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10.3. ネットワークの最適化

OpenShift SDN は OpenvSwitch、Virtual extensible LAN (VXLAN) トンネル、OpenFlow ルール、iptables を使用します。このネットワークは、ジャンボフレーム、マルチキュー、ethtool 設定を使用して調整できます。

OVN-Kubernetes は、トンネルプロトコルとして VXLAN ではなく Generic Network Virtualization Encapsulation (Geneve) を使用します。このネットワークは、ネットワークインターフェイスコントローラー (NIC) オフロードを使用して調整できます。

OpenShift Container Platform を実行するクラウド環境、仮想環境、ベアメタル環境では、最小限のチューニングで NIC の機能の大部分を使用できます。OVN-Kubernetes と Geneve トンネリングを使用する実稼働クラスターは、特別な設定なしで、高スループットのトラフィックを効率的に処理し、スケールアップ (100 Gbps NIC の利用など) およびスケールアウト (NIC の追加など) を行うことができます。

効率の最大化が重要な一部の高パフォーマンス環境では、ターゲットを絞ったパフォーマンスチューニングによって、CPU 使用率を最適化し、オーバーヘッドを削減し、NIC の機能を最大限に活用できます。

最大スループットと CPU 効率が重要な環境では、次の方法を使用してパフォーマンスをさらに最適化できます。

  • iPerf3 や k8s-netperf などのツールを使用してネットワークのパフォーマンスを検証します。これらのツールを使用すると、Pod およびノードインターフェイス全体のスループット、レイテンシー、および 1 秒あたりのパケット数 (PPS) を評価できます。
  • Border Gateway Protocol (BGP) などの OVN-Kubernetes ユーザー定義ネットワーク (UDN) ルーティング手法を評価します。
  • Geneve オフロード対応ネットワークアダプターを使用します。Geneve オフロードは、システムの CPU から、パケットのチェックサム計算と関連の CPU オーバーヘッドを、ネットワークアダプター上の専用のハードウェアに移動します。これにより、CPU サイクルが解放され、Pod やアプリケーションで使用できるようになります。また、ネットワークインフラストラクチャーの全帯域幅をユーザーが使用できるようになります。

10.3.1. ネットワークでの MTU の最適化
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重要な Maximum Transmission Unit (MTU) が 2 つあります。1 つはネットワークインターフェイスコントローラー (NIC) MTU で、もう 1 つはクラスターネットワーク MTU です。

NIC の MTU は OpenShift Container Platform のインストール時に設定します。また、クラスターの MTU の変更は、インストール後のタスクとして実行できます。詳細は、「クラスターネットワーク MTU の変更」を参照してください。

OVN-Kubernetes プラグインを使用するクラスターの場合、MTU はネットワークの NIC でサポートされている最大値よりも 100 バイト以上小さい必要があります。スループットを最適化する場合は、8900 など、可能な限り大きな値を選択します。レイテンシーを最低限に抑えるために最適化するには、より小さい値を選択します。

重要

クラスターが OVN-Kubernetes プラグインを使用し、ネットワークが NIC を使用してネットワーク経由で断片化されていないジャンボフレームパケットを送受信する場合は、Pod が失敗しないように、NIC の MTU 値として 9000 バイトを指定する必要があります。

OpenShift SDN ネットワークプラグインオーバーレイ MTU は、NIC MTU よりも少なくとも 50 バイト小さくする必要があります。これは、SDN オーバーレイのヘッダーに相当します。したがって、通常のイーサネットネットワークでは、これを 1450 に設定する必要があります。ジャンボフレームイーサネットネットワークでは、これを 8950 に設定する必要があります。これらの値は、NIC に設定された MTU に基づいて、Cluster Network Operator によって自動的に設定される必要があります。したがって、クラスター管理者は通常、これらの値を更新しません。Amazon Web Services (AWS) およびベアメタル環境は、ジャンボフレームイーサネットネットワークをサポートします。この設定は、特に伝送制御プロトコル (TCP) のスループットに役立ちます。

注記

OpenShift SDN CNI は、OpenShift Container Platform 4.14 以降非推奨になりました。OpenShift Container Platform 4.15 以降の新規インストールでは、ネットワークプラグインというオプションはなくなりました。今後のリリースでは、OpenShift SDN ネットワークプラグインは削除され、サポートされなくなる予定です。Red Hat は、この機能が削除されるまでバグ修正とサポートを提供しますが、この機能は拡張されなくなります。OpenShift SDN CNI の代わりに、OVN Kubernetes CNI を使用できます。詳細は、OpenShift SDN CNI の削除 を参照してください。

OVN および Geneve については、MTU は最低でも NIC MTU より 100 バイト少なくなければなりません。

注記

この 50 バイトのオーバーレイヘッダーは、OpenShift SDN ネットワークプラグインに関連します。他の SDN ソリューションの場合はこの値を若干変動させる必要があります。

10.3.3. IPsec の影響
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ノードホストの暗号化、復号化に CPU 機能が使用されるので、使用する IP セキュリティーシステムにかかわらず、ノードのスループットおよび CPU 使用率の両方でのパフォーマンスに影響があります。

IPSec は、NIC に到達する前に IP ペイロードレベルでトラフィックを暗号化して、NIC オフロードに使用されてしまう可能性のあるフィールドを保護します。つまり、IPSec が有効な場合には、NIC アクセラレーション機能を使用できない場合があり、スループットの減少、CPU 使用率の上昇につながります。

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