accelerate sdn/nfv network ~ネットワーク高速化のアレコレ~ -...
TRANSCRIPT
Accelerate SDN/NFV Network ~ネットワーク高速化のアレコレ~
2016 Mar
Who am I
株式会社アルティマ
SE 北島佑樹 (きたじま ゆうき)
経歴
これまでにFAE/SEとして複数ベンダを担当
(HW)SASコントローラーチップ(FW開発サポート)
(SW)デジカメ向け3Dソフト
(HW)IO仮想化
(HW)ARM高集積サーバ
いま
担当：Mellanox, HGST, 6WIND, Midokura
担当分野
→クラウドインフラ(サーバ、ストレージ、ネットワーク)
2
Who アルティマ & マクニカグループ
3
GmbH
D H
W
米国（カリフォルニア、イリノイ）
シンガポール
香港
台湾
中国（深セン、上海、北京）
韓国
タイ
マレーシア
中国・香港
ASEAN・インド
台湾
北米
ブラジル
欧州
マクニカ社内分社 国内関連会社 （コンポーネント）
国内関連会社 （ネットワーク）
マクニカ海外現地法人 （主に日系顧客対応）
海外グループ会社 （現地顧客対応）
GROUP
Topic
「仮想ネットワークの高速化」のアレコレについて
~ 本日お話しする内容 ~
4
SR-IOV VXLAN offload DPDK
OVS offload FPGA on NIC
…とはナニ!?という話は時間上省略いたします。 何を高速化? どんなところで使えるか?
という内容重視でお話しします。
仮想ネットワークアレコレ 超まとめ
5
仮想NW高速化テクノロジー超まとめ
6
VXLAN offload
国内実績多数 枯れてきている技術
SR-IOV
Kernelバイパスのため取り扱い注意 最近ではクラウドでも使われ始める Amazon EC2でサポートしている
(NVGRE)
Ready to use…
DPDK Trendy Tech
https://fd.io/
NFVのユースケースで注目 DPDK対応のアプリケーションはある
が選択肢は少ない ・OSS -> OVS + DPDK ・Enterprise -> 6WIND, Vyatta
OVS offload NIC FPGA NIC VPP Technology etc
Tips ~VXLAN offload~
NTT docomo
7 https://www.nttdocomo.co.jp/info/news_release/2014/11/04_00.html
Tips ~DPDK~
8
https://insights.ubuntu.com/2015/12/02/6wind-partners-with-
canonical-to-accelerate-ubuntu-cloud-networking/
Tips ~SR-IOV and OVS offload~
OVSオフロードエンジン搭載NIC
9
ConnectX Series 10/25/40/100GbE
Tips ~FPGA NIC~
FPGAを搭載したアダプタカード(NIC)
10
FPGA
NIC ASIC
特定処理をFPGAで実装 ・SSL+IPsecの暗号化/複合化を
FPGAにオフロード
FPGA上に自由にアプリケーションを開発 ・用途に応じカスタマイズ可能
・機械学習、Deep Learning
・Big Data
・セキュリティ
・etc
Accelerate for What's ??
11
ネットワーク高速化するには!?
ボトルネックの理解
12
ScaleUPで解決するか？ ソフトウェアスイッチ(vSwitch), virtIOのボトルネック 割込み、コンテキストスイッチ NICドライバ
テクノロジーの分類
HWアクセラレーション
SWアクセラレーション
13
~特徴~
・特定のハードウェアを使用することでNW処理を高速化
・HW, デバイスドライバ(inbox or Proprietary)に依存
・ポイントは求める性能が出るか否か。。。
~特徴~
・NWプロセスを効率的に処理するための仕組みを
取り入れることで高速化
・DPDKはこれに分類
・HW、アプリケーションとの連携が必須で理解が複雑
14
動作解説
それぞれの特徴と使いどころ
VXLAN offload
VTEP -> RSS/TSO/RSO
15
NIC Driver
Linux Kernel
OVS
Flow Table
User Space
Virtio
VM
Virtio
VM
OVSDB
(VTEP)
ポイント説明
①VXLANパケットのchecksum, RSO/TSO, の
CPUオフロード
②[OVS] VTEP(CPU)によるVXLANのdecap/encap
③VMとの受け渡しはVLAN
意外と多い勘違い
VTEPはオフロードしません*
ただし、VTEPオフロードをするNICもあります！
使いどころ
VM当たりのスループット性能の向上
CPU負荷の低減
OS inboxドライバ対応が進む
①
②
③
それぞれの特徴と使いどころ
OVS
16
NIC Driver
Linux Kernel
OVS
Flow Table
User Space
Virtio
VM
Virtio
VM
①
ボトルネック多数
パケット毎に割り込み処理発生
コンテキストスイッチ多
vNICオーバヘッド大
OVS
Management
③
ポイント説明
①割込み制御(IRQ)、カーネルバッファコピー
②Kernel-Userコンテキストスイッチ
③1,2同様(データパスがKernelが故)
②
それぞれの特徴と使いどころ
OVS + DPDK(6WIND)
17
DPDK(PMD Driver)
Linux Kernel
OVS
Flow Table
User Space
6WIND
Fastpath
Flow Table
Virtio or
Fast vNIC
VM
Virtio or
Fast vNIC
VM
①
②
DPDK DPDK
OVS
Management
ポイント説明
①Pall Mode driverによる割込み制御
②Userスペースでのデータパス処理
③VM受け渡しのDPDK, Multi Queue対応
使いどころ
pps性能UP(ショートパケットにも強い)
VNF的な使い方
PMDドライバ対応NICを要選定
②
③
メリット
割込み負荷の低減、DP専有コアを指定
コンテキストスイッチによるオーバーヘッド少
VMの高速化
OVS Transparent
それぞれの特徴と使いどころ
OVS offload
18
NIC Driver
Linux Kernel
User Space
VF
(SRIOV)
VM
VF
(SRIOV)
VM
③
OVS
Flow Table
OVS
Management
Stats Report
Configuraiton
VF VF
①
②
ポイント説明
①SR-IOVでVMにtap
②NICでOVSのデータプレーンを制御
③OVSコントローラーとの連携
メリット
SR-IOVのデメリットをカバー
OVSの高速化に特化
それぞれの特徴と使いどころ
SR-IOV
19
NIC Driver
Linux Kernel
User Space
ixgbevf
VM
Virtio
VM
① VF VF
VF VF
VF VF
②
ポイント説明
①VF(Virtual Function)として複数の論理イン
ターフェース持つ
②vNICに直接tapするためカーネルバイパス
使いどころ
仮想スイッチの要件レベルが低い部分
OpenStack連携は課題有り
まとめ
20
比較項目 VXLAN
offload
OVS+DPDK SR-IOV OVS offload
性能 スループット pps スループット スループット
CPU負荷 有効 柔軟に チューニング可
有効 有効
OpenStack連携
N/A ○ △ △
Dev Driver ○ ※対応NICを要選定
△ ※対応NICを要選定
○ ※製品ごとに VF数異なる
△
対応製品
– End-to-End 10, 25, 40, 50 and 100G
21
Entering the Era of 25, 50 and 100GbE
25 / 100GbE Network Switch
Throughput of 6.4Tb/s
VTEP encap/decap対応(CumulusOS)
100GbE Adapter
(10 / 25 / 40 / 50 / 100GbE)
VXLAN encap/decap* , VALAN offload
Erasure Coding, RDMA
10/40GbE Adapter
(10 / 40GbE)
VALAN offload, RDMA
告知) 3/3(木) Mellanoxセミナー
22
http://www.altima.co.jp/seminar_workshop/160303.html
Search!!
