VM パフォーマンス最適化 – NUMA / CPU / I/O / ネットワークの見方

VM のパフォーマンス最適化は、単に CPU やメモリを増やす話ではありません。NUMA、CPU スケジューリング、HugePages、I/O、ネットワーク、割り込み、ストレージ経路をまとめて見ないと、どこがボトルネックなのか判断しにくくなります。

最適化の前提

VM は物理リソースを抽象化して使います。そのため、性能問題を見るときは「ゲスト OS の中」だけでなく、ホスト、ハイパーバイザー、物理デバイス、NUMA 配置まで含めて考えます。

見るべきレイヤ

NUMA を無視しない

大きめのサーバーでは CPU とメモリが NUMA ノードに分かれます。VM の vCPU、メモリ、NIC、NVMe が別 NUMA ノードにまたがると、リモートアクセスが増え、レイテンシやスループットに影響します。

numactl --hardware
lscpu
lstopo-no-graphics 2>/dev/null || true
virsh nodeinfo

CPU ピニングと HugePages

CPU ピニングや HugePages は、単なる高速化ではなく、実行モデルをより決定的にするための設計要素です。NFV や低レイテンシ用途では、共有実行の揺らぎをどこまで許容するかが重要になります。

virsh vcpuinfo <vm-name>
virsh dumpxml <vm-name> | grep -E 'vcpu|cputune|numatune|hugepages' -n

ストレージ I/O

ストレージは VM でボトルネックになりやすい層です。raw と qcow2、virtio-blk と virtio-scsi、ホスト側の I/O スタック、物理デバイスの性能を分けて確認します。

virsh domblklist <vm-name>
qemu-img info /var/lib/libvirt/images/<vm>.qcow2
iostat -xz 1

ネットワーク I/O

ネットワーク性能では、仮想 NIC、キュー、割り込み、CPU 配置、SR-IOV や DPDK の有無が効きます。単に帯域だけではなく、pps とレイテンシも確認します。

ethtool -l <interface>
ethtool -S <interface>
mpstat -P ALL 1

まとめ

VM パフォーマンス最適化では、個別チューニングを積み上げるより、CPU、メモリ、I/O、ネットワーク、NUMA の整合性を見る方が重要です。特に低レイテンシ用途では、性能値そのものより「揺らぎを許容できる設計か」を判断します。

Related posts:

VM パフォーマンス Day2: CPU 最適化 CPU ピニングを外した瞬間、それはもう別のサービスである 米国 ADP 雇用統計 米国 平均時給 前月比 米国 消費者物価指数 前月比 ユーロ 政策金利 米国 小売売上高 除自動車 前月比 オーストラリア 失業率 オーストラリア 消費者物価指数 前年同期比 ユーロ 域内総生産 速報値 前年同期比 米国 ISM 非製造業景況指数 総合 日本 四半期実質国内総生産 速報値 前期比