9.3. 네트워킹 최적화
OpenShift SDN 은 OpenvSwitch, VXLAN(Virtualxtensible LAN) 터널, OpenFlow 규칙 및 iptables를 사용합니다. 이 네트워크는 점보 프레임, 다중 큐 및 ethtool 설정을 사용하여 조정할 수 있습니다.
OVN-Kubernetes 는 VXLAN 대신 일반 네트워크 가상화 캡슐화(Geneve)를 터널 프로토콜로 사용합니다. 이 네트워크는 NIC(네트워크 인터페이스 컨트롤러) 오프로드를 사용하여 조정할 수 있습니다.
VXLAN은 VLAN에 비해 네트워크 수가 4096개에서 1600만 개 이상으로 증가하고 물리적 네트워크 전반에 걸쳐 계층 2 연결과 같은 이점을 제공합니다. 이를 통해 서비스 뒤에 있는 모든 Pod가 서로 다른 시스템에서 실행되는 경우에도 서로 통신할 수 있습니다.
VXLAN은 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP) 패킷의 터널링된 모든 트래픽을 캡슐화합니다. 그러나 이로 인해 CPU 사용량이 증가합니다. 이러한 외부 및 내부 패킷은 전송 중에 데이터가 손상되지 않도록하기 위해 일반 체크섬 규칙을 따릅니다. CPU 성능에 따라 이러한 추가 처리 오버헤드는 처리량이 감소하고 기존 비 오버레이 네트워크에 비해 대기 시간이 증가할 수 있습니다.
클라우드, 가상 머신, 베어 메탈 CPU 성능은 많은 Gbps의 네트워크 처리량을 처리할 수 있습니다. 10 또는 40Gbps와 같은 높은 대역폭 링크를 사용하는 경우 성능이 저하될 수 있습니다. 이 문제는 VXLAN 기반 환경에서 알려진 문제이며 컨테이너 또는 OpenShift Container Platform에만 국한되지 않습니다. VXLAN 터널에 의존하는 네트워크는 VXLAN 구현으로 인해 비슷한 작업을 수행할 수 있습니다.
Gbps을 초과하여 푸시하려는 경우 다음을 수행할 수 있습니다.
- BGP(Border Gateway Protocol)와 같은 다른 라우팅 기술을 구현하는 네트워크 플러그인을 평가합니다.
- VXLAN 오프로드 가능 네트워크 어댑터를 사용합니다. VXLAN 오프로드는 패킷 체크섬 계산 및 관련 CPU 오버헤드를 시스템 CPU에서 네트워크 어댑터의 전용 하드웨어로 이동합니다. 이를 통해 Pod 및 애플리케이션에서 사용할 CPU 사이클을 확보하고 사용자는 네트워크 인프라의 전체 대역폭을 사용할 수 있습니다.
VXLAN 오프로드는 대기 시간을 단축시키지 않습니다. 그러나 대기 시간 테스트에서도 CPU 사용량이 감소합니다.
9.3.1. 네트워크에 대한 MTU 최적화
중요한 최대 전송 단위(MTU)는 NIC(네트워크 인터페이스 컨트롤러) MTU와 클러스터 네트워크 MTU입니다.
NIC MTU는 OpenShift Container Platform을 설치할 때만 구성됩니다. MTU는 네트워크 NIC에서 지원되는 최대 값과 작거나 같아야 합니다. 처리량을 최적화하려면 가능한 가장 큰 값을 선택합니다. 최소 지연을 최적화하려면 더 낮은 값을 선택합니다.
OpenShift SDN 네트워크 플러그인 오버레이 MTU는 NIC MTU보다 최소 50바이트 작아야 합니다. 이 계정은 SDN 오버레이 헤더에 대한 계정입니다. 따라서 일반적인 이더넷 네트워크에서는 이 값을 1450 으로 설정해야 합니다. 점보 프레임 이더넷 네트워크에서는 이 값을 8950 으로 설정해야 합니다. 이러한 값은 NIC의 구성된 MTU를 기반으로 Cluster Network Operator에서 자동으로 설정해야 합니다. 따라서 클러스터 관리자는 일반적으로 이러한 값을 업데이트하지 않습니다. AWS(Amazon Web Services) 및 베어 메탈 환경은 점보 프레임 이더넷 네트워크를 지원합니다. 이 설정은 특히 TCP(Transmission Control Protocol)에서 처리량에 도움이 됩니다.
OVN 및 Geneve의 경우 MTU는 NIC MTU보다 최소 100바이트 작아야 합니다.
50바이트 오버레이 헤더는 OpenShift SDN 네트워크 플러그인과 관련이 있습니다. 기타 SDN 솔루션에서는 이 값이 더 크거나 작아야 할 수 있습니다.
9.3.2. 대규모 클러스터 설치에 대한 권장 사례
대규모 클러스터를 설치하거나 클러스터 스케일링을 통해 노드 수를 늘리는 경우 install-config.yaml 파일에서 클러스터 네트워크 cidr을 적절하게 설정한 후 클러스터를 설치하십시오.
networking:
clusterNetwork:
- cidr: 10.128.0.0/14
hostPrefix: 23
machineNetwork:
- cidr: 10.0.0.0/16
networkType: OVNKubernetes
serviceNetwork:
- 172.30.0.0/16
클러스터 크기가 500개 노드를 초과하는 경우 기본 클러스터 네트워크 cidr 10.128.0.0/14를 사용할 수 없습니다. 노드 수가 500개를 초과하게 되면 10.128.0.0/12 또는 10.128.0.0/10으로 설정해야 합니다.
9.3.3. IPsec 영향
노드 호스트의 암호화 및 암호 해독은 CPU를 사용하기 때문에 사용 중인 IP 보안 시스템에 관계없이 암호화를 사용할 때 노드의 처리량과 CPU 사용량 모두에서 성능에 영향을 미칩니다.
IPsec은 NIC에 도달하기 전에 IP 페이로드 수준에서 트래픽을 암호화하여 NIC 오프로드에 사용되는 필드를 보호합니다. 즉, IPSec가 활성화되면 일부 NIC 가속 기능을 사용할 수 없으며 처리량이 감소하고 CPU 사용량이 증가합니다.
