IBM Power Systems 上的 MongoDB 调优指南（1）

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MongoDB 是一个面向文档的 NoSQL 数据库，能在使用默认环境的 IBM® Power Systems™ 上高效运行。但是，您可以通过调优一些环境设置，在 Power Systems 上实现最佳性能，本文将介绍这些调优方法。
系统级调优

• 超频、磁盘调优、CPU 绑定、内存关联

使用 PowerKVM 的虚拟化级调优

• 主机调优：超频、磁盘调优
• 来宾调优：内存关联、数据磁盘直通、网络外围组件互联 (PCI) 直通、CPU 解锁

应用程序级调优

• Java 调优：大页面、堆大小、垃圾收集线程、压缩引用
• 分片/集群调优

本文中的指南源自对 工作负载和其他客户概念证明 (POC) 工作负载的测试。每个客户端工作负载都有不同的需求。请仅使用这些建议作为指导；您需要根据计划部署的实际工作负载来调整具体的调优需求。
系统级调优除非另行说明，以下指南适合在 Linux on Power 上运行的所有 MongoDB 工作负载。
频率本节将介绍如何设置频率来超频。

• 在裸机环境中，CPU 能源调节器由操作系统 (OS) 控制。
  • 使用 cpupower 命令验证和设置频率，如下所示：cpupower  -c 0-159 frequency-info
    cpupower  -c 0-159 frequency-set -g performance
    
• 在 IBM PowerVM™ 环境中，使用硬件管理控制台 (HMC) 设置想要的性能：
  • 登录到 ASM (Advanced System Management)。
  • 展开 System Configuration -> Power Management。
  • 单击 Power Mode Setup -> Enable Dynamic Power Save (favor performance) mode。
  • 单击 Continue。
  • 单击 Save Settings。

同时多线程 (SMT) 使用 SMT，您可以在同一个核心上同时运行多个线程的指令流。在基于 IBM POWER8® 处理器的服务器上，SMT8 是默认设置，大部分工作负载都能使用此默认设置高效地运行。对于数据库，将 SMT 设置为 SMT8 模式被视为一种最佳实践。
可使用 ppc64_cpu 命令将 SMT 模式设置为 8、4 或 2，如下所示：

• SMT8：ppc64_cpu –smt=on
• SMT4：ppc64_cpu –smt=4
• SMT2：ppc64_cpu –smt=2

ulimit对于 ulimit 设置，可使用 的建议。
磁盘调优对于内部存储：

• 使用磁盘簇 (JBOD)，使用 iprconfig 命令来格式化驱动器。可在以下地址找到 iprconfig 实用程序的更多细节：
• 使用以下设置打开写磁盘缓存，其中 x 是磁盘编号：sdparm--set=WCE /dev/sdx
  
• 对于生产工作负载，您可能需要使用固态硬盘 (SSD) 来满足工作负载的每秒输入/输出操作次数 (IOPS) 需求。

对于外部存储：
对于客户工作负载，可使用独立磁盘冗余阵列 (RAID) 保护。使用 RAID0 执行基准测试。您应确定最适合您的特定环境的 RAID 级别。
内存关联和 CPU 绑定

• 内存关联在使用 PowerVM 时非常重要。有关内存关联的更多信息，请查阅以下 IBM Redbooks® 中的 “第 3 章. IBM POWER Hypervisor”：
• 将运行的基准测试进程固定到特定核心。
• 要在创建虚拟机 (VM) 时避免非一致性内存存取 (NUMA) 镜像，可将内存限制到单个芯片或节点。
• 在生产环境中不推荐 CPU 绑定，但对于基准测试概念证明，可使用 taskset 命令执行 CPU 绑定。例如，要在拥有 10 个核心（80 个逻辑 CPU）的 CPU 的第一个插槽上运行 MongoDB，可使用以下命令：

  taskset –c 0-79 numactl –localalloc  mongod --config /home/mongoDB/test/mongodb.conf

  
  
  
  

虚拟化级调优在虚拟化环境中运行 MongoDB 时，以下指南描述了如何配置实际服务器（主机）和虚拟机（来宾）。
主机调优

• 超频：遵循  部分提供的建议。
• 磁盘调优：遵循  部分提供的建议。

来宾调优以下来宾调优指南将会介绍应如何配置每个虚拟机。
内存关联除非另行说明，以下建议适合 PowerKVM 3.1 以前的 IBM PowerKVM® 环境。

• 使用 PowerVM 时，可使用动态平台优化器 (DPO) 工具。有关更多信息，请查阅 IBM Redbooks
• 基于 POWER8 处理器的服务器包含多个芯片或插槽。根据工作负载的 CPU 和内存需求，一种最佳实践是将来宾限制在芯片或插槽边界内。下面的示例展示了如何将来宾限制在一个拥有 4 个节点的 IBM Power® System S822L 主机上的一个插槽上：

  ... numactl -H available: 4 nodes (0-1,16-17) node 0 cpus: 0 8 16 24 32 node 0 size: 65536 MB node 0 free: 63286 MB node 1 cpus: 40 48 56 64 72 node 1 size: 131072 MB node 1 free: 131000 MB node 16 cpus: 80 88 96 104 112 node 16 size: 65536 MB node 16 free: 64286MB node 17 cpus: 120 128 136 144 152 node 17 size: 65536 MB node 17 free: 64286 MB