerators 
 CPU*                Processor Implementation 
 Mutiprocessors      Load Balancing, Concurrency, Bus Throughput 
 Network             Protocol, Hardware, Usage Pattern 
======================================================================= 
 
2) Performance Measurement 
   튜닝의 목적은 대상시스템의 성능을 계측하기위한 일련의 실험을 설계할 필요가 있다. 하지만 
   여기서는 그러한 소스코드를 작성해서 측정하는 방법과 실험의 설계, 계측, 시뮬레이션, 성능의 
   모델화의 각종 기법에 관하여는 설명하지 않고 실제로 우리가 site에서 간단히 측정 할수있는 
   방법을 기술하고자 한다. (CPU Monitoring) 
 
3) Quick Referencd for Common Tuning Tips 
 
   The First 10 Tuning Steps 
 
    (1) The system will usually have a disk bottleneck 
    (2) You will be told that the system, is not I/O bound 
    (3) After first pass tuning the system will still have a disk bottleneck! 
    (4) Poor NFS response times are hard to pin down 
    (5) Avoid the common memory usage misconceptions (See "Understanding Vmstat Output") 
    (6) Don't panic when you see page-ins and page-out in vmstat 
    (7) Look for page scanner activity (See "The Paging Algorithm In Solairs2") 
    (8) Look for a lang run queue (vmstat procs r) (See "Understanding Vmstat On A Multiprocessor") 
    (9) Look for processes blocked waiting for I/O (vmstat proc b) 
   (10) Look for CPU system time dominating user time (See "Tracing In Solaris 2", 
        "Monitoring The System With Protocol", "Kernel Profiling Using kgmon In Solaris 2") 
 
 
2. Performance Tuning 
 
1) CPU (Monitoring) 
 
    (1) PS (Report proceses Status) 
       - Options 
 
     -a           Print information about  all  processes  most frequently  requested:   
                  all those except process group leaders and processes not  associated 
                  with a terminal. 
 
     -A           Write information for all processes. 
 
     -c           Print information in a format that reflects scheduler properties as 
                  described   in priocntl(1).  The -c option affects the  output  of 
                  the  -f and -l options, as described below. 
 
     -d           Print information about all processes  except session leaders. 
 
     -e           Print information  about  every  process  now running. 
 
     -f           Generate a full listing.   
                  (See below for significance of columns in a full listing.) 
 
     -g grplist   List only process data whose group leader's ID number(s) appears in grplist. 
 
# ps -efl 
 F S      UID   PID  PPID  C PRI NI     ADDR     SZ    WCHAN    STIME TTY      TIME CMD 
19 T     root     0     0  0   0 SY f0271950      0          15:33:52 ?        0:00 sched 
 8 S     root     1     0  0  41 20 f5a9bcd8     96 f5a9bea8 15:33:56 ?        0:00 /etc/init - 
19 S     root     2     0  0   0 SY f5a9b678      0 f0286534 15:33:56 ?        0:00 pageout 
19 S     root     3     0  0   0 SY f5a9b018      0 f028a74c 15:33:56 ?        0:01 fsflush 
 8 S     root   367     1  0  41 20 f5aa29a0    328 f5921b14 15:35:55 ?        0:00 /usr/lib/saf/sac -t 300 
 8 S     root   372   371  0  49 20 f5aa2340    173 f594b3d6 15:35:55 ?        0:00 vxnotify -f -w 15 
 8 S     root   256     1  0  56 20 f5aa1ce0    430 f624befe 15:35:38 ?        0:00 /usr/sbin/inetd -s 8 S     root    12     1  0  41 20 f5aa1680    419 f594b386 15:33:58 ?        0:32 vxconfigd -m boot 
 8 S     root   239     1  0  41 20 f6132cc8    417 f594b21e 15:35:31 ?        0:00 /usr/sbin/rpcbind 
 8 S     root   241     1  0  65 20 f6132668    385 f594b1a6 15:35:32 ?        0:00 /usr/sbin/keyserv 
 8 S     root   247     1  0  47 20 f6132008    422 f594b17e 15:35:32 ?        0:00 /usr/sbin/kerbd 
 8 S     root   261     1  0  74 20 f61d4990    383 f594b066 15:35:39 ?        0:00 /usr/lib/nfs/lockd 8 S     root   280     1  0  74 20 f61d4330    453 f624bed6 15:35:40 ?        0:00 /usr/lib/autofs/automountd 
 
    (2) VMSTAT (Report Virtual Memory statistics) 
       - Options 
 
 -c   Report cache flushing statistics.  By  default,  report 
      the  total  number  of each kind of cache flushed since 
      boot time.  The types are:  user, context, region, seg- 
      ment, page, and partial-page. 
 
 -i   Report the number of interrupts per device. 
 
 -s   Display the total number of various system events since 
      boot. 
 
 -S   Report on swapping rather than paging  activity.   This 
      option  will  change  two fields in vmstat's ``paging'' 
      display:  rather than the  ``re''  and  ``mf''  fields, 
      vmstat  will report ``si'' (swap-ins) and ``so'' (swap- 
      outs). 
 
1> System Events 
 # vmstat -s (show the total of various system events that have taken place 
             since the system was last booted) 
 
        0 swap ins 
        0 swap outs 
        0 pages swapped in 
        0 pages swapped out 
    36976 total address trans. faults taken 
     3905 page ins 
      135 page outs 
     6573 pages paged in 
     1575 pages paged out 
      791 total reclaims 
      786 reclaims from free list 
        0 micro (hat) faults 
    36976 minor (as) faults 
     3641 major faults 
    11172 copy-on-write faults 
     8806 zero fill page faults 
     9447 pages examined by the clock daemon 
        1 revolutions of the clock hand 
     3492 pages freed by the clock daemon 
      460 forks 
       46 vforks 
      507 execs 
   153277 cpu context switches 
   302546 device interrupts 
    52688 traps 
   321152 system calls 
    59129 total name lookups (cache hits 91%) 
       24 toolong 
     2581 user   cpu 
     6329 system cpu 
   188653 idle   cpu 
     8366 wait   cpu 
 
2> Swapping2> Swapping 
 # vmstat -S (show swapping statistics in addition to paging statistics) 
     ' si  Number of pages swapped in per second 
     ' so  Number of whole processes swapped out 
 
 procs     memory            page            disk          faults      cpu 
 r b w   swap  free  si  so pi po fr de sr s0 s2 sd sd   in   sy   cs us sy id 
 0 0 0 199188  2204   0   0 11  2  6  0  4  4  0  0  0   46  156   75  1  3 96 
 
3> Cache Flushing 
 # vmstat -c (show cache flushing statistics. It shows the total number of 
             flush caches since the last boot.) 
     ' usr  User 
     ' ctx  Context 
     ' rgn  Region 
     ' seg  Segment 
     ' pag  Page 
     ' par  Partial-page 
flush statistics: (totals) 
     usr     ctx     rgn     seg     pag     par 
       0       0       0       0       0       0 
 
4> Interrupts 
 # vmstat -i (show interrupts per device) 
interrupt         total     rate 
-------------------------------- 
clock            266951      100 
-------------------------------- 
Total            266951      100 
 
5> Commons 
 # vmstat 5 
procs     memory            page            disk          faults      cpu 
 r b w   swap  free  re  mf pi po fr de sr s0 s2 sd sd   in   sy   cs us sy id 
 0 0 0 199716  2008   0  13  9  2  5  0  3  3  0  0  0   43  141   72  1  2 97 
 0 0 0 201788  1092   0  12  0  0  0  0  0  0  0  0  0   21   49   38  2  1 97 
 0 0 0 201788  1092   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0   30   35   27  2  1 97 
 0 0 0 201788  1092   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0   14   35   21  1  0 99 
 0 0 0 201788  1092   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0    8   35   22  2  0 98 
 0 0 0 201788  1092   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0    5   56   36  1  0 99 
 
r = 0                 : CPU Idle (White) 
0 < (r/ncpus) <= 5    : No Problem (Green) 
3.0 <= (r/ncpus) <= 5 : CPU Busy (Amber) 
5.0 <= (r/ncpus)      : CPU Busy (Red) 
 
  (3) MPSTAT (Report per-processor statistics) 
     - options 
  interval 
             Report once each interval seconds. 
 
  count   Only print count reports. 
 
# mpstat 5 
CPU minf mjf xcal  intr ithr  csw icsw migr smtx  srw syscl  usr sys  wt idl 
  0   11   1    0   141   34   69   12    0    2    0   133    1   2   3  94 
  0   11   0    0   129   27   47    7    0    1    0    44    3   0   0  97 
  0    0   0    0   125   25   21    4    0    0    0    28    1   2   0  97 
  0    0   0    0   118   18   21    3    0    0    0    28    1   0   0  99 
  0    0   0    0   105    4   36    6    0    1    0    49    2   0   0  98 
 
200 > smtx            : No Problem (Green) 
200 <= smtx < 400     : Mutex Stall (Amber) 
400 <= smtx           : Mutex Stall (Red) 
 
 
 2) Kernel 
 
  (1) 커널의 개요 
 
    1> 화일 제어 시스템 
      - 사용자를 위하여 화일을 관리 
      - 화일의 공간을 할당 
      - 자유 공간을 관리 
      - 화일에 대한 접근을 제어하고 데이타를 꺼내온다 
      - 커널과 2차 기억 장치 사이의 데이타 흐름을 조절하는 버퍼링 기법을 
        이용하여 화일의 데이타를 접근 
 
    2> 프로세스 제어 시스템 
      - 프로세스의 동기화, 프로세스간의 통신이나 메모리 관리 
      - 프로세스 스케쥴링 담당 
      - 프로세스 화일 허가모드는 슈퍼유저라고 불리는 특별한 사용자를 
        구분하여 커널 특권 부여 
 
    3> 커널의 배치 
      - 커널과 관련된 가상 주소의 매핑은 모든 프로세스와는 독립적인 존재 
      - 커널코드와 데이타는 영구적으로 시스템내에 존재 
      - 시스템 booting시 커널코드는 메모리에 적재 
      - 가상 주소는 매핑하기 위해 필요한 테이블과 레지스터를 설정한다 
 
   4> 시스템 부트및 Init 프로세스 
     알고리즘 start         /* 시스템을 기동시키는 프로시쥬어 */ 
     입력 : 없음 
     출력 : 없음 
     { 
            모든 커널 데이타 구조를 초기화 한다; 
            루트를 의사(pseudo) mount 한다; 
            프로세스 0의 호나경을 손으로 하나하나 구축; 
            프로세스 1을 fork; 
            { 
                     /* 프로세스 1 */ 
                     영역을 할당; 
                     영역을 init의 주소공간을 부착(attach); 
                     복사하려는 코드를 넣을수 있도록 영역을 키움; 
                     Init를 exec할수 있도록 커널 공간으로부터 init 사용자 
                     공간으로 코드를 복사; 
                     모드를 변경:커널로부터 사용자 모드로 복귀; 
                     /* Init는 이 지점에 결코 도달하지 않는다-위의 모드변경 
                     결과로, Init는 /etc/init를 exec하고 시스템 호출을 하는 
                     면에 있어, "정규적"인 사용자 프로세스가 된다 
                     */ 
            } 
            /* 프로세스 0이 여기서 계속 */ 
            커널 프로세스들을 fork; 
            /* 프로세스 0은 프로세스의 주소공간을 메인 메모리와 스왑 장치에 
               할당하는 것을 관리하기 위해 스와퍼를 호출한다 
               이것은 무한 루프이다;프로세스 0은 할일이 없으면 항상 이 루프에서               잠잔다 
            */ 
            스와퍼 알고리즘의 코드를 수행; 
     } 
------------------------------------------------------------------------------- 
     알고리즘 init         /* init프로세스, 시스템의 1번 프로세스이다 */ 
     입력 : 없음 
     출력 : 없음 
     { 
            fd=open("/etc/inittab",O_RDONLY); 
            while (line_read(fd, buffer)) 
            { 
                     /* 화일의 각 행을 읽는다 */ 
                     if(호출된 상태! = buffer의 상태) 
                            continue;        /* while 루프로 되돌아감 */ 
                     /* 상태가 일치함 */ 
                     if(fork() == 0) 
                     { 
                            execl("buffer에 지정된 프로세스"); 
                            exit(); 
                     } 
                     while ((id=wait(int *) 0))! = -1) 
                     { 
                             /* 낳은 (spawn) 자식이 죽었는디 여기서 검사 */ 
                             /* 자식 프로세스를 다시 낳을지를 고려 */ 
                             /* 그렇지 않으면, 단순히 계속 */ 
             } 
       } 
 
5> 커널 parameters 
------------------------------------------------------------------------------- 커널자원           튜닝 가능항목              디폴트 설정 
------------------------------------------------------------------------------- 콜 아웃             ncallout                 16+max_nrpocs 
 i node              ufs_ninode               max_nprocs + 16 + maxusers + 64 
 네임 캐쉬           ncsize                   nax_nprocs + 16 + maxusers + 64 
 프로세스            max_nprocs               10 + 16 * maxusers 
 쿼터테이블          ndquot                   (maxusers *NMOUNT)/4 + max_nprocs 
 사용자프로세스      maxuproc                 max_nprocs -5 
------------------------------------------------------------------------------- 
 
 (2) Solaris 2.X maxusers 설정값 
    - maxuser는 시스템 내에 내장된 RAM의 메가바이트수와 같은 값으로 설정 
    - maxuser수는 커널이 부팅시간에 사용되는 약 2MB를 포함하지 않으면 physmem 
      에 기초한다 
    - 하한값은 8이며 자동설정에서의 상한값은 1024(RAM이 1GB 이상인 경우) 이다 
    - 수동으로 설정한 값은 체크되어 2048 이하로 제한 
 
 (3) 테이블 사이즈와 커널의 메모리 할당 검사 
    - 커널은 필요에 따라 메모리를 글로벌 프리 리스트에서 동적으로 할당 
 # sar -v 1 
SunOS HongSW 5.5 Generic sun4m    06/29/96 
 
09:59:52  proc-sz    ov  inod-sz    ov  file-sz    ov   lock-sz 
09:59:53   50/474     0 1297/1297    0  323/323     0    0/0 
 
 # sar -k 1 
SunOS HongSW 5.5 Generic sun4m    07/02/96 
 
06:59:26 sml_mem   alloc  fail  lg_mem   alloc  fail  ovsz_alloc  fail 
06:59:27  962560  791556     0 2400256 2204272     0     2142208     0 
 
 (4) 디렉토리 탐색캐쉬(dnlc) 
    - maxuser를 기반으로하여 크기 결정 
    - 캐쉬 사이즈가 크면 클라이언트 NFS 서버의 부하감소 
    - NFS 서버의 벤치마크에서는 커널 메모리의 용량은 16,000으로 설정되며 또한 
      maxuser = 2048 에서는 34906으로 인정 
 # vmstat -s 
  0 swap ins 
        0 swap outs 
        0 pages swapped in 
        0 pages swapped out 
   152546 total address trans. faults taken 
     4844 page ins 
     1033 page outs 
     7952 pages paged in 
     3365 pages paged out 
     1609 total reclaims 
     1598 reclaims from free list 
        0 micro (hat) faults 
   152546 minor (as) faults 
     4555 major faults 
    43797 copy-on-write faults 
    24943 zero fill page faults 
    12374 pages examined by the clock daemon 
        2 revolutions of the clock hand 
     6155 pages freed by the clock daemon 
     1971 forks 
      110 vforks 
     1916 execs 
  4157796 cpu context switches 
 34296735 device interrupts 
   212208 traps 
  1416794 system calls 
   190345 total name lookups (cache hits 95%) 
       24 toolong 
     6271 user   cpu 
    29261 system cpu 
 31448842 idle   cpu 
    15157 wait   cpu 
 
 (5) inode 캐쉬 
    - 화일 시스템내의 엔티티의 대한 조작이 실행될 때에는 메모리 상주 inode 사용 
    - inode는 다시 필요해진 경우에 대비하여 캐쉬에 기록 
    - 시스템이 캐쉬라는 액티브한 inode와 비액티브한 inode의 상한수는 ufs-ninode      에 의해서 설정 
    - 각 node는 lg-mem풀에서 512바이트의 커널 메모리 사용 
 
 (6) 버퍼 캐쉬 
    - nbuf : 페이지 사이즈의 버퍼가 몇개 할당되었는지를 계속 기록 
    - p-nbuf : 한 벌에 할당된 새로운 버퍼의 수를 정리 
    - bufhwm : 버퍼에 할당된 메모리량을 튜닝하기 위한 변수 (KB단위로 지정) 
 # sar -b 5 
SunOS HongSW 5.5 Generic sun4m    07/02/96 
 
07:13:59 bread/s lread/s %rcache bwrit/s lwrit/s %wcache pread/s pwrit/s 
07:14:00       0       0     100       0       0     100       0       0 
 
 (7) vmstat 출력 
    - Sun System에 있어서 페이징 상황을 Monitoring 
 # vmstat 5 
 procs     memory            page            disk          faults      cpu 
 r b w   swap  free  re  mf pi po fr de sr s0 s2 sd sd   in   sy   cs us sy id 
 0 0 0  37576  1384   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0    8    4   13  0  0 100 
 0 0 0 199960  1044   0  12  0  0  0  0  0  0  0  0  0   13   60   45  1  1 98 
 0 0 0 199960  1044   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0    9   32   30  0  0 100 
 0 0 0 199960  1044   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0    4   42   23  1  0 99 
 0 0 0 199960  1044   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0    1   42   25  1  0 99 
 0 0 0 199960  1044   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0    2   42   23  1  0 99 
 0 0 0 199960  1044   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0    2   42   23  1  0 99 
 0 0 0 199960  1044   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0    5   42   27  1  0 99 
 0 0 0 199960  1044   0   0  0  0  0  0  0  0  0  0  0    9   42   23  1  0 99 
 
 r : 대기 프로세서 
 
 (8) 튜닝 파라미터 
 
* phymem 
   : 이 값은 사용가능한 물리 메모리의 메이지 수로 설정된다. Solaris 2.2에서는 
     maxusers의 값은 physmem의 값에 기초하여 계산된다. 시스템의 성능을 조시하기     위한 시스템의 메모리를 적게 하여 실행 테스트를 하려는 경우에는 /etc/system     에서 phymem을 설정하여 재부팅하면 시스템이 RAM 전부를 사용하지 않도록 
     할수 있다. 그러므로 phymem에서 메모리를 적게 한 시스템에서 대량의 페이징을 
     실행한 경우의 성능은 RAM을 물리적으로 제거하여 대량의 페이징을 실행한 
     경우와는 다른것이 된다 
 
* minfree 
   : minfree는 phymem을 64로 나눈값(phymem/64)으로 설정된다. 커널은 minfree를 
     아래의 목적으로 사용한다. 작은 프로그램을 실행 할때는 freemem이 minfree 
     미만으로 되지않는한 프로그램 전체가 한번에 로드되어 세밀한 페이징은 
     되지 않는다 
   - 기록할때 복사 조작을 하는 동안 freemem이 minfree미만의 경우에는 오리지날 
     페이지를 스틸하여 복사를 공급할수 있다 
   - freemem이 minfree 미만의 경우에는 입,출력 읽기의 클러스터화가 실행되지 
     않게 된다 
   - 스케쥴러는 사용가능한 메모리가 minfree + tune_t_gpgsol에 채워지지 않는 경 
     우에는 프로세서를 스왑인 하지 않는다. 이러한 상태가 발생하는 경우에는 
     매우 드물다 
 
* desfree 
   : desfree는 phymem을 32로 나눈 값으로 설정된다. 커널은 desfree를 아래의 목적 
     으로 사용한다. 
   - 100Hz의 클럭 루틴 동안에 freemem이 lostfree미만으로 되어 있지 않은지의 
     여부를 확인 하는 테스트가 1초당 4회 이루어 진다. 미만으로 되어 있는 경우 
     에는 페이지 아웃 데몬으로 기동 콜이 송신된다 
   - lostfree는 주사율 변경의 기준선이 된다. freemem이 lostfree와 똑같은 경우, 
     주사율은 slowscan으로 설정된다 
   - freemem이 lostfree미만의 경우, 커널은 페이지 사이즈의 일시 버퍼 일부를 
     장래의 사용에 대비하여 유지하는 대신에 해방하려고 한다 
 
* fastscan 
   : fastscan은 phymem의 절반 값으로 설정된다. 이것은 주사율의 변경에 있어서 
     freemem이 0인 경우의 가공 주사율로써 사용된다 
 
* slowsacn 
   : 사용 가능한 메모리량이 lostfree와 똑같을때 알고리즘이 1초간 조사하는 페이 
     지 수이다. fastscan을 10으로 나눈 수로 설정되어 있다. 빈 메모리량이 
     lostfree에서 0에 가까와 짐에 따라 1초간의 주사율 수는 slowscan으로 부터 
     fastscan으로 비례적으로 상승한다 
 
* maxpqio 
   : 시스템이 스케쥴러 1초당의 페이지 아웃 입,출력 조작의 최대 수이다 
     디폴트는 40페이지/초로 단일 3600rpm 디스크로의 랜덤 엑세스가 과잉으로 
     되는 것을 피하기 위하여 회전율의 3/2로 설정되어 있다. 더구나 많은 디스크 
     또는 더욱 고속의 디스크를 스왑 공간으로 사용하는 경우에는 더욱 큰 수를 
     설정할 수 있다. 현재는 많은 시스템이 5400rpm의 디스크를 사용하고 있다 
     maxpqio의 변경은 재부팅 후에 유효해진다. 즉 실행중인 시스템에서는 
     변경되지 않는다 
 
* handspred 
   : handspred는 phymem과 페이지 사이즈를 곱하여 나눈 값으로 설정된다 
     그러나 이 값은 초기화중에 fastscan이상의 크기로 증가된다 
     즉 phymem과 페이지 사이즈를 서로 곱하여 2로 나눈값으로 설정된다.