8.7. SR-IOV での DPDK の使用

手順

1. コンピュートノードトポロジーのマッピングを実行し、DPDK アプリケーション用に分離する Non-Uniform Memory Access (NUMA) CPU と、オペレーティングシステム (OS) 用に予約する NUMA CPU を決定します。

2. OpenShift Container Platform クラスターが高可用性のために個別のコントロールプレーンとコンピュートノードを使用する場合:

   1. コンピュートノードのサブセットにカスタムロール (例: worker-dpdk) のラベルを追加します。

      $ oc label node <node_name> node-role.kubernetes.io/worker-dpdk=""

   2. spec.machineConfigSelector オブジェクトに worker-dpdk ラベルを含む新しい MachineConfigPool マニフェストを作成します。

      MachineConfigPool マニフェストの例

      apiVersion: machineconfiguration.openshift.io/v1
      kind: MachineConfigPool
      metadata:
        name: worker-dpdk
        labels:
          machineconfiguration.openshift.io/role: worker-dpdk
      spec:
        machineConfigSelector:
          matchExpressions:
            - key: machineconfiguration.openshift.io/role
              operator: In
              values:
                - worker
                - worker-dpdk
        nodeSelector:
          matchLabels:
            node-role.kubernetes.io/worker-dpdk: ""

3. 前の手順で作成したラベル付きノードとマシン設定プールに適用する PerformanceProfile マニフェストを作成します。パフォーマンスプロファイルは、DPDK アプリケーション用に分離された CPU とハウスキーピング用に予約された CPU を指定します。

   PerformanceProfile マニフェストの例

   apiVersion: performance.openshift.io/v2
   kind: PerformanceProfile
   metadata:
     name: profile-1
   spec:
     cpu:
       isolated: 4-39,44-79
       reserved: 0-3,40-43
     globallyDisableIrqLoadBalancing: true
     hugepages:
       defaultHugepagesSize: 1G
       pages:
       - count: 8
         node: 0
         size: 1G
     net:
       userLevelNetworking: true
     nodeSelector:
       node-role.kubernetes.io/worker-dpdk: ""
     numa:
       topologyPolicy: single-numa-node

   注記

   MachineConfigPool マニフェストと PerformanceProfile マニフェストを適用すると、コンピュートノードが自動的に再起動します。

4. PerformanceProfile オブジェクトの status.runtimeClass フィールドから、生成された RuntimeClass リソースの名前を取得します。

   $ oc get performanceprofiles.performance.openshift.io profile-1 -o=jsonpath='{.status.runtimeClass}{"\n"}'

5. HyperConverged カスタムリソース (CR) を編集して、以前に取得した RuntimeClass 名を virt-launcher Pod のデフォルトのコンテナーランタイムクラスとして設定します。

   $ oc patch hyperconverged kubevirt-hyperconverged -n openshift-cnv \
       --type='json' -p='[{"op": "add", "path": "/spec/defaultRuntimeClass", "value":"<runtimeclass-name>"}]'

   注記

   HyperConverged CR を編集すると、変更の適用後に作成されるすべての仮想マシンに影響するグローバル設定が変更されます。

6. DPDK 対応コンピュートノードが同時マルチスレッド (SMT) を使用している場合は、HyperConverged CR を編集して AlignCPUs イネーブラーを有効にします。

   $ oc patch hyperconverged kubevirt-hyperconverged -n openshift-cnv \
       --type='json' -p='[{"op": "replace", "path": "/spec/featureGates/alignCPUs", "value": true}]'

   注記

   AlignCPUs を有効にすると、OpenShift Virtualization は、エミュレーターのスレッド分離を使用する場合に CPU 総数を偶数パリティーにするために、追加で最大 2 つの専用 CPU を要求できるようになります。

7. spec.deviceType フィールドを vfio-pci に設定して SriovNetworkNodePolicy オブジェクトを作成します。

   SriovNetworkNodePolicy マニフェストの例

   apiVersion: sriovnetwork.openshift.io/v1
   kind: SriovNetworkNodePolicy
   metadata:
     name: policy-1
     namespace: openshift-sriov-network-operator
   spec:
     resourceName: intel_nics_dpdk
     deviceType: vfio-pci
     mtu: 9000
     numVfs: 4
     priority: 99
     nicSelector:
       vendor: "8086"
       deviceID: "1572"
       pfNames:
         - eno3
       rootDevices:
         - "0000:19:00.2"
     nodeSelector:
       feature.node.kubernetes.io/network-sriov.capable: "true"

手順

1. DPDK アプリケーションの namespace を作成します。

   $ oc create ns dpdk-checkup-ns

2. SriovNetworkNodePolicy オブジェクトを参照する SriovNetwork オブジェクトを作成します。SriovNetwork オブジェクトの作成時に、SR-IOV Network Operator は NetworkAttachmentDefinition オブジェクトを自動的に作成します。

   SriovNetwork マニフェストの例

   apiVersion: sriovnetwork.openshift.io/v1
   kind: SriovNetwork
   metadata:
     name: dpdk-sriovnetwork
     namespace: openshift-sriov-network-operator
   spec:
     ipam: |
       {
         "type": "host-local",
         "subnet": "10.56.217.0/24",
         "rangeStart": "10.56.217.171",
         "rangeEnd": "10.56.217.181",
         "routes": [{
           "dst": "0.0.0.0/0"
         }],
         "gateway": "10.56.217.1"
       }
     networkNamespace: dpdk-checkup-ns 1
     resourceName: intel_nics_dpdk 2
     spoofChk: "off"
     trust: "on"
     vlan: 1019

   1

   NetworkAttachmentDefinition オブジェクトがデプロイされる namespace。

   2

   DPDK ワークロード用クラスターの設定時に作成された SriovNetworkNodePolicy オブジェクトの spec.resourceName 属性値。

3. オプション: 仮想マシンレイテンシーチェックアップを実行して、ネットワークが適切に設定されていることを確認します。
4. オプション: DPDK チェックアップを実行して、namespace が DPDK ワークロード用に準備できているか確認します。

手順

1. VirtualMachine マニフェストを編集して、SR-IOV ネットワークインターフェイス、CPU トポロジー、CRI-O アノテーション、Huge Page に関する情報を格納します。

   VirtualMachine マニフェストの例

   apiVersion: kubevirt.io/v1
   kind: VirtualMachine
   metadata:
     name: rhel-dpdk-vm
   spec:
     running: true
     template:
       metadata:
         annotations:
           cpu-load-balancing.crio.io: disable 1
           cpu-quota.crio.io: disable 2
           irq-load-balancing.crio.io: disable 3
       spec:
         domain:
           cpu:
             sockets: 1 4
             cores: 5 5
             threads: 2
             dedicatedCpuPlacement: true
             isolateEmulatorThread: true
           interfaces:
             - masquerade: {}
               name: default
             - model: virtio
               name: nic-east
               pciAddress: '0000:07:00.0'
               sriov: {}
             networkInterfaceMultiqueue: true
             rng: {}
         memory:
           hugepages:
             pageSize: 1Gi 6
             guest: 8Gi
         networks:
           - name: default
             pod: {}
           - multus:
               networkName: dpdk-net 7
             name: nic-east
   # ...

   1

   このアノテーションは、コンテナーが使用する CPU に対するロードバランシングが無効であることを示します。

   2

   このアノテーションは、コンテナーが使用する CPU に対する CPU クォータが無効であることを示します。

   3

   このアノテーションは、コンテナーが使用する CPU に対する Interrupt Request (IRQ) のロードバランシングが無効であることを示します。

   4

   仮想マシン内のソケットの数。同じ Non-Uniform Memory Access (NUMA) ノードから CPU をスケジュールするには、このフィールドを 1 に設定する必要があります。

   5

   仮想マシン内のコアの数。値は 1 以上とします。この例では、仮想マシンは 5 個のハイパースレッドか 10 個の CPU でスケジュールされています。

   6

   Huge Page のサイズ。x86-64 アーキテクチャーの有効な値は 1Gi と 2Mi です。この例は、サイズが 1Gi の 8 個の Huge Page に対する要求です。

   7

   SR-IOV NetworkAttachmentDefinition オブジェクトの名前。

2. エディターを保存し、終了します。

3. VirtualMachine マニフェストを適用します。

   $ oc apply -f <file_name>.yaml

4. ゲストオペレーティングシステムを設定します。次の例は、RHEL 9 オペレーティングシステムの設定手順を示しています。

   1. GRUB ブートローダーコマンドラインインターフェイスを使用して、Huge Page を設定します。次の例では、1G の Huge Page を 8 個指定しています。

      $ grubby --update-kernel=ALL --args="default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=8"

   2. TuneD アプリケーションで cpu-partitioning プロファイルを使用して低レイテンシーチューニングを実現するには、次のコマンドを実行します。

      $ dnf install -y tuned-profiles-cpu-partitioning

      $ echo isolated_cores=2-9 > /etc/tuned/cpu-partitioning-variables.conf

      最初の 2 つの CPU (0 と 1) はハウスキーピングタスク用に確保され、残りは DPDK アプリケーション用に分離されます。

      $ tuned-adm profile cpu-partitioning

   3. driverctl デバイスドライバー制御ユーティリティーを使用して、SR-IOV NIC ドライバーをオーバーライドします。

      $ dnf install -y driverctl

      $ driverctl set-override 0000:07:00.0 vfio-pci

5. 仮想マシンを再起動して変更を適用します。