De la nuisance du swap dans les performances de transfert de…

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Auteur: Olivier Allard-Jacquin
Date:  
À: Guilde Mailing list
Sujet: De la nuisance du swap dans les performances de transfert de fichiers et des VM
    Bonjour,

    suite à une discussion sur la liste (27/11/2019 à 21:24), j'avais parlé
du "swappiness":


# cat /proc/sys/vm/swappiness
60

    C'est un mécanisme qui va gérer la manière dont la machine va utiliser
le swap. Plus la valeur est élevée, plus le kernel s'autorisera à
utiliser le swap, au dépend des performances I/O de la machine.     Pour
les détails:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Espace_d%27%C3%A9change#Noyau_Linux


    La machine de test:
- Une machine avec 8Go de ram
- /dev/sda , qui contient un swap de 8Go, plus une VM (Machine
Virtuelle) Windows, dont on veut backuper les données
- /dev/sdb, un disque de backup, formaté en ext4
- 4Go de mémoire sont alloués à la VM (VirtualBox)
- la machine exécute la VM, et partage le répertoire de données en SMB/CIFS
- sur le Linux, le répertoire de donnée de la VM est monté via SMB/CIFS,
et le rsync est lancé
- un "gkrellm" http://gkrellm.srcbox.net/ permet de surveiller tout ce
petit monde, et notamment les lectures/écritures sur chacun des disques


    Sur le papier, je m'attends à de bonnes perfs, vu que les lectures sont
faites sur un disque (/dev/sda), et les écritures sur un autre
(/dev/sdb). En fait, la seule limitation doit être l'interface réseau de
la VM (1Gpbs, soit 120Mo/s max)


    Dans les faits, les perfs sont moyennes:
- En fait, le disque /dev/sda plafonne à 30Mos/ en lecture, voir moins.
- Le /dev/sdb fait des "rafales" d'écriture à 160Mo/s, et a de longs
moment d'inactivité. Donc le problème ne vient pas de lui
- Plus choquant, le /dev/sda indique des ECRITURES, et parfois, il lit
autant qu'il écrit des données. Ca, c'est anormal.
- J'ai pesté et cherché du côté Windows, mais toutes les informations
("perfmon.exe" notamment) indiquent qu'il n'écrit pas beaucoup de
données ...
- alors, où est se cache le loup ?


    En fait, le problème est le swap de Linux :
- il utilise toute la ram disponible afin de faire du cache pour les
accès disques (/dev/sda en lecture et /dev/sdb en écriture)
- et pour maximiser encore plus le cache, il charge le swap de pages
mémoire peu utilisées. Et notamment, je pense qu'il swape des pages de
mémoire de VirtualBox
- ce qui amène à une situation assez ridicule:
 - le Windows dans sa VM utilise (lui aussi) au maximum ses 4Go de
mémoire, afin de faire du cache disque pour les fichiers lus à travers
le SMB/CIFS
 - donc la mémoire (linux) de la VM (VirtualBox) se charge de pages pas
très utiles (les fichiers ne sont lus qu'une seule fois)
 - cette mémoire étant peu utilisés, elle est écrite sur le swap du linux
 - ces opérations d'écritures de swap rentrent en conflit avec celles de
lecture de la VM, d'où les perfs qui s'écroulent ...


    Solution:
- le plus logique serait que cache de Windows soit désactivé, afin que
les opérations de cache disque ne soient faite qu'une seule fois, au
niveau du cache de Linux. C'est peut-être faisable, mais c'est du
Windows, donc cela ne nous concerne pas sur cette liste
- une solution assez "violente", est de désactiver le swap Linux
(commande "swapoff -a"). Mais sans swap du tout, la machine ne pourra
pas allouer plus de 8Go de mémoire, ce qui peut être un problème
- finalement, une solution assez bonne est de réduire la priorité du
swap, afin que le kernel Linux ne l'utilise qu'en dernière option. Cela
va naturellement réduire le cache disque, ce qui est peut être
problématique. Après différents tests, j'ai trouvé que ceci donne un bon
résultats:


echo 20 > /proc/sys/vm/swappiness

- finalement après reconfiguration, les perfs attendus sont de retour
(100Mo/s pour le rsync entre la VM et le disque de backup)

    Conclusions:
- Dans le cas d'une machine faisant tourner des VM, le swap n'est pas
forcément une bonne idée
- Trouver la cause de la perte de performance n'est pas évident
(surveillance et identification de l'activité du swap).


    Cordialement,


                            Olivier
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