Upgrade to Pro — share decks privately, control downloads, hide ads and more …

TapAggregationを使ったデータプレーン性能測定

Sponsored · SiteGround - Reliable hosting with speed, security, and support you can count on.
Avatar for Mabuchin Mabuchin
October 01, 2018

 TapAggregationを使ったデータプレーン性能測定

Avatar for Mabuchin

Mabuchin

October 01, 2018
Tweet

More Decks by Mabuchin

Other Decks in Technology

Transcript

  1. About • ⾺淵俊弥 / Toshiya Mabuchi • 開発本部 XFLAG事業推進室 インフラ開発グループ

    • 主にやっていること • AS38651ネットワークまわりの運⽤ • DPDK/XDP等のパケット⾼速処理技術を⽤いたネットワーク基盤開発 • ネットワーク運⽤⾃動化(⾼度化)に向けたコード整備 • ネットワーク制御のためのAPI/コントロールプレーンの開発
  2. ネットワーク開発? • ユーザがプログラマブルかつ⾼速にパケット処理できる技術の確⽴ (DPDK/XDP/Netmap/FD.io/P4/SmartNIC/ etc...) • Linuxユーザランドで動作させるようなものでも、40Mppsくらい余裕で出る • 一般的なサーバーを使い、自社に適したネットワーク処理を追加することができる •

    ネットワークの自由度の大幅な向上が見込める • P4/SmartNICの利用により、ASICとほぼ同等の処理性能を得られるケースも • レイテンシやパケロスロス等、性能⾯のテストを⾃分達で検査する必要 • 保守も当然自分たちなので、保守できる範囲も考えなければならない →まずは自社特有の事情にマッチする点にに利用していくパターンが多い
  3. データプレーン開発する際に考慮する点 • パケット加⼯処理が、どの程度オーバーヘッドを⽣んでいるか ≒ レイテンシにどの程度影響を与えるのか • オーバーヘッドとなる要因は様々 • パケット加工時のアルゴリズム(特にInner周りの処理) •

    各プロトコルChecksum等の計算方法(Offload/自力) • メモリの取扱い • NIC性能 • CPU性能 などなど.... 「処理による遅延」を「可能な限り正確に」測定し、 許容できないオーバーヘッドを生んでいないか確かめることが重要
  4. 性能をどう計測するか • 帯域性能検査 • T-REX • DPDKベースのOSSトラフィックジェネレータ • 対象を挟んだLoopBack的な試験で送信/受信パケットの総数や帯域の検査が可能 •

    Python API / GUIどちらもそこそこ使える • パフォーマンステストをコードベースで記述し何度もデータを簡単に取れる • Scapyベースでパケットを生成して送付できるのでコードも簡単 • 遅延性能検査 • Tap Aggregation • Nano secレベルでレイテンシの計測が可能 • テストする実パケット自体には手を加えずに計測が可能
  5. • オプション機能がいくつかある • Timestamp機能 ASIC ClockをもとにしたIEEE1588(PTP) ToD形式のタイムスタンプを埋め込む機能 • Replace Souce

    Mac: Souce Mac Addressを48bitのTimestampに上書きする パーサを書かなくていいので、取扱いが楽 • Extend L2 Header : Etherヘッダに拡張で独自のヘッダーを挿入する • Filtering機能 • ACLと同じ感覚で、特定条件に沿ったパケットのみ解析するサーバーに送付可能 (e.g. TCP dst port 80のみ解析サーバへ送る) Tap Aggregationオプション機能
  6. Tap Aggregation Timestamp • 今回はSource Mac addressを書き換える⽅法を採⽤ • 追加でパケットのパーサを書く必要がない •

    Source Mac addressの情報は解析時には不要なので問題無し • 48bit IEEE1588 ToD Formatで、秒数変換も難しくない 16bit 32bit 48bit Second nano second (/30nano sec) ※MSB 2bitは0固定なので実質30bit
  7. まとめ • データプレーン開発 • すでに十分適用可能なレベルに開発が進んできている • SmartNIC/DPDKともにASIC性能には及ばないが、十分な性能 • 処理のオーバーヘッドにはそれなりに気を使っている •

    開発サポートのツールとしてのTap Aggregation • nsecレベルで正確にレイテンシ計測が可能 • 開発時の指標として正確に遅延計測 • 解析するためのサーバーは1台でオッケー • SrcMacに埋め込む形式なら解析の手間もかからない
  8. 最後に... トラブルシュート利⽤への展望 • Tap Aggregationのフィルタリング機能 • 網内パケットのトラブルシュートに非常に有効 • PolicyベースでTAPパケットをフィルタリング -

    ICMP ErrorやTCP RetransmitのみTap Aggregationで解析 問題が発生している箇所をDestination IPで可視化することで、 現状況と原因を、素早く的確な箇所で切り分けが可能 こんなイメージ ・・・というアイディア