Экономим память на VPS: настройка и применение KSM при виртуализации на KVM

Содержание

При использовании KVM для виртуализации на VPS рано или поздно возникает вопрос: как эффективно расходовать ресурсы, особенно оперативную память? Один из способов оптимизации — использование технологии KSM (Kernel Same-page Merging). Она позволяет значительно экономить ОЗУ, если на одном физическом сервере работают несколько схожих виртуальных машин. Рассказываем, как работает KSM, как его включить, настроить и контролировать.

Введение

Виртуализация на базе KVM давно стала стандартом для хостинга VPS — она стабильна, гибка и отлично масштабируется. Но с ростом числа виртуальных машин на одном физическом сервере всё чаще встаёт вопрос: как эффективнее использовать оперативную память? Особенно если вы запускаете несколько однотипных VM, например, с Linux-серверами для тестирования, веб-сервисов или разработки. Здесь на помощь приходит технология KSM (Kernel Same-page Merging), встроенная в ядро Linux.

KSM позволяет автоматически находить и объединять одинаковые страницы памяти, используемые разными процессами или виртуалками. В результате — десятки или даже сотни мегабайт оперативной памяти освобождаются без ущерба для работы приложений. Это особенно важно для хостеров, разработчиков, DevOps-специалистов и всех, кто стремится выжать максимум из ресурсов своего VPS или физического сервера.

В этой статье мы подробно разберём, как работает KSM, зачем он нужен, в каких случаях его использование оправдано, и главное — как его включить и грамотно настроить на Linux-сервере с KVM. Всё объясним простым языком, с примерами и практическими советами по мониторингу.

Аренда VPS/VDS — от ₽219/месяц

Почему выбирают VPS от AdminVPS:

✓ Дешевле физического сервера

✓ Более гибкий и мощный, чем обычный хостинг

✓ Бесплатная защита от DDoS и техподдержка 24/7

✓ Масштабируется под любые задачи

Виртуальный сервер VPS/VDS — ваш личный сервер для сайтов, магазинов, ботов и других проектов.

Что такое KSM и как он экономит память

KSM — это компонент ядра Linux, который объединяет одинаковые страницы памяти, используемые разными процессами (или виртуальными машинами). Если несколько виртуалок запускают одни и те же процессы (например, копии одной и той же ОС), у них появляются идентичные участки в памяти. KSM находит такие участки и "сливает" их в один — сэкономив драгоценные мегабайты.

Фактически KSM позволяет:

снизить суммарное потребление оперативной памяти;
запускать больше виртуальных машин на одном хосте;
повысить эффективность использования ресурсов без ухудшения производительности.

Когда использование KSM оправдано

На практике KSM особенно полезен, если:

вы запускаете однотипные VM (например, десятки контейнеров на базе одного образа Linux);
используете шаблоны ОС, клонируете VM с минимальными отличиями;
работаете в условиях ограниченных ресурсов — например, на VPS с 2–4 ГБ ОЗУ.

Если каждая VM — уникальная, KSM принесёт меньше пользы, так как общее количество одинаковых страниц в памяти будет невелико.

Как включить и настроить KSM на хост-сервере

Перед включением KSM убедитесь, что ваша система поддерживает его. Ядро должно быть собрано с поддержкой CONFIG_KSM=y. Современные дистрибутивы на базе CentOS, Debian и Ubuntu уже включают эту поддержку по умолчанию.

Шаг 1. Включение KSM вручную

Обычно достаточно запустить два системных сервиса:

Включение самого механизма KSM:

systemctl start ksm

Остановка автоматического тюнинга (можно оставить включённым, если вы не планируете ручную настройку):

systemctl stop ksmtuned

Если вы используете старую систему без systemd, команды будут такими:

service ksm start
service ksmtuned stop

Важно
По умолчанию ksmtuned может выключать ksm при отсутствии нагрузки. Поэтому мы останавливаем его и управляем параметрами вручную.

Шаг 2. Настройка параметров KSM

Все настройки находятся в каталоге /sys/kernel/mm/ksm/. Вот основные параметры:

Параметр	Назначение
run	Включение или выключение KSM (1 — включено, 0 — выключено).
pages_to_scan	Сколько страниц сканировать за один цикл. По умолчанию — 100.
sleep_millisecs	Интервал в миллисекундах между сканированиями. Чем меньше — тем активнее KSM.
pages_shared	Количество реально объединённых страниц.
pages_sharing	Общее число страниц, использующих одну и ту же копию.
pages_unshared	Количество страниц, которые могли бы быть объединены, но не были.
pages_volatile	Страницы, которые слишком быстро меняются — их нельзя объединить.
full_scans	Сколько полных сканирований было выполнено.

Таблица. Параметры настройки

Рассмотрим примеры.

Включить KSM:

echo 1 > /sys/kernel/mm/ksm/run

Настроить интенсивность сканирования:

echo 200 > /sys/kernel/mm/ksm/pages_to_scan
echo 50 > /sys/kernel/mm/ksm/sleep_millisecs

Эти значения позволяют сканировать 200 страниц каждые 50 мс. Будьте осторожны: слишком активное сканирование увеличивает нагрузку на процессор.

Шаг 3. Проверка работы

Проверить текущую эффективность можно через содержимое файлов:

cat /sys/kernel/mm/ksm/pages_shared
cat /sys/kernel/mm/ksm/pages_sharing

Если значения растут — значит, объединение идёт успешно. При высокой эффективности pages_sharing может быть в несколько раз больше pages_shared.

Как контролировать использование KSM

Для постоянного мониторинга можно добавить чтение этих файлов в cron, использовать collectd, Prometheus node_exporter с соответствующими метриками или просто создать простой скрипт на bash для отслеживания динамики:

Пример скрипта:

#!/bin/bash
while true; do
    echo -n "Shared pages: "
    cat /sys/kernel/mm/ksm/pages_shared
    sleep 5
done

Влияние KSM на производительность

KSM не тормозит систему — при правильной настройке он почти незаметен. Однако при высокой активности объединения может немного нагружать CPU. Если вы замечаете рост загрузки процессора — увеличьте интервал сканирования (sleep_millisecs) или уменьшите pages_to_scan.

Также следует понимать: KSM не влияет на файловый кеш или swap. Он работает только с оперативной памятью, выделенной под процессы/виртуалки.

Итоги

KSM — полезная технология, которая позволяет сэкономить ресурсы на VPS с высокой плотностью виртуальных машин. Если вы размещаете несколько однотипных VM, обязательно включите и настройте KSM. Это даст ощутимый прирост в доступной памяти и повысит плотность хостинга без дополнительной нагрузки на сервер.

KSM особенно актуален при использовании KVM, но в сочетании с другими технологиями оптимизации (Ballooning, ZRAM, hugepages) может стать частью более широкой стратегии повышения эффективности работы VPS.

Читайте в блоге: