由于OpenStack Kilo增加很多针对NUMA体系结构的增强功能，所以又重新温习了下NUMA相关的知识，简单做个笔记。
1. NUMA的几个概念（Node，socket，core，thread）
对于socket，core和thread会有不少文章介绍，这里简单说一下，具体参见下图：
一句话总结：socket就是主板上的CPU插槽; Core就是socket里独立的一组程序执行的硬件单元，比如寄存器，计算单元等; Thread：就是超线程hyperthread的概念，逻辑的执行单元，独立的执行上下文，但是共享core内的寄存器和计算单元。
NUMA体系结构中多了Node的概念，这个概念其实是用来解决core的分组的问题，具体参见下图来理解（图中的OS
CPU可以理解thread，那么core就没有在图中画出），从图中可以看出每个Socket里有两个node，共有4个socket，每个
socket 2个node，每个node中有8个thread，总共4（Socket）× 2（Node）× 8 （4core × 2
Thread） = 64个thread。
另外每个node有自己的内部CPU，总线和内存，同时还可以访问其他node内的内存，NUMA的最大的优势就是可以方便的增加CPU的数量，因为
Node内有自己内部总线，所以增加CPU数量可以通过增加Node的数目来实现，如果单纯的增加CPU的数量，会对总线造成很大的压力，所以UMA结构
不可能支持很多的核。
《此图出自：NUMA Best Practices for Dell PowerEdge 12th Generation Servers》
根据上面提到的，由于每个node内部有自己的CPU总线和内存，所以如果一个虚拟机的vCPU跨不同的Node的话，就会导致一个node中的CPU去
访问另外一个node中的内存的情况，这就导致内存访问延迟的增加。在有些特殊场景下，比如NFV环境中，对性能有比较高的要求，就非常需要同一个虚拟机
的vCPU尽量被分配到同一个Node中的pCPU上，所以在OpenStack的Kilo版本中增加了基于NUMA感知的虚拟机调度的特性。
（OpenStack Kilo中NFV相关的功能具体参见：《OpenStack Kilo新特性解读和分析（1）》）
2. 如何查看机器的NUMA拓扑结构
比较常用的命令就是lscpu，具体输出如下：
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dylan@hp3000:~$ lscpu
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Architecture: x86_64
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CPU op-mode(s): 32-bit, 64-bit
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Byte Order: Little Endian
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CPU(s): 48 //共有48个逻辑CPU（threads）
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On-line CPU(s) list: 0-47
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Thread(s) per core: 2 //每个core有2个threads
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Core(s) per socket: 6 //每个socket有6个cores
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Socket(s): 4 //共有4个sockets
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NUMA node(s): 4 //共有4个NUMA nodes
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Vendor ID: GenuineIntel
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CPU family: 6
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Model: 45
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Stepping: 7
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CPU MHz: 1200.000
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BogoMIPS: 4790.83
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Virtualization: VT-x
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L1d cache: 32K //L1 data cache 32k
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L1i cache: 32K //L1 instruction cache 32k （牛x机器表现，冯诺依曼+哈弗体系结构）
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L2 cache: 256K
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L3 cache: 15360K
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NUMA node0 CPU(s): 0-5,24-29
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NUMA node1 CPU(s): 6-11,30-35
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NUMA node2 CPU(s): 12-17,36-41
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NUMA node3 CPU(s): 18-23,42-47
从上图输出，可以看出当前机器有4个sockets，每个
sockets包含1个numa node，每个numa
node中有6个cores，每个cores包含2个thread，所以总的threads数
量=4（sockets）×1（node）×6（cores）×2（threads）=48.
另外，也可以通过下面的脚本来打印出当前机器的socket，core和thread的数量。
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#!/bin/bash
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# Simple print cpu topology
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# Author: kodango
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function get_nr_processor()
-
{
-
grep ‘^processor‘ /proc/cpuinfo | wc -l
-
}
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function get_nr_socket()
-
{
-
grep ‘physical id‘ /proc/cpuinfo | awk -F: ‘{
-
print $2 | "sort -un"}‘ | wc -l
-
}
-
-
function get_nr_siblings()
-
{
-
grep ‘siblings‘ /proc/cpuinfo | awk -F: ‘{
-
print $2 | "sort -un"}‘
-
}
-
-
function get_nr_cores_of_socket()
-
{
-
grep ‘cpu cores‘ /proc/cpuinfo | awk -F: ‘{
-
print $2 | "sort -un"}‘
-
}
-
-
echo ‘===== CPU Topology Table =====‘
-
echo
-
-
echo ‘+--------------+---------+-----------+‘
-
echo ‘| Processor ID | Core ID | Socket ID |‘
-
echo ‘+--------------+---------+-----------+‘
-
-
while read line; do
-
if [ -z "$line" ]; then
-
printf ‘| %-12s | %-7s | %-9s |\n‘ $p_id $c_id $s_id
-
echo ‘+--------------+---------+-----------+‘
-
continue
-
fi
-
-
if echo "$line" | grep -q "^processor"; then
-
p_id=`echo "$line" | awk -F: ‘{print $2}‘ | tr -d ‘ ‘`
-
fi
-
-
if echo "$line" | grep -q "^core id"; then
-
c_id=`echo "$line" | awk -F: ‘{print $2}‘ | tr -d ‘ ‘`
-
fi
-
-
if echo "$line" | grep -q "^physical id"; then
-
s_id=`echo "$line" | awk -F: ‘{print $2}‘ | tr -d ‘ ‘`
-
fi
-
done < /proc/cpuinfo
-
-
echo
-
-
awk -F: ‘{
-
if ($1 ~ /processor/) {
-
gsub(/ /,"",$2);
-
p_id=$2;
-
} else if ($1 ~ /physical id/){
-
gsub(/ /,"",$2);
-
s_id=$2;
-
arr[s_id]=arr[s_id] " " p_id
-
}
-
}
-
-
END{
-
for (i in arr)
-
printf "Socket %s:%s\n", i, arr[i];
-
}‘ /proc/cpuinfo
-
-
echo
-
echo ‘===== CPU Info Summary =====‘
-
echo
-
-
nr_processor=`get_nr_processor`
-
echo "Logical processors: $nr_processor"
-
-
nr_socket=`get_nr_socket`
-
echo "Physical socket: $nr_socket"
-
-
nr_siblings=`get_nr_siblings`
-
echo "Siblings in one socket: $nr_siblings"
-
-
nr_cores=`get_nr_cores_of_socket`
-
echo "Cores in one socket: $nr_cores"
-
-
let nr_cores*=nr_socket
-
echo "Cores in total: $nr_cores"
-
-
if [ "$nr_cores" = "$nr_processor" ]; then
-
echo "Hyper-Threading: off"
-
else
-
echo "Hyper-Threading: on"
-
fi
-
-
echo
-
echo ‘===== END =====‘
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email: ustc.dylan@gmail.com
微博：@Marshal-Liu
NUMA体系结构详解
原文：http://blog.chinaunix.net/uid-20940095-id-5024435.html
