34.6. UDP 接続のチューニング

手順

1. ネットワークインターフェイスコントローラー (NIC) がパケットをドロップするかどうかを特定します。

   1. NIC およびドライバー固有の統計を表示します。

      # ethtool -S enp1s0
      NIC statistics:
           ...
           rx_queue_0_drops: 17657
           ...

      統計の名前と統計が利用可能かどうかは、NIC とドライバーによって異なります。

   2. インターフェイス統計を表示します。

      # ip -s link show enp1s0
      2: enp1s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
          link/ether 52:54:00:74:79:56 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
          RX:   bytes  packets errors dropped  missed   mcast_
          84697611107 56866482      0   10904       0       0
          TX:   bytes  packets errors dropped carrier collsns_
           5540028184  3722234      0       0       0       0

      RX は、受信パケットの統計を表し、TX は送信パケットの統計を表します。

2. 小さすぎるソケットバッファーまたは遅いアプリケーション処理による UDP プロトコル固有のパケットドロップを特定します。

   # nstat -az UdpSndbufErrors UdpRcvbufErrors
   #kernel
   UdpSndbufErrors           4    0.0
   UdpRcvbufErrors    45716659    0.0

   出力の 2 番目の列にはカウンターがリストされます。

手順

1. オプション: サーバーとクライアントの両方のネットワークインターフェイスコントローラー (NIC) の最大ネットワーク速度を表示します。

   # ethtool enp1s0 | grep "Speed"
      Speed: 10000Mb/s

2. サーバーの場合:

   1. UDP ソケット読み取りバッファーの最大サイズを表示し、値をメモします。

      # sysctl net.core.rmem_max
      net.core.rmem_max = 16777216

      表示される値はバイト単位です。

   2. firewalld サービスでデフォルトの iperf3 ポート 5201 を一時的に開きます。

      # firewall-cmd --add-port=5201/tcp --add-port=5201/udp
      # firewall-cmd --reload

      iperf3 は、サーバー上の TCP ソケットのみを開くことに注意してください。クライアントが UDP を使用したい場合は、まずこの TCP ポートに接続し、次にサーバーが同じポート番号で UDP ソケットを開き、UDP トラフィックスループットテストを実行します。このため、ローカルファイアウォールで TCP プロトコルと UDP プロトコルの両方に対してポート 5201 を開く必要があります。

   3. iperf3 をサーバーモードで起動します。

      # iperf3 --server

      サービスは受信クライアント接続を待機するようになります。

3. クライアントで以下を実行します。

   1. クライアントがサーバーへの接続に使用するインターフェイスの最大伝送単位 (MTU) を表示し、その値をメモします。

      # ip link show enp1s0
      2: enp1s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
      ...

   2. UDP ソケット書き込みバッファーの最大サイズを表示し、値をメモします。

      # sysctl net.core.wmem_max
      net.core.wmem_max = 16777216

      表示される値はバイト単位です。

   3. スループットの測定を開始します。

      # iperf3 --udp --time 60 --window 16777216 --length 1472 --bitrate 2G --client 192.0.2.1

      • --udp: テストには UDP プロトコルを使用します。
      • --time <seconds>: クライアントが送信を停止する時間を秒単位で定義します。
      • --window <size>: UDP ソケットのバッファーサイズを設定します。理想的には、クライアントとサーバーのサイズが同じです。それらが異なる場合は、このパラメーターを小さい方の値に設定します。クライアントでは net.core.wmem_max、サーバーでは net.core.rmem_max です。
      • --length <size>: 読み取りおよび書き込みを行うバッファーの長さを設定します。このオプションを断片化されていない最大のペイロードに設定します。理想的な値は次のように計算します。MTU - IP ヘッダー (IPv4 の場合は 20 バイト、IPv6 の場合は 40 バイト) - 8 バイトの UDP ヘッダー。

      • --bitrate <rate>: ビットレートをビット/秒単位で指定した値に制限します。2 Gbps の場合は 2G など、単位を指定できます。

        このパラメーターを機能すると予想される値に設定し、後の測定で値を増やします。サーバーが、送信パス上のデバイスよりも速い速度で、またはクライアントが処理できるよりも速い速度でパケットを送信する場合、パケットがドロップされる可能性があります。

      • --client <server>: クライアントモードを有効にし、iperf3 サーバーを実行するサーバーの IP アドレスまたは名前を設定します。

4. iperf3 がテストを完了するまで待ちます。サーバーとクライアントの両方で統計が毎秒表示され、最後に概要が表示されます。たとえば、以下はクライアントに表示される概要です。

   [ ID] Interval       Transfer      Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams
   [ 5] 0.00-60.00 sec  14.0 GBytes   2.00 Gbits/sec  0.000 ms  0/10190216 (0%) sender
   [ 5] 0.00-60.04 sec  14.0 GBytes   2.00 Gbits/sec  0.002 ms  0/10190216 (0%) receiver

   この例では、平均ビットレートは 2 Gbps で、パケットの損失はありませんでした。

5. サーバーの場合:

   1. Ctrl+C を押して iperf3 サーバーを停止します。

   2. firewalld のポート 5201 を閉じます。

      # firewall-cmd --remove-port=5201/tcp --remove-port=5201/udp
      # firewall-cmd --reload

手順

1. /etc/sysctl.d/10-udp-socket-buffers.conf ファイルを作成し、要件に基づいて最大読み取りバッファーサイズまたは書き込みバッファーサイズ、あるいはその両方を設定します。

   net.core.rmem_max = 16777216
   net.core.wmem_max = 16777216

   値をバイト単位で指定します。この例の値は、バッファーの最大サイズを 16 MiB に設定します。両方のパラメーターのデフォルト値は 212992 バイト (208 KiB) です。

2. /etc/sysctl.d/10-udp-socket-buffers.conf ファイルから設定をロードします。

   # sysctl -p /etc/sysctl.d/10-udp-socket-buffers.conf

3. より大きなソケットバッファーサイズを使用するようにアプリケーションを設定します。

   net.core.rmem_max および net.core.wmem_max パラメーターは、アプリケーションの setsockopt() 関数が要求できる最大バッファーサイズを定義します。setsockopt() 関数を使用しないようにアプリケーションを設定すると、カーネルは rmem_default および wmem_default パラメーターの値を使用することに注意してください。

   詳細については、アプリケーションのプログラミング言語のドキュメントを参照してください。アプリケーションの開発者ではない場合は、開発者にお問い合わせください。

4. 新しい UDP バッファーサイズを使用するには、アプリケーションを再起動します。