​​Как на самом деле работает KSM sharing, ожидание и реальность.

Сегодня с коллегой решали одну задачу, а именно уплотнение количества виртуальных машин на нодах. Временно понадобилось увеличить количество работающих виртуалок практически на половину, при условии использования наличных ресурсов.

Такая задача поставлена была не спроста, потому как уплотнение нужно на небольшой переходный период по переносу рабочей нагрузки со старых виртуалок на новые с последующим выводом старых из эксплуатации. После чего свободных ресурсов окажется снова более чем достаточно.

При расчетах исходили из того, что в среднем одна нода имеет 16 ГБ оперативной памяти и 6 виртуальных машин с потреблением ОЗУ примерно на уровне 10 ГБ. Все виртуальные машины однотипны.

Таким образом максимально мы можем поместить на ноду 9 виртуальных машин и память закончится, но у нас есть KSM sharing, и мы на него рассчитывали.

Сразу скажем – он не подвел и при запущенных 9 виртуальных машинах потребление памяти не превысило 12 ГБ при уплотненном объеме в районе 3 ГБ.

Результат неплохой, полностью соответствующий ожиданиям, но наш коллега остался несколько разочарованным. О чем мы его прямо и спросили.

Как выяснилось, он ожидал, что KSM sharing как сейчас все оптимизирует, да как все освободит, ну даром что ли у нас 9 одинаковых виртуалок. А он всего лишь поджал память к лимитам.

И это достаточно распространенные ожидания, которые не оправдываются реальной работой технологии. Но на самом деле все работает именно так, как задумывается.

Начнем с того, что свободная память – это не самоцель, а ресурс, который мы должны использовать наиболее выгодно. Уплотненная память ресурс гораздо более дорогой, чем обычная и если можно память не уплотнять, то уплотнять ее не нужно. ‼️

Поэтому KSM включается по умолчанию достаточно поздно, при превышении порога занятой памяти в 80%. Это некоторый критический порог, за которым начнется конкуренция за свободную память между приложениями и буферами / кешем, что ни к чему хорошему с точки зрения производительности и стабильности не приведет.
Поэтому система начинает уплотнять память, но делать это грамотно, стараясь использовать уплотненную память по минимуму.

При превышении заданного порога система добавляет к уплотнению некоторое количество страниц, добиваясь возвращения потребления памяти к заданному порогу. Если после этого свободной памяти окажется больше, то из уплотнения будет вычтено некоторое количество страниц.

При повторном превышении снова будут добавлены страницы, при понижении вычтены и через некоторое время система придет в некоторое положение равновесия, когда уплотнено будет ровно столько страниц, сколько нужно для удержания количества свободной памяти рядом с установленным порогом или чуть ниже.

Потому как нет смысла загонять процессы в уплотненную и дорогую память ради выделения неиспользуемой дешевой. Это глупое разбазаривание ценного ресурса, память должна работать.

И настройки KSM по умолчанию неплохо соответствуют этой парадигме. При желании изменить такое поведение и покрутить руками можете воспользоваться нашими рекомендациями из статьи:

https://interface31.ru/tech_it/2022/07/nastraivaem-ispolzovanie-ram-pri-rabote-s-zfs-v-proxmox-ve.html

Но будьте благоразумны и не один раз подумайте, а для чего вам свободная оперативная память.

А реальную работу KSM sharing можно посмотреть на скриншоте ниже, где видно как по мере ввода новой рабочей нагрузки производилась оптимизация и подбор количества уплотняемых страниц и как этот процесс стабилизировался на отметке близкой к порогу.