IBM Power Systems
AM71 Technical Sales – AIX
Unidade 3: AIX Performance
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AIX Performance
Ao completar esta unidade você será capaz de:
 Descrever características de desempenho do AIX
 Identifcar ferramentas de desempenho do AIX
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Tópicos
 Simultaneous Multithreading (SMT)
 Active Memory Expansion (AME)
 Workload management and migration
 AIX performance management
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Tópico 1: Simultaneous Multithreading (SMT)
Ao completar este tópico você será capaz de:
 Descrever SMT
 Explicar os benefícios do SMT a clientes
 Descrever quando utilizar o SMT
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O que é Simultaneous Multithreading (SMT)?
 Mútiplos threads podem ser executados
em um core físico ao mesmo tempo
– Até 4 no POWER7
– 2 no POWER5 e POWER6
 Um core aparece como 2 ou 4
processadores lógicos para o AIX
e outras aplicações (cada thread
é visto como processador lógico)
– SMT é um meio de conversão de paralelismo de nível thead (múltiplos cores)
ao nível de instrução de paralelismo (mesmo core)
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Simultaneous Multithreading (SMT)
 Utiliza unidades de ciclos de execução não
utilizados
 Apresenta o modelo de programação de
software SMP
 Resultados de uso mais eficientes dos
processadores e maior throughput do sistema
 A quantidade de sobreposição das
threads(eficiência) é dependente do workload
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Quando usar o SMT
 Quando o SMT pode ser benéfico:
– Existem acessos a inúmeros dados (onde é necessário esperar para que o dado seja
carregado na cache)
– O throughput total é mais importante que o throughput de uma thread individual
 Quando o SMT pode ser prejudicial:
– Ambas threads a mesma unidade de execução
 Quando o SMT é prejudicial, o Power Systems suporta o modo de execução
single-threaded:
– Automaticamente por snoozing
– Manualmente por desligamento do SMT
 POWER7 SMT mode pode ser adaptado de forma autônoma de acordo
com as característica do workload (intelligent threads)
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POWER7 Intelligent Threads
 Partições de AIX 7 nos servidores POWER7 podem utilizar modos: single
thread(ST), dual thread (SMT2), ou quad thread (SMT4).
 Agendamento de execução dinâmico do SMT
– Divide o trabalho entre cores para serem executados no modo de thread apropriado
– Pode mudar dinamicamente entre os modo por VP como requisitado:
SMT1 / SMT2 / SMT4
– Acontece automaticamente – ou a administrador pode configurar o modo SMT
 Intelligent threads utilizam mais threads quando o workload tem benefícios
 A configuração do SMT pode também ser gerenciado via ferramentas de
administração do AIX
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Resumo do tópico: Simultaneous Multithreading (SMT)
Agora você é capaz de:
 Descrever SMT
 Explicar os benefícios do SMT aos nossos clientes.
 Descrever quando utilizar o SMT
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Tópico 2: Active Memory Expansion
Ao completar esse tópico você será capaz de:
 Explicar o conceito básico do AME
 Descrever os benefícios do AME aos nossos clientes
 Descrever a abordagem de vendas do AME
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Active Memory Expansion
True
memory
True
memory
True
memory
Expand
memory
Expand
memory
Expand
memory
True
memory
True
memory
True
memory
Expand
memory
Expand
memory
Expand
memory
Efetivamente
até 100% mais
memória
 POWER7/POWER7+ advantage
 Expandir memória além dos limites físicos
 Consolidação de servidores mais efetiva
– Executa mais aplicações de workload / usuários por partição
– Execta mais partições e mais workloads por servidor
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Active Memory Expansion
 Inovação de tecnologia POWER7
– Para AIX 6.1 ou superior
– Não requer uma partição de Virtual I/O Server (VIOS)
 Utiliza compressão e descompressão para efecivamente expandir a verdadeira memória
física disponível para as workloads
 Simples de configurar:
– Ativar o sistema AME no sistema gerenciado
– Configurar a LPAR desejada para usar o AME
• Defina o active memory expansion factor na seção Memória no profile da LPAR
• Pode ser definido na edição de um profile existente, na criação de um profile, ou na criação de
uma LPAR
 Normalmente uma pequena quantidade de recursos de processador fornece uma aumento
significante no efeito máximo da memória
– Parte dos recursos do processador das partições de AIX recursos e licenciamento
 Resulta expansão real dependente de como “compressível” os dados estão sendo utilizados
na aplicação
– Amostra de worload de SAP ERP apresentam até 100% de expansão
– Seus resultados poderão variar
– Ferramente de estimativa e free trial disponíveis
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POWER7+ Active Memory Expansion
 POWER7+ AME hardware accelerator
7+
– Acrescenta valor a Power Systems para AIX
– Melhoria On-chip
 Comparado ao POWER7, mais eficiência na expansão de memória
– Menor overhead de processador pela mesma compressão/descompressão
– Ou até mesmo mais memória equivalente para o mesmo overhead do processador
Up to 125% POWER7+
Up to 100% POWER7
POWER7+
accelerator
True
memory
True
memory
True
memory
Expand
memory
Expand
memory
Expand
memory
Expand
memory
True
memory
True
memory
True
memory
Expand
memory
Expand
memory
Expand
memory
Expand
memory
Até 25%
a mais de
expansão de
memória
Nota: a porcentagem de expansão varia de acordo com o workload
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Benefícios do POWER7+ Hardware Accelerator
 Menos CPU pela mesma
quantidade de expansão
de memória
POWER7 AME
CPU Time
CPU TIME
Work of
compress /
decompress
POWER7+ AME
CPU Time
Work of compress / decompress
Work of
managing
pages
Work of
managing
pages
Work done with software
Work done by hardware accelerator
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– Pode executar mais
partições ou trabalhos
por partição
– Se poucos cores forem
necessários, pode-se
resultar num baixo
custo de licenciamento
de software
– Ou mais expansão de
memória para a mesma
quantidade de
processadores
– Mais capazes de aliviar
a falta de memória e
melhorar o desempenho
– Capaz de realizar mais
trabalhos (work)
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Active Memory Expansion - CPU & Performance
POWER7
POWER7+
% CPU
utilização
por
expansão
Quantidade de expansão de
memória
 POWER7+ utiliza o hardware accelerator on-chip para fazer o trabalho de
compressão / descompressão
 Existe uma relação curva de recursos de CPU necessários para expansão de memória
– Mesmo com POWER7+ hardware accelerator existem alguns recursos requisitados
– Quanto mais expansão de memória feita, mais recursos de CPU não necessários
 A curva varia dependendo de como o conteúdo de memória é compressível
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Active Memory Expansion & Active Memory Sharing
Active Memory Expansion
Active Memory Sharing
 Entrega efetivamente mais memória
para partição utilizando compressão
e descompressão do conteúdo da
memória real
 Move a memória de uma partição
para outra
 Apenas em partições de AIX
 Partições de AXI, IBM i e Linux
 Melhor ajustada quando as partições
não se encontram ocupadas
15
10
5
0
 Active Memory Expansion
#10
#9
#8
#7
#6
#5
#4
#3
#2
#1
Active Memory Sharing
 Suportado e potencialmente uma ótima opção
 Considerações
– Apenas partições de AIX utilizam Active Memory Expansion
– O valor do Active Memory Expansion é dependente da compressibilidade dos
dados e da disponibilidade de recursos do CPU
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Active Memory Expansion – Passos para implementação
1
2
3
Planning Tool (AMEPAT)
60-Day Trial (no charge)
Deploy into Production
Memory Expansion
Memory Expansion
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A. Active Memory
Expansion
permanentemente
ativo
B. Implemente o
workload na
produção
C. Continue
monitorando o
workload usando
ferramentas do AIX
Performance
Estimated Results
App. Performance
Actual Results
Memory Expansion
17
A. Uma vez,
temporariamente
B. Configura LPAR
baseada no planning
tool
C. Utiliza ferramentas
do AIX para
monitorar o ambiente
do AME
D. Baseado em
resultados reais
CPU Utilization
CPU Utilization
A. Parte do AIX 6.1 TL4
B. Calcula a
compressibilidade
dos dados & estima
overhead devido do
CPU para o Active
Memory Expansion
C. Fornece
recomendações
iniciais
Time
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AME Economics
 AME é uma feature imputável
 Seu custo varia dependendo do sistema
 Cenário A: O sistema possui o máximo de memória física na
na configuração atual
– AME é uma escolha simples, mesmo com os fatores de expansão moderados
 Cenário B: O sistema não possui o máximo de memória física possível e o CPU
tem a sua utilização relativamente baixa
– Necessário decidir entre adição de memória física ou adição do AME
– Calcula-se o custo de ganho de memória com o AME baseado no fator de expansão,
e compara-se com o custo da adição da quantidade de memória física
 Cenário C: O sistema está completo de pequenos DIMMs e é necessário evitar
custos na reposição de DIMMs maiores
– Similar ao cenário 2
– O uso do AME pode evitar a reposição dos pequenos DIMMs por DIMMs maiores e mais
caros
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AME Economics – Power 710/730, 720/740
 Preço de memória física para POWER7+ modelo “D”
– $53 - 100 / GB (riser cards por memória adicional não considerados)
 Preço da Feature AME (#4795)
– $2,100 (equivalente à 40 - 21 GB de memória física)
 Cenário A: O servidor possui o máximo de memória e a utilização do CPU é
relativamente baixa, mas os limites de memória obrigam o servidor a trabalhar
mais
– Active Memory Expansion é apenas um expansor de memória até modesto
 Cenário B: O servidor não possui o máximo de memória e a utilização do CPU é
baixa, sendo necessário optar entre adição de mais memória física e o AME
– Calcular ganho o de memória: memória x fator expansão = memória ganha
(ex.:196GB de memória com 25% de expansão = 49GB ganhos
– Compare o custo de memória adicional com AME (ex.: 49GB memória
sobre $53/GB = $2597 comparado a $2100 do valor do AME)
– Se necessário, inclua o licenciamento de software adicional na análise
 Cenáriorio C: Servidor cheio de pequenos DIMMs e o cliente quer evitar
substituí-los por DIMMs maiores
– Mesma análise do cenário B
Prices shown are IBM USA suggested list prices as of Feb 2013 and are subject to change without notice; reseller prices may vary.
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AME Economics – Power 795
 Preço físico de memória
– $306 - 366 / GB (varia com base na feature da memória)
 Preço da Feature AME (#4790)
– $13,800 (equivalente de 37 – 45 GB memória)
 Cenário A: O servidor possui o máximo de memória e uma baixa utilização de CPU, mas o
limite de memóra obrigado o servidor a trabalhar mais
– Active Memory Expansion é apenas um expansor de memória até modesto
 Cenário B: O servidor não possui o máximo de memória e uma baixa utilização do CPU,
sendo necessário optar pela adição do AME ou memória física
– Calcular o ganho de memória: memória x fator expansão = memória ganha
(ex.: 2048 GB memory com 20% de expansão = 410 GB ganhos)
– Compare o custo da memória adicional com o Active Memory Expansion
(ex 410 GB memória $366/GB = $150,000+ enquanto a feature do AME = $13,800)
– Se necessário, inclua custos / economia de ativações parciais de memória, processador, e licença
adicional de software para análise
 Cenário C: O servidor cheio de pequenos DIMMs e o cliente deseja evitar a troca por
DIMMs maiores
– Mesma análise do cenário B
Prices shown are IBM USA suggested list prices as of Feb 2013 and are subject to change without notice; reseller prices may vary.
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Resumo do tópico: Active Memory Expansion
Agora você é capaz de:
 Explicar os conceitos básicos do AME
 Descrever os benefícios do AME aos nossos clientes
 Descrever a abordagem de vendas do AME
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Tópico 3: Workload Management and Migration
Ao completar este tópico você será capaz de:
 Entender o conceito e as features do Workload Partitions (WPARs)
 Descrever o papel do Workload Partition Manager
 Descrever os benefícios das Versioned WPARs
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Workload Partition (WPAR) Overview – 1 of 2
 WPARs melhoram a eficiência administrativa na redução
do número de imagens mantidas de AIX
 WPARs agem como instâncias particionadas de AIX
– Aparece como uma instãncia do AIX
– Partições baseadas em software para gerência de workload
 Ambiente Global
AIX 7
Workload
Partition
e-mail
Workload
Partition
App Server
Workload
Partition
Dev
– Possui todos recursos e pode ser pensado como ambiente tradicional de AIX de login
 Pre requisitos:
– AIX7; POWER4, 5, 6, 7
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Workload Partition (WPAR) Overview – 2 of 2
 Cada WPAR
– Obtém um compartilhamento regulado dos recursos da LPAR
– Pode ter um único atributo de redes e filesystems
– Possui administração separada e domínios de segurança
 2 tipos de WPAR são suportadas:
– System – Similar ao típico ambiente de AIX
– Application – Qualquer aplicação ou grupo de aplicações
podem ser iniciados via linha de comando
 Pode ser realocada de LPAR para LPAR
AIX 7
Workload
Partition
e-mail
Workload
Partition
App Server
Workload
Partition
Dev
– Requer software gerenciador de WPAR e licença
– Realocação de WPAR é “Live Application Mobility”
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3 Oferecimentos WPAR
1. Workload Partitions (WPAR) incluso no AIX
para o único gerenciamento de sistema da WPAR
2. Workload Partitions Manager™
– Habilitação para o Live Application Mobility
– Gestão de sistema Cross-system para Workload Partitions
– Mobilidade de aplicação baseada e política de Automação
3. Versioned WPARs
– Suporta aplicações de AIX 5.2 e 5.3 no POWER7
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Por que utilizar WPARs?
 Aplicações / workload encapsulados e controlados
 Cria rapidamente um novo ambiente de AIX
– Testa novas aplicações sem interromper o ambiente de produção
– Instala novos softwares, níveis tecnológicos e correções
 Soluciona rapidamente problemas em aplicações ou processos de estranho
comportamento
 Segurança separada ao nível da WPAR
– Users, RBAC
 Dinamicamente abilitado para realocar WPARs para outro sistema
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WPARs: Quando não utilizá-las
 Segurança
– Processos de WPAR pode ser vista pelo ambiente global da LPAR central
– O administrador root da LPAR terá acesso a WPAR, possivelmente comprometendo a
segurança que a aplicação necessita
 Disponibilidade
– Quando uma LPAR precisa ser desligada, todas WPARs serão afetadas
– Caso haja algum crashes, ou acidentes com AIX, todas as WPARs serão desligadas
 Produção
– Alguns clientes podem requisitar que cada camada da aplicação executem em
produção com suas próprias LPAR
– A preocupação pelo isolamento do SO das LPARs forncem benefícios na substituição
da WPARs
 Performance
– Cada WPAR em LPAR utiliza o mesmo recurso de sistema da LPAR
– A atenção no planejamento na arquitetura do ambiente é necessário testando a
solução, certificando-se de que a competição por recursos não gere impacto nos níveis
de serviços
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AIX 7 e POWER7 WPAR Features
 Rootvg WPAR
– Volume groups isolados e filesystems de WPAR do ambiente global do AIX
 Suporte de extensão de Trusted kernel
– Uma cópia privada pode ser carregada ou uma regular, ou ainda uma versioned WPAR
– A WPAR pode carregar e utilizar uma versão separada de uma extensão do kernel que
está alocado na LPAR
 Fibre Channel (FC) - Adaptadores suportados
– Adicione o remova armazenamento e adaptadores FC de uma WPAR existente
 Storage Area Network (SAN) mobility
– Uma alternativa para WPAR mobility com Network File Systems (NFS)
 Versioned WPARs
– Executa AIX 5.2 ou 5.3 imagem/workload inside e ambiente global AIX 7.1
– Permite que alguns recursos de virtualização sejam compatíveis com imagens antigas
do SO
– Suporte extendido para versões antigas do SO
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Comparação entre WPARs e LPARs
WPARs não são uma substituição para LPARS
WPAR
LPAR
Não possui próprio kernel de SO –
compartilhado ou minimizada imagem
de SO
Dona do kernel do SO – completa,
imagem individual do OS
Baixo custo administrativo:
 Apenas um SO a ser gerenciado
 Fácil criação, configuração e
remoção
 Ferramentas de integração de
gerenciamento
Isolamento de falhas do SO e
determinação de problemas
Isolamento seguro ao nível de
software fornecido pelo AIX
Isolamento seguro ao nível de
hardware fornecido pelo Hypervisor
Memória mínima – 64MB
Memória mínima – 512MB
Cada um possui características e funcionalidades distintas
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Workload Partitions Manager Overview
 Fornece gerência centralizada de WPARs em múltiplos servidores
e habilita otimização da infraestrutura
 WPAR Manager componentes:
–
–
–
–
–
Uma LPAR em execusão como gerente
Um agente em cada LPAR gerenciada contendo WPAR
Uma GUI baseada em browse para gerenciamento da WPAR
Ciclo de vida básico para administração
Criação, visualização, edição, início, parada e remoção
 Gerenciamento avançado
–
–
–
–
–
–
30
Desalocação estática ou em tempo real
Checkpoint, reinício
Desalocação automatizada, política orientada
Monitoramento, informação de performance
Balnço de carga global
Recuperação
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AIX Live Application Mobility
Realoque um Workload Partition em execução de um servidor para outro
evitando interrupções e balanceando workload multi-system
Workload
Partition
App Server
Workload
Partition
Web
Workload
Partition
Data Mining
Workload
Partition
e-mail
Workload
Partition
QA
Workload
Partition
Dev
Workload
Partition
Billing
AIX
AIX
Workload Policy
Partitions
Manager
Funciona em qualquer hardware suportando AIX 7,
incluindo POWER6 e POWER5
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Versioned WPARs - AIX 5.3 Workload Partitions for AIX 7
 O cliente faz um simples backup de um ambiente de AIX 5.3 e o restaura em um
AIX 7.1
– O ambiente de AIX 5.3, inclui rootvg
filesystems, sendo preservados e restaurados
 Aplicações de clientes continuam executando no ambiente do AIX 5.3 com suas
librarias de AIX 5.3
 O ambiente de kernel será AIX 7.1
– SMT4, MicroPartitioning e VIOS são supported!
 Para esta oferta, o SWMA fornecerá também um suporte limitado ao AIX 5.3
 Gerenciado via IBM Systems Director Workload Partitions Manager
ou linha de comando
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Quando utilizar Versioned WPARs
 O produto é destinado principalmente para
workloads do clientes que possuem
exigência a longo prazo a execusão em AIX 5.3
 Também destinado a workloads que não
podem ser atualizados a um nível superior dE AIX
 Barreiras que se deslocam até versões posteriores:
– Workload do administrador
– ISV não funcionará em versões posteriores
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Resumo do tópico: Workload Management and Migration
Agora você é capaz de:
 Entender os conceitos e features do Workload Partitions (WPARs)
 Descrever o papel do Workload Partition Manager
 Descrever os benefícios do Versioned WPARs
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Tópico 4: AIX Performance Management
Ao completar este tópico você será capaz de:
 Descrever a methodologia de gerenciamento de performance do AIX
 Identificar ferramentas de gerenciamento do AIX
 Identificar a adição de valor acrescentados por esta ferramenta
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O que é a Performance Management?
 Determine a performance a ser alcançada
– Projetado para performance, capacidade, custo, disponibilidadeou a mistura de tudo
– Tomar decisões de configurações antes de comprá-lo
 Estabelecer a linha de base de desempenho
– Analíse frequentemente e em diferentes horas
– Reconhecimento de atividades normais e tendências
 O que é o tuning?
– Pode consistir em definir objetivos , modificar configurações, adicionar recursos ou
mudar configurações de softwares
– Tune uma coisa de cada vez, em seguida, analíse os resultados mensurando successo
 O que é gerenciamento de perfomance no ambiente virtualizado?
– Visualização do sistema em vez de uma partição individual
– Monitorar processadores e memórias das partições VIOS
– Monitorar dispositivos físicos
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Performance Methodology
A Performance pode ser melhorada pela utilização approach metódico
1. Entenda os fatores que poden afetar a performance
2. Mensure a performance atual do servidor
3. Identifique qualquer gargalo de performance
4. Altere o componente que causa o gargalo
5. Mensure a nova performance do servidor verificando se há melhora
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Performance Analysis Flowchart
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AIX Performance Analysis Tools
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AIX Performance Monitoring
 lparstat:
– Configuração do SO, monitoramento, resumo de hypervisor, chamados do hypervisor
– Monitor multiple shared processor pools, dedicated partition in donating mode
 mpstat:
– Exibe estatíticas lógicas do CPU
– Voluntárias e involuntárias mudanças de contexto, shared processor pools
 topas:
– Relatórios de atividades abrangentes, u’teis para monitoramento on-line
– Exibe métricas de utilização para HA e grupos definidos pelo usuário (modo cluster)
– Pode exibir métricas cross-partitions (vista CEC) para todas as LPARs no sistema
gerenciado
 topasrec – grava dados locais do sistema e dados da LPAR cruzadas em formato
binário
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topas CEC Reports
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topas Cluster Utilization Panel
 Um cluster pode ser definido como um grupo de partições ou nodes relacionados
 A vizualização de utilização do cluster pode mostrar a utilização de um cluster
PowerHA ou um grupo definido pelo usuário
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AIX Dynamic System Optimization (DSO)
 Estende a funcionalidade do legado Active System Optimize
 Analísa as estatíticas de processos ao longo do tempo
 Identifica processos por otimização
 Fornece 4 estratégias de otimização
–
–
–
–
PID 5
PID 7
PID 8
Afinidade de cache utilizando dynamic RSETs
Afinidade de memória
Otimização de compartilhamento de memória
Data stream pre-fetch
AIX Dynamic
optimization
 Monitoramento e ajuste
otimização como necessidade
PID 1
PID 6
PID 3
System Optimization
Optimize
Monitor Processes
Kernel Statistics
PID 2
PID 4
Resource Allocations
Performance Monitoring Unit
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Workload Characteristics for DSO
 Multi-threaded workloads com períodos de estabilidade
– Utilização de CPU, load, e latência precisam ser stáveispor um período de tempo
 Mínimo de requerimentos para utilização – o sistema deve estar ocupado
– Ciclo de vida mínimo por workloads = 10 segundos. 5 para afinidade de memória
 Mínimo de tuning manual
– Se a maioria do sistema carregado estiver ajustado, ocorre ibernação
 Pode ser útil para sistemas que executam grandes workloads de banco de dados
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VIOS performance tools
 Comandos de VIOS podem ter o mesmo ou diferente nomes como sua versão,
de AIX onde opções e bandeiras não coincidem
– Exemplo: topas –C em AIX é topas –cecdisp no VIOS
– Uma vez que o topas é executado, muitos atalhos do teclado se comportam como no AIX
 Use o comando oem_setup_env para usar outro padrão de análises de comandos
do AIX
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Performance Advisors: VIOS, PowerVM and Java
 Ferramentas para analisar a configuração e performance do VIOS, PowerVM
LPARs e Java / Websphere Application Server (WAS)
ambientes de execução no AIX
 Ferramentas que capturam utilização de dados e recomendam mudanças de
configuração
 Escrito por desenvolvedores de AIX e fornecidos gratuitamente a partir do IBM
developworks
 Ferramenta de acessoria do VIOS incluído no VIOS 2.2.2.0 e superiores
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Using Performance Advisors
 Baixe arquivos do developerWorks
 Arquivos FTP para o sistema definido
 Execute o coletor de dados, preferencialmente durante o tempo ocupado de 30 à
60 minutos
 O extrato de resultados do arquivo tar que é criado
 FTP resultando arquivos ao sistema e abra o arquivo XML com o browser para
análises
– Configuração de LPAR, juntamente com um resumo de dados de utilização e
recomendações para mudanças de configuração são fornecidos
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Resumo do tópico: AIX Performance Management
Agora você é capaz de:
 Descrever a metodologia de gerenciamento de performance do AIX
 Identificar ferramentas de gerenciamento de performance do AIX
 Identificar a adição de valor acrescentados por esta ferramenta
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Resumo da Unidade
Agora você é capaz de:
 Descrever as features de performance de AIX
–
–
–
–
Simultaneous Multithreading (SMT)
Active Memory Expansion (AME)
Workload management and migration
AIX performance management
 Identificar ferramentas de performance do AIX
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