操作系统优化

若要在具有增强联网的实例上实现最高网络性能，您可能需要修改默认操作系统配置。对于需要高网络性能的应用程序，我们建议进行以下配置更改。

除了这些操作系统优化之外，您还应考虑网络流量的最大传输单位 (MTU)，并根据您的工作负载和网络架构相应调整。有关更多信息，请参阅 EC2 实例的网络最大传输单位 (MTU)。

AWS 定期测量在集群置放群组中启动的实例之间的平均往返延迟，在 99.9% 的情况下该值为 50us，尾延迟为 200us。如果您的应用程序需要稳定的低延迟，建议在基于 Nitro 的固定性能实例上，使用最新版本的 ENA 驱动程序。

这些过程针对 Amazon Linux 2 和 Amazon Linux AMI 编写。不过，它们也适用于搭载内核版本 3.9 及更高版本的其他 Linux 发行版。有关更多信息，请参阅系统特定的文档。

针对增强联网优化 Amazon Linux 实例

检查实例的时钟源：


cat /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource

如果时钟源为 xen，请完成以下子步骤。否则，请跳至步骤 3。
1. 编辑 GRUB 配置并将 xen_nopvspin=1 和 clocksource=tsc 添加到内核引导选项。
  - 对于 Amazon Linux 2，编辑 /etc/default/grub 文件并将这些选项添加到 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT 行，如下所示：
```
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="console=tty0 console=ttyS0,115200n8 net.ifnames=0 biosdevname=0 nvme_core.io_timeout=4294967295 xen_nopvspin=1 clocksource=tsc"
GRUB_TIMEOUT=0
```
  - 对于 Amazon Linux AMI，编辑 /boot/grub/grub.conf 文件并将这些选项添加到 kernel 行，如下所示：
```
kernel /boot/vmlinuz-4.14.62-65.117.amzn1.x86_64 root=LABEL=/ console=tty1 console=ttyS0 selinux=0 nvme_core.io_timeout=4294967295 xen_nopvspin=1 clocksource=tsc
```
2. （仅限 Amazon Linux 2）重新生成 GRUB 配置文件以应用这些更改：
```
sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
```
如果您的 EC2 实例的处理器状态控制上将您的实例类型列出为支持的实例类型，请防止系统使用深层 C 状态，以确保低延迟的系统性能。有关更多信息，请参阅通过限制深层 C 状态实现高性能和低延迟。
1. 编辑 GRUB 配置并将 intel_idle.max_cstate=1 添加到内核引导选项。
  - 对于 Amazon Linux 2，编辑 /etc/default/grub 文件并将此选项添加到 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT 行，如下所示：
```
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="console=tty0 console=ttyS0,115200n8 net.ifnames=0 biosdevname=0 nvme_core.io_timeout=4294967295 xen_nopvspin=1 clocksource=tsc intel_idle.max_cstate=1"
GRUB_TIMEOUT=0
```
  - 对于 Amazon Linux AMI，编辑 /boot/grub/grub.conf 文件并将此选项添加到 kernel 行，如下所示：
```
kernel /boot/vmlinuz-4.14.62-65.117.amzn1.x86_64 root=LABEL=/ console=tty1 console=ttyS0 selinux=0 nvme_core.io_timeout=4294967295 xen_nopvspin=1 clocksource=tsc intel_idle.max_cstate=1
```
2. （仅限 Amazon Linux 2）重新生成 GRUB 配置文件以应用这些更改：
```
sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
```
确保您预留的内核内存充足，可以保持高速率的数据包缓冲区分配（默认值可能会太小）。
1. 使用您选择的编辑器（以 root 身份或者使用 sudo）打开 /etc/sysctl.conf 文件。
2. 将具有适合您实例类型的预留内核内存值（以 KB 为单位）的 vm.min_free_kbytes 行添加到文件。根据经验，您应将此值设置为可用系统内存的 1-3% 之间，并上调或下调此值以满足应用程序需求。
```
vm.min_free_kbytes = 1048576
```
3. 使用下面的命令应用此配置：
```
sudo sysctl -p
```
4. 通过以下命令验证设置已应用：
```
sudo sysctl -a 2>&1 | grep min_free_kbytes
```
重启实例以加载新配置：
```
sudo reboot
```

（可选）手动分发数据包接收中断，使其与属于相同 NUMA 节点的不同 CPU 关联。但是，请谨慎使用此项，因为全局禁用了 irqbalancer。

注意

此步骤中的配置更改在重启之后不保留。

创建一个名为 smp_affinity.sh 的文件，并将以下代码块粘贴到该文件中：


#/bin/sh
service irqbalance stop
affinity_values=(00000001 00000002 00000004 00000008 00000010 00000020 00000040 00000080)
irqs=($(grep eth /proc/interrupts|awk '{print $1}'|cut -d : -f 1))
irqLen=${#irqs[@]}
for (( i=0; i<${irqLen}; i++ ));
do
  echo $(printf "0000,00000000,00000000,00000000,${affinity_values[$i]}") > /proc/irq/${irqs[$i]}/smp_affinity;
  echo "IRQ ${irqs[$i]} =" $(cat /proc/irq/${irqs[$i]}/smp_affinity);
done

使用以下命令运行脚本：
```
sudo bash ./smp_affinity.sh
```

（可选）如果处理接收 IRQ 的 vCPU 过载，或者您的应用程序网络处理需要较高的 CPU 能力，您可以通过接收数据包转向 (RPS)，将部分网络处理分载到其他核心。确保用于 RPS 的核心属于同一个 NUMA 节点，以避免 NUMA 节点间锁定。例如，要将核心 8-15 用于数据包处理，请使用以下命令。

注意

此步骤中的配置更改在重启之后不保留。
```
for i in `seq 0 7`; do echo $(printf "0000,00000000,00000000,00000000,0000ff00") | sudo tee /sys/class/net/eth0/queues/rx-$i/rps_cpus; done
```
（可选）如果可能，请在相同 NUMA 节点上执行所有处理。
1. 安装 numactl：
```
sudo yum install -y numactl
```
2. 当您运行网络处理程序时，请将其绑定到单个 NUMA 节点。例如，以下命令将 shell 脚本 run.sh 绑定到 NUMA 节点 0：
```
numactl --cpunodebind=0 --membind=0 run.sh
```
3. 如果您启用了超线程，则可以配置应用程序在每个 CPU 核心中仅使用单个硬件线程。
  - 使用 lscpu 命令可以查看映射到 NUMA 节点的 CPU 核心：
```
lscpu | grep NUMA
```
    输出：
```
NUMA node(s):      2
NUMA node0 CPU(s): 0-15,32-47
NUMA node1 CPU(s): 16-31,48-63
```
  - 您可以使用以下命令，查看哪些硬件线程属于某个物理 CPU：
```
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/topology/thread_siblings_list
```
    输出：
```
0,32
```
    在此示例中，线程 0 和 32 映射到 CPU 0。
  - 若要避免在线程 32-47（实际上是与线程 0-15 在同一个 CPU 上的硬件线程）上运行，请使用以下命令：
```
numactl --physcpubind=+0-15 --membind=0 ./run.sh
```
为不同流量类使用多个弹性网络接口。例如，如果您运行使用后端数据库的 Web 服务器，请为 Web 服务器前端使用一个弹性网络接口，为数据库连接使用另一个弹性网络接口。

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