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# CPU 超配与资源规划

## 概述

CPU 超额预配（也称为超分配）允许你分配给工作负载的虚拟 CPU 核心数超过实际可用的物理核心数。本指南解释 VergeOS 如何处理 CPU 资源、超额预配的影响，以及容量规划的最佳实践。

## VergeOS CPU 分配方式

### 虚拟核心与物理核心

当你为 VM 分配 vCPU 时，你是在分配 **虚拟核心** 这些核心会被调度到物理 CPU 核心上。VergeOS 不会为 VM 独占预留物理核心，而是通过时间片轮转来共享物理资源。

**要点：**

* 默认情况下，vCPU 不会绑定到物理核心
* 来自不同 VM 的多个 vCPU 可以共享同一个物理核心
* 虚拟机管理程序调度器负责 CPU 时间分配

### “每台机器最大核心数”设置

此集群设置控制单个工作负载（VM、租户节点或 NAS 服务）可分配的 CPU 核心最大数量。

**位置：** 基础设施 > 集群 > \[集群名称] > 编辑

{% hint style="warning" %}
**关键限制**

* 此值应 **绝不要超过** 你最小节点上的物理核心总数
* 在大多数情况下，请将其保持在 **单个 CPU 插槽内** 以获得最佳 NUMA 性能
* 更改后超过此限制的 VM **无法迁移** 直到减少核心数
  {% endhint %}

## CPU 超额预配比例

### 什么是超额预配比例？

总已分配 vCPU 与总物理核心数之比：

```
超额预配比例 = 总已分配 vCPU / 总物理核心数
```

**示例：** 一个 2 节点集群，每个节点 32 核心（共 64 核），运行总计 96 个 vCPU 的 VM，其超额预配比例为 1.5:1。

### 按工作负载类型推荐的比例

| 工作负载类型    | 比例        | 说明          |
| --------- | --------- | ----------- |
| 轻量/办公负载   | 4:1 到 6:1 | 桌面 VM、文件服务器 |
| 混合通用型     | 2:1 到 4:1 | 典型企业混合负载    |
| 数据库/应用服务器 | 1:1 到 2:1 | 对性能敏感       |
| 高性能计算     | 1:1 或更低   | CPU 密集型负载   |

{% hint style="success" %}
**从保守开始**

从较低比例开始，并根据监控结果逐步提高。增加容量总比从性能不佳中恢复更容易。
{% endhint %}

## 性能影响

### 何时超额预配效果良好

* **突发型负载：** 偶尔出现 CPU 峰值，但大部分时间处于空闲的 VM
* **时间分布不同：** 在不同时间达到峰值的工作负载
* **I/O 密集型应用：** 等待磁盘或网络的时间多于等待 CPU 的 VM

### 何时超额预配会带来问题

* **CPU 密集型负载：** 持续使用 100% CPU 的应用
* **对延迟敏感的应用：** 实时系统、VoIP、交易系统
* **同时需求：** 所有 VM 都在同一时间需要 CPU

### 过度超额预配的迹象

1. **CPU 就绪时间高：** VM 正在等待可用的物理 CPU
2. **性能不稳定：** 应用有时表现良好，有时表现很差
3. **客户机操作系统显示高 CPU：** 但虚拟机管理程序显示的利用率较低

## 容量规划

### 计算可用 CPU 容量

对于具有 N+1 冗余的集群：

```
可用核心数 =（节点数 - 1）× 每节点核心数
可用 vCPU = 可用核心数 × 目标超额预配比例
```

**示例：** 4 节点集群，每个节点 32 核心，目标比例 2:1

* 可用： (4-1) × 32 = 96 核心
* 可用 vCPU：96 × 2 = 192 个 vCPU

### 迁移注意事项

当某个节点故障或进入维护时：

* 所有 VM 都必须能容纳在剩余节点上
* 每个 VM 都必须符合“每台机器最大核心数”设置
* 如果没有单个节点能够承载，拥有大量 vCPU 的 VM 可能会被卡住

{% hint style="warning" %}
**迁移就绪性**

如果某个 VM 有 64 个 vCPU，而你的节点只有 32 个核心，那么该 VM **无法迁移** 在维护或故障事件期间。请将 VM 核心数保持在单节点容量范围内。
{% endhint %}

## 最佳实践

### 一般指南

1. **在分配之前先监控：** 在增加容量前，先了解实际的 CPU 使用模式
2. **合理设置 VM 规模：** 先使用较少的 vCPU，再根据需要增加
3. **预留余量：** 保留 20-30% 的容量用于突发和故障转移
4. **谨慎使用 CPU 限制：** 它们会阻止 VM 使用可用的空闲资源

### 集群设计

1. **保持节点大小一致：** 让容量规划更简单
2. **按 N+1 规划：** 始终假定会有一个节点不可用
3. **记录假设：** 记录你的超额预配目标及其原因

### VM 配置

1. **将 vCPU 与工作负载匹配：** 更多的 vCPU 并不总是意味着更好的性能
2. **考虑 NUMA：** 对于大型 VM，请将 vCPU 限制在 NUMA 节点边界内
3. **测试性能：** 使用真实负载进行基准测试

## 监控 CPU 健康状况

### 需要关注的关键指标

| 度量值        | 健康范围     | 超出时的处理措施   |
| ---------- | -------- | ---------- |
| 集群 CPU 利用率 | 平均 < 70% | 增加节点或减少 VM |
| 节点 CPU 利用率 | 持续 < 80% | 检查 VM 分布   |
| 单个 VM CPU  | 因工作负载而异  | 调整规模或进行调查  |

### 使用 VergeOS 仪表板

1. 导航到 **基础架构** > **集群**
2. 查看 CPU 利用率图表
3. 点击单个节点查看每节点指标
4. 在每个 VM 的仪表板下查看 VM CPU 统计信息

有关集群监控的更多详细信息，请参阅 [集群概览](/run-the-platform/system-administration/clusters-overview.md).

## 常见问题

### 我可以为单个 VM 分配比物理核心更多的 vCPU 吗？

可以，但很少有好处。某个节点上 vCPU 多于物理核心数的 VM 可能会经历调度延迟，因为虚拟机管理程序需要等待足够多的核心同时可用。

### VergeOS 支持 CPU 绑定吗？

VergeOS 不支持 CPU 绑定（亲和性）。在底层，VergeOS 使用 Linux Completely Fair Scheduler（CFS）进行 CPU 调度。每个 vCPU 都映射为一个 Linux 进程/线程，所有 vCPU 线程共享同一个 CFS 运行队列。调度器使用全局公平性逻辑来决定哪个进程获得 CPU 时间以及获取顺序。

这种设计可确保资源的最佳利用，并在热迁移和故障切换时保持 VM 的可移动性。当你超额订阅 CPU 资源时，你是在与其他 VM 和租户共享这组物理核心。

### 这会如何影响软件许可？

某些软件（如 Oracle、SQL Server）是按物理核心或插槽授权的。VergeOS 的动态调度意味着你无法对 CPU 资源进行“硬性分区”。请咨询软件供应商的虚拟化许可政策——许多厂商提供按 vCPU 或按 VM 授权的模型，更适合现代虚拟机管理程序。

### 那 NUMA 呢？

对于拥有大量 vCPU 的 VM，VergeOS 会在可能的情况下尽量将内存和 CPU 分配保持在同一个 NUMA 节点内。为了获得最佳 NUMA 性能，请将 VM 的 vCPU 数量保持在单个插槽核心数以内或以下。

## 相关主题

* [集群概览](/run-the-platform/system-administration/clusters-overview.md) - 了解集群架构
* [集群配置选项](/run-the-platform/system-administration/cluster-settings.md) - 解释所有集群设置
* [虚拟机最佳实践](/run-the-platform/virtual-machines/vm-best-practices.md) - VM 配置建议
* [创建虚拟机](/run-the-platform/virtual-machines/creating-vms.md) - VM 创建指南
* [实时迁移](/run-the-platform/virtual-machines/live-migrations.md) - 在节点之间移动 VM


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