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精读笔记（RHCA 英文教材）· RH442 Chapter 4 Configuring Kernel Tunables and Tuned Profiles

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精读笔记（RHCA 英文教材）· RH442 Chapter 4 Configuring Kernel Tunables and Tuned Profiles

教材原文：RHCA 官方英文教材（PDF 第 136~171 页）（OCR 整书版已从本站移除，本页为章节精读） 关联中文笔记：02-09-性能调优RH442（RHCA）.md（内核参数：sysctl 临时 /etc/sysctl.conf 永久）；本章=内核可调参数（/proc/sys、/sys、模块参数）+ tuned 服务（选档/自订档）。 结构：3 个 Section（4.1 内核可调参数+GE kerneltuning-tunables；4.2 选 tuned 档+GE kerneltuning-profile；4.3 自订 tuned 档+GE kerneltuning-customize）+ Lab（lab: kerneltuning-review）。

Chapter Goal / Objectives（原文+译）

  • GOAL: Configure the operating system to best optimize performance for common workloads.（为常见工作负载配置最优性能。）
  • OBJECTIVES: ① 配静态内核与动态可加载模块/驱动的设置；② 按最常见负载选合适 tuned 档；③ 为独特负载建自订档。

4.1 Configuring Kernel Tunables（内核可调参数）

  • /proc 伪文件系统：内核数据结构的外部接口（开机挂 /proc）。文件权限与所代表参数一致（静态信息只读、可配置项可写）。改 /proc 文件=直接改内核内存里的参数。如 vmstat 读 /proc/meminfo。好处：开发者不用懂内核内部结构，按普通文件 open/read/write。
  • /proc/sys 子目录（可调参数区）：
    • /proc/sys/dev（RAID/CD-ROM/SCSI/并口等设备）、fs（文件系统如 quota）、kernel（内核内部行为如共享内存）、net（网络收发 socket 缓冲等）。
    • ⚠️ 直接改 /proc/sys 只写内存、重启即失效；且可能伤及其他负载（例：加大 TCP 缓冲提吞吐，但每连接占更多内存，连接多时挤压应用内存）。
  • sysctl 命令：sysctl -a 列全部；sysctl -n <key> 只打值（如 sysctl -n vm.swappiness）；sysctl -w vm.swappiness=10 改运行中内核（值越低越不积极写 swap）。
  • 持久化目录（开机加载顺序/覆盖关系）：/etc/sysctl.d/*.conf > /run/sysctl.d/*.conf > /usr/lib/sysctl.d/*.conf；同名文件用 /etc 覆盖更低层。别改 /usr/lib/sysctl.d（厂商默认，包更新会覆盖）；文件必须以 .conf 结尾。
  • /sys（sysfs）伪文件系统：挂 /sys，暴露设备/文件系统/内核模块信息与参数（从 /proc 独立出来，提高内核稳定性）。常用子目录：/sys/module/（已载模块）、/sys/devices/、/sys/bus/（总线）、/sys/dev/（块/字符设备）。
  • 模块参数：
    • modinfo -p <模块> 查参数（如 loop 的 max_loop/max_part）；载入后参数文件在 /sys/module/<模块>/parameters/，可写就直接重定向改（重启失效）。
    • 持久化：建 /etc/modprobe.d/<名>.conf，语法 options <模块> <参数>=<值>（如 options loop max_loop=5）；手动 modprobe loop max_loop=5 不持久。
    • 内核可调项说明文档在 kernel-doc 包：/usr/share/doc/kernel-doc-*/Documentation/...。

4.1 GE（lab: kerneltuning-tunables）

servera 上：用 sysctl 看/改若干参数（vm.swappiness 等）、写 /etc/sysctl.d 自定义 .conf 并 sysctl --system 加载；modinfo 查模块参数、写 /etc/modprobe.d/*.conf；重启/重载验证持久性。

4.2 Selecting a Tuned Profile

  • tuned 服务：RHEL 性能调优服务，按工作负载用profile（档）做调优；可静态也可动态调优：
    • 静态调优：服务启动/切换档时一次性设置预定义 sysctl 与 /sys 参数（不随负载变化）。
    • 动态调优：监视系统活动、按运行时行为持续调整（兼顾性能与省电；性能类档通常禁用动态）。
  • 安装启用：yum install tuned；systemctl enable --now tuned（最小化 RHEL8 默认已装）。
  • 内置档分类与代表（RHEL 建议别改预置档——很多是别档的父档）：
    • 省电类（powersave：USB auto-suspend/WiFi 省电/激进磁盘 spin-down…）
    • 性能类（禁省电机制、提磁盘/网络吞吐、关 transparent huge pages 与 NUMA balancing、CPU governor=performance）
    • 具体档：balanced（默认通用）、desktop、throughput-performance（最大吞吐）、latency-performance（低延迟，静态锁高频防变频抖动）、network-latency（继承 latency-performance+网络低延迟参数）、network-throughput（继承 throughput-performance+加大网络缓冲）、virtual-guest（KVM guest 用）、virtual-host（宿主用）、oracle（继承 throughput-performance，面向 Oracle 负载：vm.swappiness=10、关 THP 等）、cpu-partitioning 等。
  • 管理命令：
tuned-adm list # 列可用档 + 当前档
tuned-adm active # 看当前档
tuned-adm profile latency-performance # 切换档
tuned-adm verify # 校验系统设置与档一致（查 /var/log/tuned/tuned.log）
  • 也可在 GNOME/cockpit 界面改（Settings→Power/Performance Profile）。
  • 档文件布局：预置档在 /usr/lib/tuned/<档名>/tuned.conf；/etc/tuned/ 放自订档、active_profile（当前档名）、tuned-main.conf（动态调优配置）。档内可用 [main]、[sysctl]、[vm]、[disk]（readahead）、[cpu] 等段。
  • ⚠️ blockdev --getss <设备> 可查扇区大小（read_ahead_kb 是 KiB，blockdev 用扇区=512 字节历史惯例，现多更大）。

4.2 GE（lab: kerneltuning-profile）

servera 上列档、切到 throughput-performance/latency-performance 等并 tuned-adm active 确认、用 tuned-adm verify 核对系统与档一致（含 Cockpit 界面路径）。

4.3 Customizing Tuned Profiles

  • 为什么自订：预置档可能随更新变化；独特负载需更细调优。
  • 继承父档：自订目录 /etc/tuned/<名字>/tuned.conf 写 [main] include=<父档>（如继承 network-throughput）。内置档有父子关系树（throughput-performance→network-throughput；balanced→desktop…；custom 可再做孙档）。
  • 插件（plug-in）：tuning 插件调各子系统、monitoring 插件收集数据；常用 tuning 插件：cpu、disk、mount、net、vm、sysctl、script。配置段语法：
[NAME] # 段名唯一；与插件同名时 type 可省，否则 type=必填
type=TYPE
devices=DEVICES  # 逗号分隔列表；支持 * 通配；! 排除；缺省=*（所有设备）
  • 例：[vm] transparent_hugepages=never（关透明大页，经 /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled）；[sysctl] vm.swappiness=10 等。
  • script 插件：[script] script=${i:PROFILE_DIR}/script.sh——脚本模板抄 /usr/lib/tuned/powersave/script.sh、/usr/lib/tuned/sap/script.sh（提供 start()/stop()，停档时还原设置）。${i:PROFILE_DIR} 内建函数返回档所在目录。
  • 验证：tuned-adm verify（"Verification succeeded, current system settings match the preset profile"，日志 /var/log/tuned/tuned.log）。

4.3 GE（lab: kerneltuning-customize）

建自订档继承 throughput-performance，加 sysctl/disk/vm 定制（swappiness、readahead、关 THP），tuned-adm profile 应用 + verify 通过。

Lab 概要（lab: kerneltuning-review）

serverb：装/启 tuned；选 latency-performance 或按要求档；建自订档继承之并加 vm/disk 参数（dirty_ratio 等）；verify + 评分 lab grade kerneltuning-review。

命令速查表

| 用途 | 命令 | | 读写内核参数 | sysctl -a；sysctl -n <key>；sysctl -w <key>=<值> | | 持久化 sysctl | /etc/sysctl.d/<名>.conf（重载 sysctl --system） | | 模块参数 | modinfo -p <模块>；cat /sys/module/<m>/parameters/<p>；modprobe <m> <p>=<值> | | 持久化模块参数 | /etc/modprobe.d/<名>.conf：options <模块> <p>=<值> | | tuned 管理 | yum install tuned；systemctl enable --now tuned；tuned-adm list\|active\|profile <档>\|verify | | 档目录 | /usr/lib/tuned/<档>/tuned.conf（内置）；/etc/tuned/<档>/tuned.conf（自订） | | 实验/评分 | lab start kerneltuning-tunables\|kerneltuning-profile\|kerneltuning-customize\|kerneltuning-review；lab grade kerneltuning-review |

词汇表

英文中文速记
proc pseudo file system/proc 伪文件系统内核数据结构接口
tunable可调参数改内存，重启失效
sysctl内核参数工具-w 改、/etc/sysctl.d 持久
sysfs (/sys)设备/模块信息模块参数在 /sys/module
modprobe.d模块参数持久化options 模块 参数=值
tuned / tuned-adm调优服务/管理命令profile 档、verify
static/dynamic tuning静态/动态调优一次性设置 vs 按负载持续调
profile inheritance档继承[main] include=父档
tuning plug-in调优插件cpu/disk/net/vm/sysctl/script
transparent huge pages透明大页性能档常关闭（[vm]）
readahead预读disk 插件参数（read_ahead_kb）

自测 10 题

  1. 改 /proc/sys 文件会持久吗？（不会，只改内存，重启还原）
  2. 持久化内核参数放哪？（/etc/sysctl.d/*.conf；别改 /usr/lib/sysctl.d）
  3. sysctl -w 与 -n 区别？（-w 写、-n 只打值）
  4. /sys 与 /proc 什么关系？（/sys 从 /proc 分离，管设备/模块参数）
  5. 模块参数怎么持久化？（/etc/modprobe.d/*.conf：options 模块 参数=值）
  6. 静态与动态调优区别？（静态一次性设参数；动态监控负载持续调，性能档禁用）
  7. 低延迟/最大吞吐档名？（latency-performance / throughput-performance；网络版 network-latency/network-throughput）
  8. 自订档怎么继承？（/etc/tuned/<名>/tuned.conf 的 [main] include=父档）
  9. 档配置里 [vm] transparent_hugepages=never 改哪个文件？（/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled）
  10. 怎么确认系统实际设置与档一致？（tuned-adm verify，日志 /var/log/tuned/tuned.log）