[Nutanix]Linuxのベストプラクティスを整理～その１

はじめに

参考に掲載させていただいているドキュメントで、主にAHVでLinux OSを利用したVMを使用する場合のベストプラクティスが載っています。今回は、管理人の勉強を兼ねて整理したものを紹介します。

ボリュームの関係で2つの記事に分けております。

“This best practice guide provides the recommended settings for Nutanix AHV clusters and Linux operating systems, including Oracle Linux and Red Hat Enterprise Linux. It covers vDisk (LUN) configuration and settings, Logical Volume Manager (LVM) configuration, file system settings for ext4 and XFS, and kernel parameters. Most of the recommendations in this guide also apply to other hypervisor environments on Nutanix”

概要

主にストレージに関する設定について述べられています。

ストレージコンテナの設定
カーネルパラメータの設定
Native vDiskもしくはVolume Groupの利用判断基準
Volume Groupを利用する場合のiSCSIパラメータ設定
LVMの作成方法（ストライピングを含む）
主要なファイルシステムのマウントオプション
デバイスの最適化設定

※青字がこの記事の対象。

お断り

本記事の説明には、Microsoft Copilotを使用しております。

Nutanixの分散ストレージ

最低3ノード構成、replication factorは最低でも2を使用。ノード障害時のデータ損失を防止するため。
圧縮は有効。
重複排除は無効化。
イレイジャーコーディング(EC-X)は無効化。

余談となりますが、重複排除を有効化するシチュエーションをNutanixのドキュメントでみたことがありません。

カーネル

vm.overcommit_memory=１

【説明】
vm.overcommit_memory は、Linuxカーネルの仮想メモリ管理に関する設定パラメータです。
このパラメータは、メモリのオーバーコミットをどのように扱うかを決定します。
オーバーコミットとは、システムが実際に利用可能な物理メモリよりも多くのメモリをプロセスに割り当てることを指します。
vm.overcommit_memory の設定値は以下の通りです
• 0: デフォルト設定。カーネルはメモリの割り当て要求が現在のメモリ量（物理メモリ + スワップ）に収まるかどうかをチェックし、大きな要求のみを拒否します。つまり、ある程度のオーバーコミットを許可します。
• 1: カーネルはメモリのオーバーコミットを制御しません。これにより、メモリ集中型タスクのパフォーマンスが向上しますが、メモリがオーバーロードする可能性が高まります。
• 2: カーネルは、利用可能なスワップ領域の合計と vm.overcommit_ratio で指定される物理RAMの割合以上のメモリ要求を拒否します。これにより、メモリのオーバーコミットのリスクが軽減されますが、物理メモリよりも大きいスワップ領域があるシステムのみに推奨されます。

この設定により、システムのメモリ管理の挙動を調整し、パフォーマンスと堅牢性のバランスを取ることができます。
たとえば、以下のように設定できます:
bash
sudo sysctl -w vm.overcommit_memory=1
※一時的に適用する場合

vm.dirty_background_ratio=5

【説明】
vm.dirty_background_ratio は、Linuxカーネルの仮想メモリ管理に関する設定パラメータの一つで、バックグラウンドでのディスク書き込みのスケジュールを制御します。
このパラメータは、システムの総メモリの何パーセントが「dirty」状態、つまりディスクへの書き込みが未完了のデータとして扱われるかを指定します。
vm.dirty_background_ratioの設定値は、次のように解釈されます：
• 値が大きいほど、多くのメモリがディスクへの書き込みを待つことができます。この場合、ディスクへの書き込みが行われる頻度が減るため、システムのパフォーマンスが向上する可能性がありますが、突然の電源断やシステム障害時にデータが失われるリスクが高まります。
• 値が小さいほど、ディスクへの書き込みが頻繁に行われます。これにより、データの安全性が向上しますが、ディスクI/O操作が増えるため、システムのパフォーマンスが低下する可能性があります。
このパラメータを調整することで、データの安全性とシステムのパフォーマンスのバランスを取ることができます。具体的な値は、システムの用途やハードウェア構成によって異なるため、最適な値を見つけるためにテストが必要です。

たとえば、以下のように設定できます:
bash
sudo sysctl -w vm.dirty_background_ratio=10
※一時的に適用する場合
これは、バックグラウンドのディスク書き込みが総メモリの10%に達した時点で実行されることを意味します。

vm.dirty_ratio=15

【説明】
vm.dirty_ratio は、Linuxカーネルの仮想メモリ管理に関する設定パラメータで、システムの総メモリの何パーセントが「dirty」状態、つまりディスクへの書き込みが未完了のデータとして扱われるかを指定します。
このパラメータは、バックグラウンドとフォアグラウンドでのディスク書き込みのスケジュールを制御します。
具体的な意味としては以下の通りです：
• vm.dirty_ratio は、システムの総メモリの何パーセントが「dirty」状態であるかを設定します。この値を超えた場合、カーネルはすべての書き込み操作を強制的にディスクにフラッシュします。
設定値が大きい場合、メモリに未書き込みのデータが多く残るため、ディスクへの書き込み頻度が減りますが、突然の電源断やシステム障害時のデータ損失リスクが高まります。
設定値が小さい場合、ディスクへの書き込みが頻繁に行われるため、データの安全性が向上しますが、ディスクI/O操作が増え、システムのパフォーマンスが低下する可能性があります。

以下は例です：
bash
sudo sysctl -w vm.dirty_ratio=15
※一時的に適用する場合
この設定により、システムの総メモリの15%が未書き込みのデータ状態に達した時点で、カーネルはすべての書き込み操作をディスクにフラッシュします。

vm.dirty_expire_centisecs=500

【説明】
vm.dirty_expire_centisecs は、Linuxカーネルの仮想メモリ管理に関連する設定パラメータで、「dirty」状態のデータがどのくらいの時間メモリに保持されるかを決定します。
このパラメータは、ディスクへの書き込みが完了していないデータがメモリ内にとどまる最大期間を指定します。
設定値は、100分の1秒（センチ秒）単位で指定されます。
たとえば、設定値が3000の場合、これは30秒を意味します。
具体的な意味は以下の通りです：
• 値が大きい: データはより長い時間メモリにとどまります。これにより、ディスクI/O操作が減少し、システムパフォーマンスが向上する可能性がありますが、データが長時間ディスクに書き込まれないため、データ損失のリスクが高まります。
• 値が小さい: データはすぐにディスクに書き込まれます。これにより、データの安全性が向上しますが、頻繁なディスクI/O操作によってシステムパフォーマンスが低下する可能性があります。

以下の例では、データがメモリ内に保持される最大期間を60秒に設定します：
bash
sudo sysctl -w vm.dirty_expire_centisecs=6000
※一時的に適用する場合
これにより、ディスクへの書き込みが未完了のデータは60秒間メモリ内に保持され、その後ディスクにフラッシュされます。

vm.dirty_writeback_centisecs=100

【説明】
vm.dirty_writeback_centisecs は、Linuxカーネルの仮想メモリ管理に関する設定パラメータで、バックグラウンドでのディスク書き込みの頻度を制御します。
このパラメータは、ディスクへのバックグラウンド書き込みプロセスが実行される間隔を100分の1秒（センチ秒）単位で指定します。
具体的な意味は以下の通りです：
• 値が小さい: より頻繁にバックグラウンド書き込みプロセスが実行されるため、データがより迅速にディスクにフラッシュされますが、ディスクI/O操作が増え、システムのパフォーマンスが低下する可能性があります。
• 値が大きい: バックグラウンド書き込みプロセスの間隔が長くなるため、ディスクI/O操作が減り、システムのパフォーマンスが向上する可能性がありますが、データが長時間メモリにとどまり、突然の電源断やシステム障害時のデータ損失リスクが高まります。

以下の例では、バックグラウンド書き込みプロセスの間隔を5秒に設定します：
bash
sudo sysctl -w vm.dirty_writeback_centisecs=500
※一時的に適用する場合
この設定により、バックグラウンド書き込みプロセスが5秒ごとに実行されます。

vm.swappiness=0

【説明】
vm.swappiness は、Linuxカーネルの仮想メモリ管理に関連するパラメータで、システムが物理メモリをスワップ領域にどの程度積極的に移動させるかを制御します。
スワップは、RAM（物理メモリ）が不足したときに使用されるディスク領域です。
具体的には、vm.swappiness の値は以下のように解釈されます：
• 値が大きい (デフォルトは60): カーネルはメモリページをディスクのスワップ領域により積極的に移動させます。これにより、物理メモリの使用が少なくなり、他のプロセスに多くのメモリが割り当てられる可能性がありますが、ディスクI/O操作が増えるため、パフォーマンスが低下する場合があります。
• 値が小さい: カーネルはスワップをあまり積極的に使用しません。これにより、物理メモリが優先的に使用されるため、システムのパフォーマンスが向上しますが、物理メモリが枯渇するリスクが高まります。

たとえば、以下のコマンドでスワップネスの値を設定することができます：
bash
sudo sysctl -w vm.swappiness=30
※一時的に適用する場合
この設定により、カーネルは物理メモリをより積極的に使用し、スワップの利用を減らします。

永続的に設定を反映させるには次のフローが必要となります。

sysctl.confに既に紹介したパラメータを追加して保存

bash
sudo vi /etc/sysctl.conf

設定を再読み込みします。

sudo sysctl -p

確認コマンド

sysctl vm.overcommit_memory
sysctl vm.dirty_background_ratio
sysctl vm.dirty_ratio
sysctl vm.dirty_expire_centisecs
sysctl vm.dirty_writeback_centisecs
sysctl vm.swappiness