追追追:快爆炸99%伺服器記憶體用到哪裡去了?

追追追:快爆炸99%伺服器記憶體用到哪裡去了?

Memory 使用 99%

公司有台 Disk I/O 與 Network I/O 量不小的 Server Core - Docker Host 伺服器,發現 Momery 被使用至 99%,雖然看起來(似乎)不影響 Container App 的運作,執行 Docker CLI 或 PowerShell 非常明顯的反應遲鈍鈍鈍,直覺不查不行。

首先當然從 Container 下手:

docker stats

PRIV WORKING SET 的值來看,沒有太過異常。那從 Docker Host 來看呢?

Handles  NPM(K)    PM(K)      WS(K)     CPU(s)     Id  SI ProcessName
-------  ------    -----      -----     ------     --  -- -----------
    105       5     1020       4228       0.00   1888  10 CExecSvc
    105       5     1032       4204       0.06   3888   3 CExecSvc
    102       5     1016       4504       0.05   4216  22 CExecSvc
    103       5     1012       4220       0.27   4620  11 CExecSvc
    105       5     1028       4236       0.30   5380   6 CExecSvc
    105       5     1024       4208       0.70   5412   4 CExecSvc
    103       5     1036       4216       0.02   5924   5 CExecSvc
    103       5     1012       4216       0.47   6500   7 CExecSvc
    103       5     1028       4232       0.02   7652   8 CExecSvc
    103       5     1020       4220       0.34   8312   9 CExecSvc
    105       5     1028       4240       0.02   8856  12 CExecSvc
    105       5     1004       4216       0.39   9352  13 CExecSvc
    105       5     1028       4232       0.44   9916  15 CExecSvc
    105       5     1012       4228       0.03  10420  14 CExecSvc
    105       5     1024       4236       0.36  10604  19 CExecSvc
    103       5     1068       4276       0.02  11868  16 CExecSvc
    103       5     1144       4328       0.38  13280  17 CExecSvc
    105       5     1016       4224       0.28  13560  18 CExecSvc
    105       5     1008       4224       0.02  14708  20 CExecSvc
    151      10     5988      12360       0.17   1724   1 conhost
    156      11     8544      15492       4.84   4656  21 conhost
    155      10     9028      15844       1.41  15152  23 conhost
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    603      81    44288      71584     693.44   5496   4 dotnet
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    605      52    29816      49876      22.38   7736   8 dotnet
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     45       6     1312       3720       0.03    336   0 fontdrvhost
     45       6     1332       3844       0.02   5592  22 fontdrvhost
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     45       6     1540       4560       0.09  14492  23 fontdrvhost
      0       0       56          8                 0   0 Idle
    301      15     2952      13512       0.17   1276   1 LogonUI
     55       5      800       3136       0.00    876   0 LsaIso
   1284      32    10040      20876      12.89    896   0 lsass
    687      20     4572      12536       8.05   1084   4 lsass
    678      20     4784      12564       0.14   1772   5 lsass
    678      19     4540      12488       0.41   3732   3 lsass
    687      20     4660      12644       8.25   5288   7 lsass
    685      20     4608      12712       8.23   6548   6 lsass
    678      19     4520      12592       0.20   7176   8 lsass
    681      19     4392      11892       8.03   8112  13 lsass
    687      20     4456      12536       8.77   8124   9 lsass
    687      20     4728      12752       8.30   8180  17 lsass
    678      19     4820      12864       0.16   8292  14 lsass
    680      19     4692      12680       0.22   8832  10 lsass
    687      20     4668      12636       8.55   9548  15 lsass
    680      19     4584      12672       0.17   9820  12 lsass
    685      20     4852      12564       8.63  11080  11 lsass
    678      19     4672      12700       0.19  12080  16 lsass
    678      19     4456      12556       0.23  12412  20 lsass
    678      19     4664      12736       0.23  12468  18 lsass
    687      20     4472      12584       8.56  13892  19 lsass
    607      22     3412      11616       0.17  15832  22 lsass
    213      13     3068      10136       0.03   3684   0 msdtc
    212      13     2788       9652       0.03  16288  22 msdtc
    494      66   128864     113456   1,303.36   2200   0 MsMpEng
    913      27    61036      68576       0.83   1668  23 powershell
    636      29    73552      85440       2.81  12552  21 powershell
    306      13     2472      10328       0.20  15236  21 rdpclip
    303      12     2420       9968       0.08  15912  23 rdpclip
      0      39    50188      54004       1.86    144   0 Registry
      0       0      160      55616       0.00     72   0 Secure System
     55       5      852       3864       0.02   3632  22 ServiceMonitor
    471      12     5920      11988       1.89    856   0 services
    157       8     1616       5128       0.14    980   4 services
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    316      14     6336      15904       1.22   8828  12 svchost
    193       7     1736       6124       0.02   8948  10 svchost
    236      13     1728       6308       0.06   8996  10 svchost
    193       7     1760       6136       0.06   9008  14 svchost
    294      12     4632       9936       0.25   9068  10 svchost
    247      10     2568       9580       0.05   9108  10 svchost
    112       7     1916       5324       0.09   9144  10 svchost
    318      24     4028      11268       0.23   9180  10 svchost
    317      24     3984      11228       0.66   9276  19 svchost
    236      13     1712       6284       0.03   9280  13 svchost
    324      24     3824      11448       0.30   9452  16 svchost
    109       7     1968       5488       0.17   9472  13 svchost
    108       7     1752       5244       0.13   9488  14 svchost
    287      12     4428       9920       0.13   9612  16 svchost
    247      10     2540       9532       0.14   9664  19 svchost
    167      13     2796       8672       0.05   9736  22 svchost
    193       7     1596       5996       0.09   9932  12 svchost
    236      13     1724       6276       0.03   9960  12 svchost
    110       7     1760       5220       0.34  10000  19 svchost
    294      12     4608       9944       0.16  10036  12 svchost
    247      10     2596       9616       0.13  10084  12 svchost
    108       7     1840       5312       0.09  10120  12 svchost
    247      10     2528       9564       0.13  10140  11 svchost
    319      24     4116      11172       0.28  10156  12 svchost
    292      12     4668       9972       0.27  10260  11 svchost
    315      24     3844      11148       0.27  10268  14 svchost
    316      14     6052      15864       1.17  10412  14 svchost
    193       7     1708       6104       0.08  10468  11 svchost
    110       7     2096       5544       0.23  10608  11 svchost
    317      24     3996      11220       0.94  10616  11 svchost
    292      12     4568       9908       0.23  10692  19 svchost
    237      13     1704       6296       0.03  10720  17 svchost
    112       8     1872       5288       0.28  10736  15 svchost
    236      13     1720       6320       0.00  11084  18 svchost
    236      13     1740       6300       0.03  11088  15 svchost
    222      15     5192      11744       0.17  11168  22 svchost
    193       7     1764       6152       0.05  11188  18 svchost
    249      10     2652       9684       0.13  11436  16 svchost
    108       7     2092       5572       0.13  11500  16 svchost
    320      14     6184      15984       1.16  11772  19 svchost
    316      14     6256      15992       1.33  11876  16 svchost
    193       7     1728       6112       0.02  12192  16 svchost
    237      13     1808       6360       0.03  12220  16 svchost
    291      12     4660       9988       0.30  12388  17 svchost
    249      10     2616       9648       0.16  12516  17 svchost
    193       7     1772       6152       0.08  12956  17 svchost
    108       7     1852       5348       0.23  13072  17 svchost
    320      14     6412      15920       1.20  13284  17 svchost
    247      10     2572       9588       0.17  13336  18 svchost
    108       7     1732       5212       0.11  13372  18 svchost
    316      24     3828      11064       0.17  13408  18 svchost
    236      13     1768       6320       0.16  13536  19 svchost
    316      14     6348      15992       1.22  13552  18 svchost
    327      13     3036      10084       0.06  13780  22 svchost
    169       8     1436       6344       0.03  13872   0 svchost
    236      13     1752       6308       0.06  14364  20 svchost
    288      12     4548       9936       0.16  14436  20 svchost
    247      10     2612       9580       0.22  14472  20 svchost
    110       7     2108       5544       0.08  14508  20 svchost
    316      24     3928      11176       0.25  14536  20 svchost
    891      32    12636      30312       5.91  14572  22 svchost
    320      14     6280      16064       1.53  14700  20 svchost
    148       9     2004       7244       0.09  15252   0 svchost
    163      11     3972      10580       0.11  15872  22 svchost
  11826       0      192        152   3,011.58      4   0 System
    200      12     2224       9992       0.06  15472  21 taskhostw
    197      12     1984       9468       0.05  15576  23 taskhostw
    373      22    17280      29832      60.67  16196  21 Taskmgr
    180      13     4648      12664       0.08   2176   0 VGAuthService
    406      29     5476      13272       8.02   4064   0 vmcompute
      0       1  1050988     230500       3.25   4936   0 vmmem
    562      27    46620      31056       0.47   2460   0 vmms
    369      25    11268      23360      54.78   2168   0 vmtoolsd
    325      19     6284      18796       3.47   4868   0 vmwp
    161      10     1384       6508       0.06    736   0 wininit
     90       7      896       3856       0.06   1196   3 wininit
     90       7      948       3920       0.05   4460   4 wininit
     90       7      888       3860       0.03   5128   5 wininit
     90       7      936       3908       0.03   5440   6 wininit
     90       7      904       3884       0.05   5936   8 wininit
     90       7      884       3868       0.02   6960   7 wininit
     90       7      844       3824       0.05   7276   9 wininit
     90       7      856       3844       0.00   8788  10 wininit
     90       7      856       3836       0.02   9556  13 wininit
     90       7      948       3920       0.02   9776  12 wininit
    157      10     1364       6612       0.06  10112  22 wininit
     90       7      860       3852       0.02  10136  14 wininit
     90       7      860       3856       0.02  10864  15 wininit
     90       7      928       3912       0.02  11044  11 wininit
     90       7      912       3892       0.02  12032  16 wininit
     90       7      924       3896       0.03  12728  18 wininit
     90       7      868       3856       0.02  12868  17 wininit
     90       7      884       3848       0.05  13296  20 wininit
     90       7      896       3876       0.02  14236  19 wininit
    196       9     1916       8160       0.09    772   1 winlogon
    224      10     2132       9152       0.09  12680  23 winlogon
    236      11     2264       9492       0.16  13712  21 winlogon
    307      15    12740      20620     106.02   3720   0 WmiPrvSE

Get-Process 文件有欄位補充說明:

  • Handles: The number of handles that the process has opened.
  • NPM(K): The amount of non-paged memory that the process is using, in kilobytes.
  • PM(K): The amount of pageable memory that the process is using, in kilobytes.
  • WS(K): The size of the working set of the process, in kilobytes. The working set consists of the pages of memory that were recently referenced by the process.
  • VM(M): The amount of virtual memory that the process is using, in megabytes. Virtual memory includes storage in the paging files on disk.
  • CPU(s): The amount of processor time that the process has used on all processors, in seconds.
  • ID: The process ID (PID) of the process.
  • ProcessName: The name of the process.

整體而言,從 NPM(K)、PM(K)、WS(K) 來看,Server Core 的行程並無異常。苦無下文的時候:

Task Manager - Memory

等等,好像那裡怪怪的,開啟我的筆電來比對:

Task Manager - Memory by Bruce

那個 Non-paged pool(非分頁集區)是什麼東東,原來伺服器的 Memory 都被 Non-paged pool 吃光光了。我們利用 RamMap 證實犯人的身份。

RamMap Tool

用中英文關鍵字查詢,可以看到不少類似的災情,不過絕大多數案例都是發生在 Windows 8/10 身上,寫 Windows Server 很少。那到底是什麼東西把 Non-Paged Pool 用光了?網路上都推薦使用 PoolMon 工具來查詢,但近 12 GB 的資料量不小,通常會利用快速鍵 PB 來排序:

Command Key 說明
P 限制呈現 nonpaged pool 或 paged pool 或兩者。每次按 P 重新選擇下一個選項。
B 依最大 bytes 使用量排序。

其他快速鍵可參考文件,或是在執行時直接指定參數,可參考:PoolMon Examples

找出最大使用量之後名稱後,網路都是教到 %Systemroot%\System32\Drivers 去找出那個 Driver 出問題,造成 nonpaged pool 持續飆高。

你可以利 FileSeek 來進行檔案內容搜尋。

不過這裡又讓我卡關了。因為我查不出有那個 Driver 出問題。

一邊查文件一邊想問題時,找到一篇比較正式 Memory Pools 文件,但只簡單說明有 nonpaged pool 和 paged pool 兩種 Memory Pools,又在 TechNet Mark's Blog 有比較詳細的 Memory 說明,其中兩段大至可以了解 nonpaged pool 的作用:

  • The kernel and device drivers use nonpaged pool to store data that might be accessed when the system can’t handle page faults.
  • Nonpaged pool is therefore always kept present in physical memory and nonpaged pool virtual memory is assigned physical memory. Common system data structures stored in nonpaged pool include the kernel and objects that represent processes and threads, synchronization objects like mutexes, semaphores and events, references to files, which are represented as file objects, and I/O request packets (IRPs), which represent I/O operations.

回頭看看開頭第一句,這些 Disk I/O 與 Network I/O 確實是由大量的非同步物件在操作,而且這些操作都是以1秒為單位。這樣解釋與我們操作行為就非常合理了。那麼接下來就是如何解決的問題了。

系統 Registry 操作有一定風險,請自行評估風險。

一、限制 NonPagedPoolSize 大小。

取得 NonPagedPoolSize 預設值:

Get-ItemProperty -Path "HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management" -Name NonPagedPoolSize

NonPagedPoolSize : 0

設定 NonPagedPoolSize 值:

Set-ItemProperty -Path "HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management" -Name "NonPagedPoolSize" -Value 1024

二、停用 Windows Network Data 使用 Monitor Driver

Ndu 的 Start 預設值應該為 2。

Get-ItemProperty -Path "HKLM:\SYSTEM\ControlSet001\Services\Ndu\" -Name Start

Start        : 2

修改為 4。

Set-ItemProperty -Path "HKLM:\SYSTEM\ControlSet001\Services\Ndu\" -Name Start -Value 4

Windows 10 有此機碼。但我在 Server Core 上找不到此機碼。

三、停用 Null Service

Null 取得 Start 預設值應該為 1。

Get-ItemProperty -Path "HKLM:\SYSTEM\ControlSet001\Services\Null" -Name Start

Start        : 1

修改為 4,以停用 Null Session Share。

Set-ItemProperty -Path "HKLM:\SYSTEM\ControlSet001\Services\Null" -Name Start -Value 4

以我們的情境,第一個是比較合適的設定值。以下是測試一天後 Non-paged pool,由原本的近 12 GB 的使用量,現在限制在一定的使用量之內。

Day2 - NonPaged Pool

特別的 Case,可遇不可求,還好應用程式都沒事,算是對 Memory 又多一層了解。

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