Solucionar problemas de rendimiento de instancias de computación

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En este documento se explica cómo diagnosticar y mitigar los problemas de rendimiento de la CPU, la memoria y el almacenamiento en las instancias de máquina virtual (VM) y de hardware desnudo de Compute Engine.

Antes de empezar

• Instala el agente de operaciones para ver las métricas de rendimiento completas de la instancia, como la utilización de memoria y espacio en disco.

Ver métricas de rendimiento

Para ver las métricas de rendimiento de tus instancias de proceso, usa las métricas de observabilidad de Cloud Monitoring disponibles en la Google Cloud consola.

1. En la consola de Google Cloud , ve a la página Instancias de VM.

   Ir a Instancias de VM

2. Puede ver las métricas de instancias concretas o de las cinco instancias que consumen la mayor cantidad de un recurso.

   Para ver las métricas de instancias concretas, haz lo siguiente:

   1. Haga clic en el nombre de la instancia de la que quiera ver las métricas de rendimiento. Se abrirá la página Detalles de la instancia.

   2. Haga clic en la pestaña Observabilidad para abrir la página Resumen de Observabilidad.

   Para ver las métricas de las cinco instancias que consumen la mayor cantidad de un recurso, haga clic en la pestaña Observabilidad de la página Instancias de VM.

3. Consulta las métricas de rendimiento de la instancia. Consulta las secciones Resumen, CPU, Memoria, Red y Disco para ver métricas detalladas sobre cada tema. Estas son las métricas clave que indican el rendimiento de la instancia:

   • En la página Vista general:

     • Uso de CPU. El porcentaje de CPU que ha usado la instancia.

     • Uso de memoria. Porcentaje de memoria usada por la instancia, sin incluir las cachés de disco. En el caso de las instancias que usan un SO Linux, también se excluye la memoria del kernel.

     • Tráfico de red. La tasa media de bytes enviados y recibidos en intervalos de un minuto.

     • Nuevas conexiones con VMs/External/Google. Número estimado de flujos TCP/UDP distintos en un minuto, agrupados por tipo de peer.

     • Rendimiento del disco. Tasa media de bytes escritos y leídos de los discos.

     • IOPS del disco. La tasa media de operaciones de lectura y escritura de E/S en discos.

   • En la página Resumen de la red:

     • Enviado a VMs/External/Google. La tasa de tráfico de red enviada a servicios, instancias y destinos externos de Google, basada en una muestra de paquetes. La métrica se escala de forma que la suma coincida con el tráfico de red total enviado.

     • Recibido de VMs/External/Google. La tasa de tráfico de red recibida de servicios, instancias y fuentes externas de Google, basada en una muestra de paquetes. La métrica se escala de forma que la suma coincida con el tráfico de red total recibido.

     • Totales de paquetes de red. La tasa total de paquetes enviados y recibidos en intervalos de un minuto.

     • Tamaño medio de los paquetes. Tamaño medio de los paquetes, en bytes, enviados y recibidos en intervalos de un minuto.

     • Paquetes entrantes del cortafuegos denegados. La tasa de paquetes de red entrantes enviados a la instancia, pero no recibidos por la instancia, porque las reglas de cortafuegos los han denegado.

   • En la página Rendimiento de los discos:

     • Tamaño medio de E/S: tamaño medio de las operaciones de lectura y escritura de E/S en los discos. Las E/S aleatorias pequeñas (de 4 a 16 KiB) suelen estar limitadas por las IOPS, mientras que las E/S secuenciales o grandes (de 256 KiB a 1 MiB) están limitadas por el rendimiento.

     • Longitud media de la cola: número de operaciones de E/de disco en cola y en ejecución, también denominado profundidad de la cola, de los cinco dispositivos principales. Para alcanzar los límites de rendimiento de tus discos, usa una profundidad de cola de E/S alta. Persistent Disk y Google Cloud Hyperdisk son servicios de almacenamiento en red y, por lo general, tienen una latencia mayor que los discos físicos o los discos SSD locales.

     • Latencia de E/S media: latencia media de las operaciones de lectura y escritura de E/S agregadas en todas las operaciones de los discos conectados a la instancia, medida por el agente de operaciones. Este valor incluye la latencia de procesamiento del sistema operativo y del sistema de archivos, y depende de la longitud de la cola y del tamaño de las operaciones de entrada/salida.

Información sobre las métricas de rendimiento

El rendimiento de las instancias se ve afectado por el hardware en el que se ejecutan, la carga de trabajo que se ejecuta en ellas y el tipo de máquina de la instancia. Si el hardware no puede admitir la carga de trabajo o el tráfico de red de tu instancia, es posible que el rendimiento de la instancia se vea afectado.

Rendimiento de la CPU y la memoria

Para conocer el rendimiento de la CPU y la memoria de una instancia, consulta las métricas de rendimiento de Uso de CPU y Uso de memoria. Además, puedes usar métricas de proceso para ver los procesos en ejecución, atribuir anomalías en el consumo de recursos a un proceso específico o identificar los consumidores de recursos más caros de tu instancia.

Si el uso de la CPU o la memoria es constantemente alto, significa que es necesario aumentar el tamaño de una VM. Si la VM usa constantemente más del 90% de su CPU o memoria, cambia el tipo de máquina de la VM a un tipo de máquina con más vCPUs o memoria.

Un uso de CPU inusualmente alto o bajo puede indicar que tu VM está experimentando un bloqueo suave de la CPU. Para obtener más información, consulta Solucionar problemas de bloqueos suaves de vCPU.

Rendimiento de la red

Para conocer el rendimiento de la red de una instancia, consulta las métricas de rendimiento de Totales de paquetes de red, Tamaño medio de los paquetes, Nuevas conexiones con máquinas virtuales, entidades externas o Google, Paquetes enviados a máquinas virtuales, entidades externas o Google, Paquetes recibidos de máquinas virtuales, entidades externas o Google y Paquetes entrantes denegados por el cortafuegos.

Comprueba si los valores de Total de paquetes de red, Tamaño medio de los paquetes y Nuevas conexiones con VMs/External/Google son los habituales en tu carga de trabajo. Por ejemplo, un servidor web puede experimentar muchas conexiones y paquetes pequeños, mientras que una base de datos puede experimentar pocas conexiones y paquetes grandes.

Si el tráfico de red saliente es alto de forma constante, puede que tengas que cambiar el tipo de máquina de la VM a uno que tenga un límite de ancho de banda de salida más alto.

Si observas un número elevado de paquetes entrantes denegados por cortafuegos, visita la página Estadísticas del cortafuegos de Network Intelligence de la consolaGoogle Cloud para obtener más información sobre los orígenes de los paquetes denegados.

Ir a la página Estadísticas del cortafuegos

Si crees que los cortafuegos están denegando tu propio tráfico por error, puedes crear y ejecutar pruebas de conectividad.

Si tu instancia envía y recibe una gran cantidad de tráfico de instancias de diferentes zonas o regiones, plantéate modificar tu carga de trabajo para mantener más datos en una zona o región, lo que aumentará la latencia y reducirá los costes. Para obtener más información, consulta los precios de la transferencia de datos entre máquinas virtuales de Google Cloud. Si tu instancia envía una gran cantidad de tráfico a otras instancias de la misma zona, te recomendamos que utilices una política de colocación compacta para conseguir una latencia de red baja.

Instancias Bare Metal

A diferencia de las instancias de VM, en una instancia de Bare Metal, los estados de suspensión C6 y C1E no están inhabilitados. Esto puede provocar que los núcleos inactivos entren en estado de suspensión y que se reduzca el rendimiento de la red de las instancias de hardware desnudo. Estos estados de suspensión se pueden inhabilitar en el sistema operativo si necesitas un rendimiento de ancho de banda de red completo.

• Para inhabilitar los estados de suspensión en una instancia de hardware desnudo sin tener que reiniciar la instancia, usa la siguiente secuencia de comandos:

  for cpu in {0..191}; do
  echo "1" | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu$cpu/cpuidle/state3/disable
  echo "1" | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu$cpu/cpuidle/state2/disable
  done
  

• También puedes actualizar el archivo de configuración de GRUB para que los cambios se conserven al reiniciar la instancia.

  # add intel_idle.max_cstate=1 processor.max_cstate=1 to GRUB_CMDLINE_LINUX
  sudo vim /etc/default/grub
  sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
  sudo reboot

• Después de reiniciar, comprueba que los estados de suspensión C6 y C1E estén inhabilitados:

  ls /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpuidle/
  state0  state1
  
  cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpuidle/state*/name
  POLL
  C1

La unidad de gestión de memoria de entrada/salida (IOMMU) es una función de la CPU que proporciona virtualización de direcciones para dispositivos PCI. IOMMU puede afectar negativamente al rendimiento de la red si hay muchos errores de I/O translation lookaside buffer (IOTLB).

• Es más probable que se produzcan fallos cuando se usan páginas pequeñas.
• Para obtener el mejor rendimiento, se recomienda usar páginas grandes (de 2 MB a 1 GB).

Rendimiento del almacenamiento

Para conocer el rendimiento del almacenamiento de una VM, consulta las métricas de rendimiento de Rendimiento, Operaciones (IOPS), Tamaño de E/S, Latencia de E/S y Longitud de la cola.

El rendimiento y las IOPS del disco indican si la carga de trabajo de la VM funciona según lo previsto. Si el rendimiento o las IOPS son inferiores al máximo esperado que se indica en el gráfico de tipos de disco, puede que haya problemas de rendimiento con el tamaño de E/S, la longitud de la cola o la latencia de E/S.

El tamaño de E/S será de entre 4 y 16 KiB en las cargas de trabajo que requieran un número elevado de IOPS y una latencia baja, y de entre 256 KiB y 1 MiB en las cargas de trabajo que impliquen tamaños de escritura secuenciales o grandes. Si el tamaño de E/S está fuera de estos intervalos, significa que hay problemas de rendimiento del disco.

La longitud de la cola, también denominada profundidad de la cola, es un factor del rendimiento y las IOPS. Cuando un disco funciona bien, su longitud de cola debe ser aproximadamente la misma que la longitud de cola recomendada para alcanzar un nivel de rendimiento o IOPS concreto, que se indica en el gráfico Profundidad de cola de E/recomendada.

La latencia de E/S depende de la longitud de la cola y del tamaño de E/S. Si la longitud de la cola o el tamaño de E/S de un disco son altos, la latencia también lo será.

Si alguna métrica de rendimiento del almacenamiento indica que hay problemas de rendimiento del disco, haz una o varias de las siguientes acciones:

• Consulta el artículo Optimizar el rendimiento de discos persistentes o Optimizar el rendimiento de Hyperdisk e implementa las prácticas recomendadas que se sugieren para mejorar el rendimiento.
• Añade un volumen de Hyperdisk o añade un nuevo Persistent Disk a tu instancia para aumentar los límites de rendimiento del disco. El rendimiento del disco se basa en la cantidad total de almacenamiento conectada a una instancia. Esta opción es la que menos interrumpe el proceso, ya que no requiere que desmontes el sistema de archivos, reinicies o apagues la instancia.
• Modifica el Hyperdisk para aumentar los límites de IOPS y de rendimiento por disco. En el caso de Persistent Disk, debes aumentar el tamaño del disco para aumentar los límites de IOPS y de rendimiento por disco. Los discos no tienen capacidad reservada ni inutilizable, por lo que puedes usar el disco completo sin que el rendimiento se vea afectado.
• Cambia el tipo de disco por uno que ofrezca un mayor rendimiento.