pve_toss_notes/03.PVE系统调整.md

## 0.必要条件

在上一篇文章 [02.PVE初始化配置](./02.PVE初始化配置.md) 中，已初始化了 PVE 系统，接下来需要对 PVE 系统进一步调整。  

在 PVE 系统调整之前，请确认必要的软件包已经安装完成，本文后续命令均在 SSH 终端下执行。  

```bash
## 同步镜像仓库
$ apt update

## 安装系统软件
$ apt install btop lm-sensors unzip neovim tmux unattended-upgrades powermgmt-base

## 安装网络工具
$ apt install iperf iperf3 iftop sshguard openvswitch-switch

## 安装 CPU 调度调整工具
$ apt install linux-cpupower

## 根据 CPU 厂商安装 CPU 微码工具
$ apt install intel-microcode (amd64-microcode)

## 更新 PCI 数据库
$ update-pciids
```

## 1.系统时区

如果在安装 PVE 系统时选错了时区，导致系统时间和北京时间不一致，可以执行以下命令修正。  

输出结果如果和北京时间一致，则代表修改正确。  

```bash
## 修改系统时区
$ timedatectl set-timezone Asia/Shanghai

## 检查系统时间
$ date -R

#### 系统时间示例输出
Sun, 25 Jun 2023 12:12:12 +0800
```

Debian 系统常用 `systemd-timesyncd.service` 来同步时间，而 PVE 系统使用 `chrony.service` 来同步时间。  

为了使用国内的 NTP 服务器，需要对 `chrony.service` 进行配置，执行以下命令。  

```bash
## 编辑 chrony 配置文件
$ nano /etc/chrony/chrony.conf
```

在编辑器对话框中，将 `pool 2.debian.pool.ntp.org iburst` “注释” 掉，并添加国内的 NTP 服务器。  

```bash
## chrony 配置项

# Use Debian vendor zone.
# pool 2.debian.pool.ntp.org iburst    ## 在这行前面增加注释符 # 来注释

# Use Custom vendor zone.
pool ntp.tencent.com iburst
pool ntp.aliyun.com iburst

```

保存该配置文件后，需重启 `chrony.service` ，并再次检查系统 NTP 服务器地址。  

```bash
## 重启 chrony 服务
$ systemctl restart chrony.service

## 检查系统 NTP 服务器
$ chronyc sources -V

#### 系统 NTP 服务器示例输出
MS Name/IP address         Stratum Poll Reach LastRx Last sample
===============================================================================
^+ 106.55.184.199                2   6    17    11   +752us[ +273us] +/-   40ms
^* 203.107.6.88                  2   6    17    11  -1868us[-2348us] +/-   17ms
```

## 2. CPU 调度器

安装 `linux-cpupower` 后，需检查 CPU 当前调度器。  

```bash
## 检查 CPU 当前调度器
$ cpupower -c all frequency-info

#### 设备 CPU - J4125 示例输出
analyzing CPU 0:
  driver: intel_cpufreq
  CPUs which run at the same hardware frequency: 0
  CPUs which need to have their frequency coordinated by software: 0
  maximum transition latency: 20.0 us
  hardware limits: 800 MHz - 2.70 GHz
  available cpufreq governors: conservative ondemand userspace powersave performance schedutil
  current policy: frequency should be within 800 MHz and 2.70 GHz.
                  The governor "ondemand" may decide which speed to use
                  within this range.
  current CPU frequency: Unable to call hardware
  current CPU frequency: 800 MHz (asserted by call to kernel)
  boost state support:
    Supported: yes
    Active: yes

#### 设备 CPU - N6005 示例输出
analyzing CPU 0:
  driver: intel_pstate
  CPUs which run at the same hardware frequency: 0
  CPUs which need to have their frequency coordinated by software: 0
  maximum transition latency:  Cannot determine or is not supported.
  hardware limits: 800 MHz - 3.30 GHz
  available cpufreq governors: performance powersave
  current policy: frequency should be within 800 MHz and 3.30 GHz.
                  The governor "performance" may decide which speed to use
                  within this range.
  current CPU frequency: Unable to call hardware
  current CPU frequency: 2.00 GHz (asserted by call to kernel)
  boost state support:
    Supported: yes
    Active: yes
```

这里面主要关注两个点：

- driver: `intel_cpufreq` 或 `intel_pstate`

- current policy: `governor "ondemand"` 或 `governor "performance"`

还有另外一个命令可用来显示 CPU 当前调度器。  

```bash
## 检查 CPU 当前调度器
$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

#### 设备 CPU - J4125 示例输出
ondemand

#### 设备 CPU - N6005 示例输出
performance
```

CPU 驱动一般不建议手动调整，而 `governor` 后面的参数表示 CPU 当前调度器设置。  

接下来，需要了解 CPU 支持的调度器有哪些，执行以下命令。  

```bash
## 检查 CPU 调度器支持情况
$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_governors

#### 设备 CPU - J4125 示例输出
conservative ondemand userspace powersave performance schedutil

#### 设备 CPU - N6005 示例输出
performance powersave
```

根据 CPU 所使用的驱动不同，可选调度器也不同，至于每种调度器有什么优劣，欢迎大家深度挖掘。  

- CPU 驱动为 `intel_cpufreq` 时，推荐使用 `schedutil` 调度器。  

- CPU 驱动为 `intel_pstate` 时，推荐使用 `powersave` 调度器。  

本文使用 `powersave` 调度器为演示，使用 `nano` 编辑器创建 `cpupower` 的配置文件。  

```bash
## 创建 cpupower 配置文件
$ nano /etc/default/cpupower
```

在配置文件中修改以下配置项，并保存。  

```bash
# This configuration file is customized by fox,
# Optimize system CPU governors.

CPUPOWER_START_OPTS="frequency-set -g powersave"
CPUPOWER_STOP_OPTS="frequency-set -g performance"

```

使用 `nano` 编辑器创建 `cpupower` 服务配置文件，以满足系统自动化设置需求。  

```bash
## 创建 cpupower 服务配置文件
$ nano /etc/systemd/system/cpupower.service
```

在服务配置文件中修改以下配置项，并保存。  

```bash
# This configuration file is customized by fox,
# Optimize for cpupower systemd service.

[Unit]
Description=Apply cpupower configuration
ConditionVirtualization=!container
After=syslog.target

[Service]
Type=oneshot
EnvironmentFile=/etc/default/cpupower
ExecStart=/usr/bin/cpupower $CPUPOWER_START_OPTS
ExecStop=/usr/bin/cpupower $CPUPOWER_STOP_OPTS
RemainAfterExit=yes

[Install]
WantedBy=multi-user.target

```

由于修改了服务项，需要执行以下命令进行重载。  

```bash
## 服务重载
$ systemctl daemon-reload
```

执行以下命令让 `cpupower` 服务开机自启动。  

```bash
## 设置 cpupower 服务开机自启
$ systemctl enable cpupower.service
```

修改完成后，需重启 PVE 服务器，并再次查看 CPU 调度器，检验配置文件是否生效。  

这里提供两个额外命令，方便实时查看 CPU 当前频率和温度状况。  

```bash
## 查看 CPU 当前频率
$ watch cat /sys/devices/system/cpu/cpu[0-9]*/cpufreq/scaling_cur_freq

## 查看内部温度
$ watch -d sensors
```

## 3. PVE 定时重启

有时需要让 PVE 服务器周期性的定时重启，则可执行以下命令。  

参数表示每月 `1` 、 `16` 号的 `02:30` 执行系统重启命令。  

```bash
## 查看系统定时任务
$ crontab -l

## 编辑系统定时任务，编辑器选择 nano
$ crontab -e
```

在配置文件末尾，增加以下配置项。  

```bash
## 定时任务配置项

30 2 1,16 * * /usr/sbin/reboot

```

## 4. PVE 自动更新

### 4.1.系统定时器

配置系统自动更新之前，需检查系统当前定时器状态。  

后续将手动调整该定时器的时间，使其每 `5` 天的 `01:30` 进行触发。  

```bash
## 检查系统定时器
$ systemctl status apt-daily-upgrade.timer

#### 系统定时器示例输出
● apt-daily-upgrade.timer - Daily apt upgrade and clean activities
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/apt-daily-upgrade.timer; enabled; preset: enabled)
     Active: active (waiting) since Tue 2023-08-01 13:01:19 CST; 27min ago
    Trigger: Wed 2023-08-02 06:14:50 CST; 16h left
   Triggers: ● apt-daily-upgrade.service

Aug 01 13:01:19 node01 systemd[1]: Started apt-daily-upgrade.timer - Daily apt upgrade and clean activities.
```

### 4.2.配置更新策略

执行以下命令，启用系统自动更新。  

执行命令后，使用 “左右” 方向键进行选择，“回车” 键进行确认。  

```bash
## 配置自动更新策略
$ dpkg-reconfigure -plow unattended-upgrades

## 选择 “是” （“YES”）

#### 系统自动更新示例输出
Creating config file /etc/apt/apt.conf.d/20auto-upgrades with new version
```

进一步调整 `20auto-upgrades` 配置文件。  

```bash
## 进入 apt 的配置目录
$ cd /etc/apt/apt.conf.d

## 编辑 20auto-upgrades 配置文件
$ nano /etc/apt/apt.conf.d/20auto-upgrades
```

删除里面全部内容，添加以下配置项，并保存。  

配置文件中，用来控制更新周期的参数为 `APT::Periodic::Unattended-Upgrade` ，`5` 表示更新周期为 `5` 天。  

```bash
## 系统更新周期配置项

APT::Periodic::Update-Package-Lists "1";
APT::Periodic::Unattended-Upgrade "5";
APT::Periodic::AutocleanInterval "1";
APT::Periodic::CleanInterval "1";

```

进一步调整 `50unattended-upgrades` 配置文件。  

```bash
## 编辑 50unattended-upgrades 配置文件
$ nano /etc/apt/apt.conf.d/50unattended-upgrades
```

配置文件中，被修改的参数解释如下：  

- 启用了 Debian `bookworm-updates` 相关更新。

- 增加并启用 PVE 自有仓库的更新。

- 增加并启用 PVE Ceph 仓库的更新，请按需启用。

- 自动修复被打断的 Dpkg 安装。

- 自动移除无用的的内核包。

- 自动移除因更新而出现的无用依赖包。

- 自动移除以前的无用依赖包。

- 自动重启：开启。

- 自动重启时间：`02:30` 。

因为该配置文件很长，完整的配置文件可查看 [pve_50unattended_upgrades.conf](./src/pve/pve_50unattended_upgrades.conf) 以便对比。  

```bash
## 删除以下行前面的注释符 // ，代表启用

"origin=Debian,codename=${distro_codename}-updates";

## 添加 PVE 系统更新项目

"origin=Proxmox,codename=${distro_codename},label=Proxmox Debian Repository";

## 按需添加 PVE Ceph 更新项目

"origin=Proxmox,codename=${distro_codename},label=Proxmox Ceph Debian Repository";

## 在配置文件末尾增加以下配置项，代表启用，并调整参数

Unattended-Upgrade::AutoFixInterruptedDpkg "true";

Unattended-Upgrade::Remove-Unused-Kernel-Packages "true";

Unattended-Upgrade::Remove-New-Unused-Dependencies "true";

Unattended-Upgrade::Remove-Unused-Dependencies "true";

Unattended-Upgrade::Automatic-Reboot "true";

Unattended-Upgrade::Automatic-Reboot-Time "02:30";

```

### 4.3.重设触发器

系统自动更新配置文件修改完成后，需要重设自动更新定时器，执行以下命令。  

完整的配置文件可查看 [pve_apt_daily_upgrade.conf](./src/pve/pve_apt_daily_upgrade.conf) 以便对比。  

```bash
## 配置系统定时器
$ systemctl edit apt-daily-upgrade.timer
```

根据配置文件中的提示，在中间空白处填入以下配置项。  

```bash
## 定时器配置项

[Timer]
OnCalendar=
OnCalendar=01:30
RandomizedDelaySec=0

```

设置完成后，重启自动更新触发器。  

```bash
## 重启触发器
$ systemctl restart apt-daily-upgrade.timer

## 再次检查触发器状态
$ systemctl status apt-daily-upgrade.timer

#### 系统自动更新触发器示例输出
● apt-daily-upgrade.timer - Daily apt upgrade and clean activities
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/apt-daily-upgrade.timer; enabled; preset: enabled)
    Drop-In: /etc/systemd/system/apt-daily-upgrade.timer.d
             └─override.conf
     Active: active (waiting) since Tue 2023-08-01 13:37:41 CST; 9s ago
    Trigger: Wed 2023-08-02 01:30:00 CST; 11h left
   Triggers: ● apt-daily-upgrade.service

Aug 01 13:37:41 node01 systemd[1]: Stopped apt-daily-upgrade.timer - Daily apt upgrade and clean activities.
Aug 01 13:37:41 node01 systemd[1]: Stopping apt-daily-upgrade.timer - Daily apt upgrade and clean activities...
Aug 01 13:37:41 node01 systemd[1]: Started apt-daily-upgrade.timer - Daily apt upgrade and clean activities.
```

## 5.硬件直通

### 5.1.修改 Grub

参考官方文档 [qm_pci_passthrough](https://pve.proxmox.com/pve-docs/pve-admin-guide.html#qm_pci_passthrough) 和 [Pci passthrough](https://pve.proxmox.com/wiki/Pci_passthrough) 开启 PVE 硬件直通功能。  

使用终端工具登录到 PVE 服务器，编辑系统 `Grub` 的配置文件 `/etc/default/grub` 。  

```bash
## 编辑 Grub 配置文件
$ nano /etc/default/grub
```

在编辑器对话框中修改 `GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT` 参数，注意命令中间的空格。  

```bash
## Intel 处理器添加参数

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet intel_iommu=on iommu=pt"

```

根据官方文档的说明，AMD 处理器下硬件直通功能将会自动打开，否则需要手动修改 `Grub` 配置文件。  

```bash
## AMD 处理器添加参数

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet amd_iommu=on iommu=pt"

```

修改并保存后，需要更新系统 `Grub` 。  

```bash
## 更新系统 Grub
$ update-grub
```

### 5.2.添加内核模块

修改系统 `/etc/modules` 配置文件，增加必要的系统模块。  

```bash
## 编辑系统配置文件
$ nano /etc/modules
```

在配置文件中添加以下配置项，并保存。  

```bash
## 硬件直通配置项

vfio
vfio_iommu_type1
vfio_pci

```

执行以下命令更新 `initramfs` ，更新完成后，建议重启 PVE 服务器。  

```bash
## 更新 initramfs
$ update-initramfs -u -k all
```

### 5.3.检查硬件直通

PVE 服务器重启完成后，再次使用终端工具登录，并执行以下命令检查硬件直通状态。  

主要查看 `IOMMU` 、 `Directed I/O` 或 `Interrupt Remapping` 的启用状态。  

```bash
## 检查系统硬件直通状态
$ dmesg | grep -e DMAR -e IOMMU -e AMD-Vi

#### 设备 CPU - N6005 示例输出
[    0.017937] ACPI: DMAR 0x00000000746C2000 000088 (v02 INTEL  EDK2     00000002      01000013)
[    0.017965] ACPI: Reserving DMAR table memory at [mem 0x746c2000-0x746c2087]
[    0.047812] DMAR: IOMMU enabled
[    0.116031] DMAR: Host address width 39
[    0.116032] DMAR: DRHD base: 0x000000fed90000 flags: 0x0
[    0.116038] DMAR: dmar0: reg_base_addr fed90000 ver 4:0 cap 1c0000c40660462 ecap 49e2ff0505e
[    0.116041] DMAR: DRHD base: 0x000000fed91000 flags: 0x1
[    0.116046] DMAR: dmar1: reg_base_addr fed91000 ver 1:0 cap d2008c40660462 ecap f050da
[    0.116048] DMAR: RMRR base: 0x0000007b800000 end: 0x0000007fbfffff
[    0.116051] DMAR-IR: IOAPIC id 2 under DRHD base  0xfed91000 IOMMU 1
[    0.116052] DMAR-IR: HPET id 0 under DRHD base 0xfed91000
[    0.116053] DMAR-IR: Queued invalidation will be enabled to support x2apic and Intr-remapping.
[    0.117774] DMAR-IR: Enabled IRQ remapping in x2apic mode
[    1.746431] pci 0000:00:02.0: DMAR: Skip IOMMU disabling for graphics
[    2.290116] DMAR: No ATSR found
[    2.290117] DMAR: No SATC found
[    2.290118] DMAR: IOMMU feature fl1gp_support inconsistent
[    2.290119] DMAR: IOMMU feature pgsel_inv inconsistent
[    2.290120] DMAR: IOMMU feature nwfs inconsistent
[    2.290121] DMAR: IOMMU feature pds inconsistent
[    2.290122] DMAR: IOMMU feature eafs inconsistent
[    2.290123] DMAR: IOMMU feature prs inconsistent
[    2.290123] DMAR: IOMMU feature nest inconsistent
[    2.290124] DMAR: IOMMU feature mts inconsistent
[    2.290124] DMAR: IOMMU feature sc_support inconsistent
[    2.290125] DMAR: IOMMU feature dev_iotlb_support inconsistent
[    2.290126] DMAR: dmar0: Using Queued invalidation
[    2.290129] DMAR: dmar1: Using Queued invalidation
[    2.290568] DMAR: Intel(R) Virtualization Technology for Directed I/O
```

检查系统 `IOMMU` 分组，执行以下命令。  

```bash
## 检查 IOMMU group
$ find /sys/kernel/iommu_groups/ -type l

#### 设备 CPU - N6005 示例输出
/sys/kernel/iommu_groups/7/devices/0000:00:1c.4
/sys/kernel/iommu_groups/15/devices/0000:04:00.0
/sys/kernel/iommu_groups/5/devices/0000:00:17.0
/sys/kernel/iommu_groups/13/devices/0000:02:00.0
/sys/kernel/iommu_groups/3/devices/0000:00:15.2
/sys/kernel/iommu_groups/3/devices/0000:00:15.0
/sys/kernel/iommu_groups/11/devices/0000:00:1f.0
/sys/kernel/iommu_groups/11/devices/0000:00:1f.5
/sys/kernel/iommu_groups/11/devices/0000:00:1f.3
/sys/kernel/iommu_groups/11/devices/0000:00:1f.4
/sys/kernel/iommu_groups/1/devices/0000:00:00.0
/sys/kernel/iommu_groups/8/devices/0000:00:1c.5
/sys/kernel/iommu_groups/16/devices/0000:05:00.0
/sys/kernel/iommu_groups/6/devices/0000:00:1c.0
/sys/kernel/iommu_groups/14/devices/0000:03:00.0
/sys/kernel/iommu_groups/4/devices/0000:00:16.0
/sys/kernel/iommu_groups/12/devices/0000:01:00.0
/sys/kernel/iommu_groups/2/devices/0000:00:14.5
/sys/kernel/iommu_groups/2/devices/0000:00:14.2
/sys/kernel/iommu_groups/2/devices/0000:00:14.0
/sys/kernel/iommu_groups/10/devices/0000:00:1c.7
/sys/kernel/iommu_groups/0/devices/0000:00:02.0
/sys/kernel/iommu_groups/9/devices/0000:00:1c.6
```

## 6.系统清理

PVE 系统配置完成后，可执行以下命令，对系统进行清理。  

```bash
## 清理系统软件包
$ apt clean && apt autoclean && apt autoremove --purge

## 清理系统缓存
$ rm -rvf /var/cache/apt/* /var/lib/apt/lists/* /tmp/*

## 清理系统日志
$ find /var/log/ -type f | xargs rm -rvf

## 清理命令历史记录文件
$ rm -rvf ~/.bash_history && history -c
```

至此 PVE 的系统调整已经完成。