क्लाउड में लेखांकन प्रोसेसर समय के बारे में

लॉन्च के बाद, मुझे इस बारे में कई सवाल मिले कि वास्तव में क्लाउड में संसाधनों को कैसे ध्यान में रखा जाता है। कुछ सहज रूप से समझते हैं कि "प्रोसेसर समय का घंटा" क्या है, लेकिन ऐसे लोग हैं जो एक विस्तृत विवरण चाहते हैं। चूंकि सामान्य घोषणा में विस्तृत स्पष्टीकरण में बहुत अधिक स्थान होगा, इसलिए मैंने इसे एक अलग विषय में रखा। उसी समय, यह प्रारूप हमें और अधिक विस्तार से वर्णन करने की अनुमति देगा कि एक्सएन और वर्चुअल मशीन कैसे बातचीत करते हैं। इस पाठ का स्तर नॉन-फिक्शन है, अर्थात मैं रिंग बफ़र्स, भ्रामक घटनाओं, "क्रेडिट प्लानर" इत्यादि के जंगल में नहीं जाऊंगा, इसके बजाय, मैं मानव भाषा के बारे में बात करने की कोशिश करूंगा कि हाइपरविलास गेस्ट मशीन को कैसे नियंत्रित करता है।





प्रोसेसर समय क्या है? सबसे पहले हम इसे और अधिक परिचित "मशीन समय" कहना चाहते थे, सौभाग्य से, इस तरह के शब्द का उपयोग मेनफ्रेम के समय में किया गया था, जब मशीन के समय को अलग करने का विचार सिर्फ पैदा हुआ था, लेकिन समय में बंद हो गया। उन वर्षों के मशीन समय का मतलब उन सभी संसाधनों से था जो मशीन द्वारा उपयोग किए जाते थे, और हमारे मामले में हम प्रोसेसर के बारे में बात कर रहे हैं, क्योंकि प्रत्येक सीमित संसाधन को अलग से ध्यान में रखा जाता है।



तो, "प्रोसेसर समय" क्या है और यह कैसे पता लगा सकता है कि एक आभासी मशीन में दिन में 4 घंटे और दूसरी हवाओं में 30 "घंटे" दस घंटे हैं?



Selectel क्लाउड, Xen या बल्कि, Xen Cloud प्लेटफ़ॉर्म चला रहा है, जिसमें Xen हाइपरविज़र के रूप में कार्य करता है।



Xen में एक डोमेन प्लानर की अवधारणा है। डोमेन और वर्चुअल मशीन के बीच अंतर को छोड़कर (डोमेन विशिष्ट वर्चुअल मशीन है, जब वर्चुअल मशीन रिबूट होती है, तो वर्चुअल मशीन बंद होने पर एक नया डोमेन निकलता है। कोई डोमेन नहीं है, लेकिन मशीन ही है), हम मान सकते हैं कि यह वर्चुअल मशीन का एक शेड्यूलर है। जो लोग आधुनिक ओएस के संचालन से परिचित हैं, वे शायद पहले से ही अनुमान लगा चुके हैं कि डोमेन शेड्यूलर इन बेहद आधुनिक ओएस में प्रक्रिया अनुसूचक के समान संदिग्ध है।



वर्चुअल मशीन कैसा दिखता है?



एक घटना होती है: एक नेटवर्क पैकेट आता है, एक टाइमर ट्रिगर होता है, एक रीसेट सिग्नल, आदि। ज़ेन प्रोसेसर प्रोसेसर को वर्चुअल मशीन को निष्पादित करना शुरू करने का निर्देश देता है (अधिक सटीक रूप से, डोमेन, लेकिन इस स्पष्टीकरण के भीतर हम इन अवधारणाओं को समतुल्य मानेंगे)। वर्चुअल मशीन का कोर उस घटना को संसाधित करता है जो इसे जगाने का कारण बनता है। यदि आवश्यक हो, तो यह उपयोगकर्ता प्रक्रियाओं को आमंत्रित करता है। प्रक्रियाएं अपना काम करती हैं और कोर से कहती हैं "सब कुछ किया जाता है।" कर्नेल अपने सवालों को समझता है और हाइपरविजर (एक्सईएन) को भी बताता है - "यह वही है, मैं कर रहा हूं।" उसके बाद, Xen मशीन के निष्पादन को रोक देता है । वह सिर्फ शब्द के शाब्दिक अर्थ में कुछ नहीं करता है। जब तक कोई नई घटना नहीं होती तब तक मशीन इस स्थिति में रहती है।



आधुनिक मशीनों में, ये घटनाएं जबरदस्त गति से होती हैं - उदाहरण के लिए, यदि आप 5 एमबी / एस की गति से एक फ़ाइल डाउनलोड करते हैं, तो यह (1,500 बाइट्स के पैकेट के आकार के साथ) प्रति सेकंड 3,000 पैकेट से अधिक है। प्रत्येक पैकेज एक अलग रुकावट है (अधिक सटीक रूप से, एक्सएन में सब कुछ पेचीदा है, कई कॉल एक में संयुक्त हैं, इसलिए कभी-कभी आभासी मशीन नंगे धातु की तुलना में थोड़ी तेज होती है)। और ऐसी हर घटना एक मशीन जागरण है। लेकिन आधुनिक प्रोसेसर की गति ऐसी है कि इस तरह के प्रत्येक कॉल के बाद, वर्चुअल मशीन कोर और प्रक्रियाएं (उदाहरण के लिए, अपाचे या नगीनेक्स) बाहर काम करने और सो जाने का प्रबंधन करती हैं। 5 एमबी / एस स्टैटिक्स रिटर्न बहुत कम भार है, एक प्रोसेसर कोर का लगभग 1-2%, इसलिए, इस तथ्य के बावजूद कि घटनाएं 300 माइक्रोसेकंड के अंतराल के साथ होती हैं, वर्चुअल मशीन 3-6 माइक्रोसेकंड में प्रक्रिया करती है और शेष 294- 296 माइक्रोसेकंड हाइपरवाइजर को "मैं सब हूँ" बताने और सो जाने का प्रबंधन करता है। और माइक्रोसेकंड के बाद फिर से जागते हैं, बाहर काम करते हैं और फिर से सो जाते हैं। और यह पता चला है कि आभासी मशीन ज्यादातर समय सोती है।



ये ठीक उसी समय के बिंदु हैं जब वर्चुअल मशीन चल रही है और "प्रोसेसर टाइम" है।



एक विचारशील पाठक पूछ सकता है - क्या होगा यदि वर्चुअल मशीन "मैं सब कुछ नहीं हूं" कहूं? यदि हमारे पास विंडोज 3.11 था, जहां सहकारी मल्टीटास्किंग थी , तो इससे इस तथ्य को बढ़ावा मिलेगा कि बाकी को अपना समय नहीं मिलेगा। लेकिन एक्सएम प्रीमेप्टिव मल्टीटास्किंग का उपयोग करता है - और एक आभासी मशीन जो बहुत उत्सुकता से चलती है, बस निलंबित हो जाएगी। अनिवार्य। और फिर जारी रहा।



आमतौर पर, यह स्थिति तब होती है जब प्रोसेसर समय की कमी होती है, और एक्सईएन के लेखकों ने निष्पक्ष अनुसूचियों को विकसित करने में हजारों घंटे बिताए हैं, जो प्रोसेसर की भीड़ की स्थिति में, समय के वितरण की समस्या को हल करते हैं ताकि हर कोई कम या ज्यादा समान रूप से काम करना जारी रखे।



हालांकि, आधुनिक होस्टिंग की वास्तविक स्थितियों में, प्रोसेसर की गति इतनी अधिक है कि प्रोसेसर कम से कम मांग और सबसे निष्क्रिय संसाधन है और 99% मामलों में संसाधनों की कोई प्रतिस्पर्धा नहीं है।



CPU समय वह समय है जिसके दौरान वर्चुअल मशीन चल रही है। यदि वह प्रति घंटे 2s काम करती है, तो ऐसा है। अगर 40 मिनट - तो चालीस मिनट। सीपीयू समय का घड़ी पर "वास्तविक" समय से कोई लेना-देना नहीं है। चूंकि Xen आभासी मशीनों की आज्ञा देता है, इसलिए Xen को पता है कि प्रत्येक मशीन ने नैनोसेकंड तक कितना समय काम किया है। हम इस मान को माइक्रोसेकंड के लिए गोल करते हैं (int64 के साथ समस्या से बचने के लिए), और बिलिंग में केवल पूर्ण सेकंड रिकॉर्ड किए जाते हैं (भिन्नात्मक भाग तब तक जमा होता है जब तक कि यह एक दूसरे के लिए नहीं चलता)। प्रोसेसर समय के लिए पैसा डेबिट किया जाता है जैसे ही यह कम से कम 1 कोपेक (वर्तमान में 36 सेकंड) चलता है। तुलना के लिए, वर्चुअल मशीन को लोड करना लगभग 3-6 सेकंड के मशीन समय को खाता है, और यह डोमेन के जीवन चक्र में सबसे "महंगा" ऑपरेशन है।



एक और महत्वपूर्ण विवरण मल्टीप्रोसेसिंग है। कई प्रोसेसर कोर वास्तव में स्वतंत्र प्रोसेसर हैं। और वे समानांतर में काम कर सकते हैं। मान लें कि हम कई उपयोगकर्ताओं को 5MB / s देते हैं। किसी समय में, हमें पुराने को भेजने से पहले एक नया पैकेट भेजना चाहिए (उदाहरण के लिए, 0.5 माइक्रोसेकंड का एक अंतराल बीत चुका है)। यदि हमारे पास एक प्रोसेसर है, तो यह अनुरोध कतार में होगा और पहले के बाद संसाधित किया जाएगा। लेकिन अगर कई प्रोसेसर हैं, तो अनुरोध पहले मुक्त कर्नेल द्वारा संसाधित किया जाएगा, भले ही उन पर कब्जा कर लिया गया हो।



यदि लोड अधिक है, तो यह पता चलता है कि कई प्रोसेसर एक साथ काम कर रहे हैं। इस स्थिति में, उनमें से प्रत्येक कार्य करता है, और प्रोसेसर समय जोड़ा जाता है। दो एक साथ लोड किए गए कोर - 2 एस मशीन समय प्रति सेकंड। आठ आठ हैं। हालांकि वास्तव में यह आमतौर पर पता चलता है कि कई गुठली पर कब्जा कर लिया जाता है, लेकिन पूरी तरह से नहीं, अर्थात्, कुछ पल में 2 गुठली काम करते हैं, कुछ में 3, और कुछ पल में - उनमें से एक नहीं। तो हजारों ग्राहकों की सेवा करने वाली 8-कोर मशीन पर प्रति घंटे 10 मिनट का प्रोसेसर समय देखना संभव है।



यदि मशीन पर लोड 100% से कम है (अर्थात, यह प्रति घंटे प्रोसेसर समय के एक घंटे से कम की खपत करता है), तो, औपचारिक रूप से, हम खुद को एक कोर तक सीमित कर सकते हैं।



लेकिन, याद रखें कि मैंने एक साथ ग्राहक सेवा के बारे में क्या कहा था? कई कोर अनुरोधों को अधिक से अधिक "जवाबदेही" प्रदान करते हैं, हालांकि शायद एक कोर ने काफी अच्छा किया होगा, हालांकि प्रतिक्रिया समय बढ़ाने के अनुरोध पर लागत।



वैसे, यह उत्तर और एक और सवाल है: क्या कोर की संख्या खर्च किए गए सीपीयू समय को प्रभावित करती है? जवाब नहीं है, अगर ये कोर निष्क्रिय हैं, तो प्रोसेसर समय का उपयोग नहीं किया जाता है। बड़ी संख्या में कोर केवल कई क्लाइंट से एक साथ अनुरोधों की सर्विसिंग में देरी को कम करते हैं।



"समय देता है" की अवधारणाओं को समझने के तरीके के बारे में थोड़ा और बाद में, "समय आवंटित करता है।" प्रोसेसर लोहे का एक सिलिकॉन और बेवकूफ टुकड़ा है। वह सब जो प्रोसेसर कर सकता है वह कोड निष्पादित करता है (ठीक है, बीच में रोकना)। और प्रोसेसर वास्तव में "वर्चुअल मशीन डोमेन", या नाराज पक्षियों की एक प्रतिलिपि की समझ में नहीं आता है। इस प्रकार, "डोमेन", "हाइपरविजर" की अवधारणा कुछ मायने में एक सम्मेलन है। जब हम कहते हैं कि "वर्चुअल मशीन 10 एमएस चल रही थी", तो हम वास्तव में वाक्यांश "प्रोसेसर वर्चुअल मशीन 10 एमएस के कोड निष्पादित" का मतलब है। जब हम कहते हैं कि "हाइपरविजर ने वर्चुअल मशीन को सुपरसीड किया है", तो हमारा वास्तव में मतलब है "टाइमर को बाधित करके, प्रोसेसर ने टाइम काउंटर को अपडेट किया, प्रक्रिया के संदर्भ को बचाया, और टाइमर को बाधित करने की तुलना में एक अलग स्थान पर नियंत्रण स्थानांतरित किया"। किसी वस्तु का ऐसा अनुवाद (कोड) जिस विषय में कार्य करने की क्षमता के साथ स्पष्टीकरण को बहुत सरल करता है - प्रत्येक कार्यक्रम में एक व्यवहार एल्गोरिथ्म होता है, और यह कहना आसान होता है कि "प्रोग्राम इस तरह से व्यवहार करता है", इसके बजाय "प्रोसेसर," प्रोग्राम को निष्पादित कर रहा है। यह और वह करता है। ”



अब थोड़ा कितना खाती है। लेख की शुरुआत में एक बहुत व्यस्त सर्वर का एक ग्राफ है जो पूरी कंपनी के कॉल, वेब सर्वर, राउटर्स से सांख्यिकी संग्रह आदि के साथ तारांकन करता है। नीचे प्रति दिन लगभग 5,000 अद्वितीय आगंतुकों के साथ एक साइट है। यह इस सवाल का है कि क्या प्रोसेसर आधुनिक सर्वर अनुप्रयोगों का उपयोग करता है (ग्राफ़ पर सियान एक निष्क्रिय प्रोसेसर है)।