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3.5. OVS-DPDK 対応の OpenDaylight のインストール

OpenDaylight は、director を使用して Open vSwitch Data Plane Development Kit (DPDK) アクセラレーションに対応するようにデプロイすることができます。このデプロイメントでは、カーネル空間ではなくユーザー空間でパケットが処理されるために、データプレーンパフォーマンスが向上します。OVS-DPDK 対応のデプロイメントには、潜在的なパフォーマンスを引き出すために、各コンピュートノードのハードウェア物理レイアウトに関する知識が必要です。

特に次の点を考慮すべきです。

  • ホスト上のネットワークインターフェイスが DPDK をサポートしていること
  • コンピュートノードの NUMA ノードのトポロジー (ソケット数、CPU コア、1 ソケットあたりのメモリー容量)
  • DPDK NIC PCI バスが各 NUMA ノードに近いこと
  • コンピュートノード上で使用可能な RAM 容量
  • ネットワーク機能仮想化 (NFV) のプランニングおよび設定ガイド を参照してください。

3.5.1. OVS-DPDK デプロイメントファイルの準備
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OVS-DPDK をデプロイするには、異なる環境ファイルを使用します。そのファイルは、/usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services-docker ディレクトリーにある neutron-opendaylight.yaml 環境ファイルで設定されている一部のパラメーターを上書きします。元の環境ファイルは変更しないでください。代わりに、必要なパラメーターが含まれた新しい環境ファイルを作成します (例: neutron-opendaylight-dpdk.yaml)。

OVS-DPDK を実装する OpenDaylight をデフォルトの設定でデプロイするには、/usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services-docker ディレクトリーにあるデフォルトの neutron-opendaylight-dpdk.yaml 環境ファイルを使用します。

デフォルトのファイルには、以下の値が含まれます。 

# A Heat environment that can be used to deploy OpenDaylight with L3 DVR and DPDK.
# This file is to be used with neutron-opendaylight.yaml

parameter_defaults:
  NovaSchedulerDefaultFilters: "RamFilter,ComputeFilter,AvailabilityZoneFilter,ComputeCapabilitiesFilter,ImagePropertiesFilter,NUMATopologyFilter"
  OpenDaylightSNATMechanism: 'controller'

  ComputeOvsDpdkParameters:
    OvsEnableDpdk: True

    ## Host configuration Parameters
    #TunedProfileName: "cpu-partitioning"
    #IsolCpusList: ""               # Logical CPUs list to be isolated from the host process (applied via cpu-partitioning tuned).
                                    # It is mandatory to provide isolated cpus for tuned to achive optimal performance.
                                    # Example: "3-8,12-15,18"
    #KernelArgs: ""                 # Space separated kernel args to configure hugepage and IOMMU.
                                    # Deploying DPDK requires enabling hugepages for the overcloud compute nodes.
                                    # It also requires enabling IOMMU when using the VFIO (vfio-pci) OvsDpdkDriverType.
                                    # This should be done by configuring parameters via host-config-and-reboot.yaml environment file.

    ## Attempting to deploy DPDK without appropriate values for the below parameters may lead to unstable deployments
    ## due to CPU contention of DPDK PMD threads.
    ## It is highly recommended to to enable isolcpus (via KernelArgs) on compute overcloud nodes and set the following parameters:
    #OvsDpdkSocketMemory: ""       # Sets the amount of hugepage memory to assign per NUMA node.
                                   # It is recommended to use the socket closest to the PCIe slot used for the
                                   # desired DPDK NIC.  Format should be comma separated per socket string such as:
                                   # "<socket 0 mem MB>,<socket 1 mem MB>", for example: "1024,0".
    #OvsDpdkDriverType: "vfio-pci" # Ensure the Overcloud NIC to be used for DPDK supports this UIO/PMD driver.
    #OvsPmdCoreList: ""            # List or range of CPU cores for PMD threads to be pinned to.  Note, NIC
                                   # location to cores on socket, number of hyper-threaded logical cores, and
                                   # desired number of PMD threads can all play a role in configuring this setting.
                                   # These cores should be on the same socket where OvsDpdkSocketMemory is assigned.
                                   # If using hyperthreading then specify both logical cores that would equal the
                                   # physical core.  Also, specifying more than one core will trigger multiple PMD
                                   # threads to be spawned, which may improve dataplane performance.
    #NovaVcpuPinSet: ""            # Cores to pin Nova instances to.  For maximum performance, select cores
                                   # on the same NUMA node(s) selected for previous settings.
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3.5.2. OVS-DPDK デプロイメントの設定
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neutron-opendaylight-dpdk.yaml の値を変更して、OVS-DPDK サービスを設定することができます。

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TunedProfileName

IRQ のピニングを有効化して、OVS-DPDK で使用する CPU コアから分離します。デフォルトプロファイル: cpu-partitioning

IsolCpusList

CPU コアの一覧を指定し、カーネルスケジューラーがそれらのコアを使用しないようにして、代わりに OVS-DPDK に割り当てて専用にすることができます。書式は、個々のコアのコンマ区切りリストまたは範囲で指定します (例: 1,2,3,4-8,10-12)。

KernelArgs

ブート時にカーネルに渡す引数をリストします。OVS-DPDK の場合は、IOMMU と Hugepages を有効にする必要があります。以下に例を示します。

---- intel_iommu=on iommu=pt default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=60 ----

指定されている RAM の容量はヒュージページ用の 60 GB であることに注意してください。この値を設定する場合には、コンピュートノードで利用可能な RAM 容量を考慮することが重要です。

OvsDpdkSocketMemory

各 NUMA ノードに割り当てるヒュージページメモリーの容量を (MB 単位で) 指定します。パフォーマンスを最大限にするには、DPDK NIC に最も近いソケットにメモリーを割り当てます。ソケットあたりのメモリーをリストする形式は以下のようになります。

---- "<socket 0 mem MB>,<socket 1 mem MB>" ----

例: "1024,0"

OvsDpdkDriverType

PMD スレッドで使用する UIO ドライバー種別を指定します。DPDK NIC は指定したドライバーをサポートする必要があります。Red Hat OpenStack Platform のデプロイメントでは、vfio-pci のドライバー種別がサポートされています。Red Hat OpenStack Platform のデプロイメントでは、uio_pci_generic や igb_uio などの UIO ドライバーはサポートされていません。

OvsPmdCoreList

PMD スレッドのピニング先となる個々のコアまたは範囲をリストします。ここで指定するコアは、OvsDpdkSocketMemory の設定でメモリーが割り当てられているのと同じ NUMA ノード上にある必要があります。ハイパースレッディングが使用される場合には、ホスト上の物理コアを設定する論理コアを指定する必要があります。

OvsDpdkMemoryChannels

ソケットあたりのメモリーチャネルの数を指定します。

NovaVcpuPinSet

libvirtd で nova インスタンスをピニングするコア。パフォーマンスを最適にするには、OVS PMD コアがピニングされているのと同じソケット上のコアを使用してください。

3.5.3. OVS-DPDK を実装する OpenDaylight のインストール
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作業を開始する前に

手順

  1. OpenDaylight で DPDK 機能を有効化するのに必要な環境ファイルを使用してデプロイメントコマンドを実行します。 
$ openstack overcloud deploy --templates /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates
-e <other environment files>
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services-docker/neutron-opendaylight.yaml
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services-docker/neutron-opendaylight-dpdk.yaml
-e network-environment.yaml --compute-scale 1 --ntp-server 0.se.pool.ntp.org --control-flavor control --compute-flavor compute -r my_roles_data.yaml
-e /home/stack/templates/docker-images.yaml
-e /home/stack/templates/odl-images.yaml
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注記

デプロイのコマンドで先に指定する環境ファイルは、そのコマンドで後に指定する環境ファイルによって上書きされます。指定する環境ファイルの順序に注意を払って、パラメーターが誤って上書きされないようにする必要があります。

ヒント

変更するパラメーターのみの設定する最小限の環境ファイルを作成して、デフォルトの環境ファイルと組み合わせることにより、一部のパラメーターを上書きすることができます。

3.5.4. 例: ODL と VXLAN トンネリングを使用する OVS-DPDK の設定
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このセクションには、ODL と VXLAN トンネリングを使用する OVS-DPDK の設定例を記載しています。

重要

OVS-DPDK 用の OpenStack を最適化するには、network-environment.yaml ファイルに設定する OVS-DPDK パラメーターの最適な値を判断する必要があります。詳しくは、ワークフローを使用した DPDK パラメーターの算出 を参照してください。

3.5.4.1. ComputeOvsDpdk コンポーザブルロールの生成
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ComputeOvsDpdk ロール用の roles_data.yaml を生成します。 

# openstack overcloud roles generate --roles-path templates/openstack-tripleo-heat-templates/roles -o roles_data.yaml Controller ComputeOvsDpdk
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3.5.4.2. OVS-DPDK パラメーターの設定
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重要

OVS-DPDK 用の OpenStack を最適化するには、network-environment.yaml ファイルに設定する OVS-DPDK パラメーターの最適な値を判断する必要があります。詳しくは、ワークフローを使用した DPDK パラメーターの算出 を参照してください。

  1. resource_registry セクションに OVS-DPDK 用のカスタムリソースを追加します。 

      resource_registry:
    # Specify the relative/absolute path to the config files you want to use for override the default.
    OS::TripleO::ComputeOvsDpdk::Net::SoftwareConfig: nic-configs/computeovsdpdk.yaml
    OS::TripleO::Controller::Net::SoftwareConfig: nic-configs/controller.yaml
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  2. parameter_defaults の下で、トンネルの種別とテナントの種別を vxlan に設定します。 

    NeutronTunnelTypes: 'vxlan'
NeutronNetworkType: 'vxlan'
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  3. parameters_defaults の下にブリッジのマッピングを設定します。 

    # The OVS logical->physical bridge mappings to use.
NeutronBridgeMappings: 'tenant:br-link0'
OpenDaylightProviderMappings: 'tenant:br-link0'
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  4. parameter_defaults の下に、ComputeOvsDpdk ロール向けのロール固有パラメーターを設定します。 

      ##########################
  # OVS DPDK configuration #
  ##########################
  ComputeOvsDpdkParameters:
    KernelArgs: "default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=32 iommu=pt intel_iommu=on isolcpus=2-19,22-39"
    TunedProfileName: "cpu-partitioning"
    IsolCpusList: "2-19,22-39"
    NovaVcpuPinSet: ['4-19,24-39']
    NovaReservedHostMemory: 4096
    OvsDpdkSocketMemory: "4096,4096"
    OvsDpdkMemoryChannels: "4"
    OvsDpdkCoreList: "0,20,1,21"
    OvsPmdCoreList: "2,22,3,23"
    OvsEnableDpdk: true
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    注記

    ゲストインスタンス作成の失敗を避けるために、DPDK PMD 用の DPDK NIC の有無にかかわらず、各 NUMA ノード上で少なくとも 1 つの CPU を (シブリングスレッドと共に) 割り当てる必要があります。

    注記

    本手順に示したとおり、これらのヒュージページは仮想マシンと、OvsDpdkSocketMemory パラメーターを使用する OVS-DPDK によって消費されます。仮想マシンが利用可能なヒュージページの数は、boot パラメーターから OvsDpdkSocketMemory を減算した値です。

    DPDK インスタンスに関連付けるフレーバーに hw:mem_page_size=1GB も追加する必要があります。

    注記

    OvsDPDKCoreList と OvsDpdkMemoryChannels は、本手順では 必須 の設定です。適切な値を設定せずに DPDK のデプロイメントを試みると、デプロイメントが失敗したり、不安定なデプロイメントになったりします。

3.5.4.3. コントローラーノードの設定
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  1. 分離ネットワーク用のコントロールプレーンの Linux ボンディングを作成します。 

      - type: linux_bond
    name: bond_api
    bonding_options: "mode=active-backup"
    use_dhcp: false
    dns_servers:
      get_param: DnsServers
    addresses:
    - ip_netmask:
        list_join:
        - /
        - - get_param: ControlPlaneIp
          - get_param: ControlPlaneSubnetCidr
    routes:
    - ip_netmask: 169.254.169.254/32
      next_hop:
        get_param: EC2MetadataIp
    members:
    - type: interface
      name: eth1
      primary: true
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  2. この Linux ボンディングに VLAN を割り当てます。 

      - type: vlan
    vlan_id:
      get_param: InternalApiNetworkVlanID
    device: bond_api
    addresses:
    - ip_netmask:
        get_param: InternalApiIpSubnet

  - type: vlan
    vlan_id:
      get_param: StorageNetworkVlanID
    device: bond_api
    addresses:
    - ip_netmask:
        get_param: StorageIpSubnet

  - type: vlan
    vlan_id:
      get_param: StorageMgmtNetworkVlanID
    device: bond_api
    addresses:
    - ip_netmask:
        get_param: StorageMgmtIpSubnet

  - type: vlan
    vlan_id:
      get_param: ExternalNetworkVlanID
    device: bond_api
    addresses:
    - ip_netmask:
        get_param: ExternalIpSubnet
    routes:
    - default: true
      next_hop:
        get_param: ExternalInterfaceDefaultRoute
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  3. クラウドネットワークへの Floating IP アドレスにアクセスするための OVS ブリッジを作成します。 

      - type: ovs_bridge
    name: br-link0
    use_dhcp: false
    mtu: 9000
    members:
    - type: interface
      name: eth2
      mtu: 9000
    - type: vlan
      vlan_id:
        get_param: TenantNetworkVlanID
      mtu: 9000
      addresses:
      - ip_netmask:
          get_param: TenantIpSubnet
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3.5.4.4. DPDK インターフェイスのコンピュートノードの設定
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デフォルトの compute.yaml ファイルから compute-ovs-dpdk.yaml ファイルを作成し、次のように変更します。

  1. 分離ネットワーク用のコントロールプレーンの Linux ボンディングを作成します。 

      - type: linux_bond
    name: bond_api
    bonding_options: "mode=active-backup"
    use_dhcp: false
    dns_servers:
      get_param: DnsServers
    members:
    - type: interface
      name: nic7
      primary: true
    - type: interface
      name: nic8
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  2. この Linux ボンディングに VLAN を割り当てます。 

      - type: vlan
    vlan_id:
      get_param: InternalApiNetworkVlanID
    device: bond_api
    addresses:
    - ip_netmask:
        get_param: InternalApiIpSubnet

  - type: vlan
    vlan_id:
      get_param: StorageNetworkVlanID
    device: bond_api
    addresses:
    - ip_netmask:
        get_param: StorageIpSubnet
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  3. コントローラーにリンクする DPDK ポートを備えたブリッジを設定します。 

      - type: ovs_user_bridge
    name: br-link0
    use_dhcp: false
    ovs_extra:
      - str_replace:
          template: set port br-link0 tag=_VLAN_TAG_
          params:
            _VLAN_TAG_:
               get_param: TenantNetworkVlanID
    addresses:
      - ip_netmask:
          get_param: TenantIpSubnet
    members:
      - type: ovs_dpdk_bond
        name: dpdkbond0
        mtu: 9000
        rx_queue: 2
        members:
          - type: ovs_dpdk_port
            name: dpdk0
            members:
              - type: interface
                name: nic3
          - type: ovs_dpdk_port
            name: dpdk1
            members:
              - type: interface
                name: nic4
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    注記

    複数の DPDK デバイスを含めるには、追加する DPDK デバイスごとに type のコードセクションを繰り返します。

    注記

    OVS-DPDK を使用する場合には、同じコンピュートノード上の 全 ブリッジが ovs_user_bridge の種別である必要があります。同じノード上で ovs_bridge と ovs_user_bridge が混在する設定は、director では受け入れ可能ですが、Red Hat OpenStack Platform ではサポートされていません。

3.5.4.5. オーバークラウドのデプロイ
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overcloud_deploy.sh スクリプトを実行してオーバークラウドをデプロイします。 

  #!/bin/bash

  openstack overcloud deploy \
--templates \
-r /home/stack/ospd-13-vxlan-dpdk-odl-ctlplane-dataplane-bonding-hybrid/roles_data.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/network-isolation.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/host-config-and-reboot.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services-docker/neutron-opendaylight.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services-docker/neutron-opendaylight-dpdk.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/ovs-dpdk-permissions.yaml \
-e /home/stack/ospd-13-vxlan-dpdk-odl-ctlplane-dataplane-bonding-hybrid/docker-images.yaml \
-e /home/stack/ospd-13-vxlan-dpdk-odl-ctlplane-dataplane-bonding-hybrid/network-environment.yaml
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