如何使用RSS提升DPDK應(yīng)用的性能

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什么是RSS

RSS(Receive Side Scaling)是一種能夠在多處理器系統(tǒng)下使接收報(bào)文在多個(gè)CPU之間高效分發(fā)的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

網(wǎng)卡對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行解析，獲取IP地址、協(xié)議和端口五元組信息
網(wǎng)卡通過配置的HASH函數(shù)根據(jù)五元組信息計(jì)算出HASH值,也可以根據(jù)二、三或四元組進(jìn)行計(jì)算。
取HASH值的低幾位(這個(gè)具體網(wǎng)卡可能不同)作為RETA(redirection table)的索引
根據(jù)RETA中存儲(chǔ)的值分發(fā)到對(duì)應(yīng)的CPU

下圖描述了完整的處理流程：

基于RSS技術(shù)程序可以通過硬件在多個(gè)CPU之間來分發(fā)數(shù)據(jù)流，并且可以通過對(duì)RETA的修改來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的負(fù)載均衡。

在DPDK中配置RSS

DPDK支持設(shè)置靜態(tài)hash值和配置RETA。不過DPDK中RSS是基于端口的，并根據(jù)端口的接收隊(duì)列進(jìn)行報(bào)文分發(fā)的。例如我們在一個(gè)端口上配置了3個(gè)接收隊(duì)列(0,1,2)并開啟了RSS，那么中就是這樣的:

{0,1,2,0,1,2,0.........}

運(yùn)行在不同CPU的應(yīng)用程序就從不同的接收隊(duì)列接收報(bào)文，這樣就達(dá)到了報(bào)文分發(fā)的效果。

在DPDK中通過設(shè)置rte_eth_conf中的mq_mode字段來開啟RSS功能， rx_mode.mq_mode = ETH_MQ_RX_RSS。

當(dāng)RSS功能開啟后，報(bào)文對(duì)應(yīng)的rte_pktmbuf中就會(huì)存有RSS計(jì)算的hash值，可以通過pktmbuf.hash.rss來訪問。這個(gè)值可以直接用在后續(xù)報(bào)文處理過程中而不需要重新計(jì)算hash值，如快速轉(zhuǎn)發(fā)，標(biāo)識(shí)報(bào)文流等。

RETA是運(yùn)行時(shí)可配置的，這樣應(yīng)用程序就可以動(dòng)態(tài)改變CPU對(duì)應(yīng)的接收隊(duì)列，從而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)報(bào)文分發(fā)。具體通過PMD模塊的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行配置，例如ixgbe_dev_rss_reta_update 和ixgbe_dev_rss_reta_query。

對(duì)稱RSS

在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，如果同一個(gè)連接的雙向報(bào)文在開啟RSS之后被分發(fā)到同一個(gè)CPU上處理，這種RSS就稱為對(duì)稱RSS。對(duì)于需要為連接保存一些信息的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用來說，對(duì)稱RSS對(duì)性能提升有很大幫助。如果同一個(gè)連接的雙向報(bào)文被分發(fā)到不同的CPU，那么兩個(gè)CPU之間共享這個(gè)連接的信息就會(huì)涉及到鎖，而鎖顯然是會(huì)影響性能的。

RSS一般使用Toeplitz哈希算法，該算法有兩個(gè)輸入：一個(gè)默認(rèn)的hash key和從報(bào)文中提取的五元組信息。 DPDK使用的默認(rèn)hash key是微軟推薦的，具體定義見lib/librte_pmd_e1000/igb_rxtx.c:1539，同一個(gè)連接的不同方向使用這個(gè)默認(rèn)值計(jì)算出來的hash值是不一樣的。

具體講就是{src: 1.1.1.1, dst: 2.2.2.2, srcport: 123, dstport: 456}和{src: 2.2.2.2, dst: 1.1.1.1, srcport: 456, dstport: 123} 計(jì)算出來的hash值是不一樣的，hash值不一樣就會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)方向的報(bào)文被分發(fā)到不同的接收隊(duì)列，由不同的CPU進(jìn)行處理。

如果想達(dá)到對(duì)稱RSS的效果，那么需要使用其他hash key替換掉DPDK目前使用的。

這里給出hash key的值。

static uint8_t rss_intel_key[40] = { 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, 0x6D, 0x5A, };

上述就是小編為大家分享的如何使用RSS提升DPDK應(yīng)用的性能了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

標(biāo)題名稱：如何使用RSS提升DPDK應(yīng)用的性能
新聞來源：http://bm7419.com/article6/geghog.html

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