18.2. 配置 SR-IOV 网络设备
您可以在集群中配置单一根 I/O 虚拟化(SR-IOV)设备。
在执行以下文档中的任何任务前,请确保 安装了 SR-IOV Network Operator。
18.2.1. SR-IOV 网络节点配置对象 复制链接链接已复制到粘贴板!
您可以通过创建 SR-IOV 网络节点策略来为节点指定 SR-IOV 网络设备配置。策略的 API 对象是 sriovnetwork.openshift.io
API 组的一部分。
以下 YAML 描述了 SR-IOV 网络节点策略:
- 1
- 自定义资源对象的名称。
- 2
- 安装 SR-IOV Network Operator 的命名空间。
- 3
- SR-IOV 网络设备插件的资源名称。您可以为资源名称创建多个 SR-IOV 网络节点策略。
在指定名称时,请确保在
resourceName
中使用接受的语法表达式^[a-zA-Z0-9_]+$
。 - 4
- 节点选择器指定要配置的节点。只有所选节点上的 SR-IOV 网络设备才会被配置。SR-IOV Container Network Interface(CNI)插件和设备插件仅在所选节点上部署。重要
SR-IOV Network Operator 按顺序将节点网络配置策略应用到节点。在应用节点网络配置策略前,SR-IOV Network Operator 会检查节点的机器配置池(MCP)是否处于不健康状态,如
Degraded
或Updating
。如果节点处于不健康的 MCP,将节点网络配置策略应用到集群中的所有目标节点的过程会被暂停,直到 MCP 返回健康状态。为了避免处于不健康的 MCP 的节点阻止将节点网络配置策略应用到其他节点,包括处于其他 MCP 的节点,您必须为每个 MCP 创建单独的节点网络配置策略。
- 5
- 可选: priority 是一个
0
到99
之间的整数。较小的值具有更高的优先级。例如,优先级10
是高于优先级99
。默认值为99
。 - 6
- 可选:物理功能及其所有虚拟功能的最大传输单元(MTU)。最大 MTU 值可能因不同的网络接口控制器(NIC)型号而有所不同。重要
如果要在默认网络接口上创建虚拟功能,请确保将 MTU 设置为与集群 MTU 匹配的值。
如果要修改单个虚拟功能的 MTU,同时将功能分配给 pod,请将 MTU 值留在 SR-IOV 网络节点策略中。否则,SR-IOV Network Operator 会将虚拟功能的 MTU 恢复到 SR-IOV 网络节点策略中定义的 MTU 值,这可能会触发节点排空。
- 7
- 可选:将
needVhostNet
设置为true
,以在 pod 中挂载/dev/vhost-net
设备。使用挂载的/dev/vhost-net
设备及 Data Plane Development Kit (DPDK) 将流量转发到内核网络堆栈。 - 8
- 为 SR-IOV 物理网络设备创建的虚拟功能((VF)的数量。对于 Intel 网络接口控制器(NIC),VF 的数量不能超过该设备支持的 VF 总数。对于 Mellanox NIC,VF 的数量不能超过
127
。 - 9
externallyManaged
字段指示 SR-IOV Network Operator 是否管理所有,或只是虚拟功能(VF)的子集。将值设为false
时,SR-IOV Network Operator 管理并配置 PF 上的所有 VF。注意当
externalManaged
设置为true
时,您必须在应用SriovNetworkNodePolicy
资源前在物理功能(PF)上手动创建虚拟功能(VF)。如果没有预先创建 VF,SR-IOV Network Operator 的 Webhook 将阻止策略请求。当
externallyManaged
设为false
时,SR-IOV Network Operator 会自动创建和管理 VF,包括重置 VF (如果需要)。要在主机系统上使用 VF,您必须通过 NMState 创建它们,并将
externallyManaged
设置为true
。在这个模式中,SR-IOV Network Operator 不会修改 PF 或手动管理的 VF,策略nicSelector
字段中明确定义的 VF 除外。但是,SR-IOV Network Operator 继续管理用作 pod 二级接口的 VF。- 10
- NIC 选择器标识此资源应用到的设备。您不必为所有参数指定值。建议您足够精确地识别网络设备以避免意外选择设备。
如果指定了
rootDevices
,则必须同时为vendor
、deviceID
或pfNames
指定一个值。如果同时指定了pfNames
和rootDevices
,请确保它们引用同一设备。如果您为netFilter
指定了一个值,那么您不需要指定任何其他参数,因为网络 ID 是唯一的。 - 11
- 可选: SR-IOV 网络设备厂商的十六进制厂商代码。允许的值只能是
8086
(Intel)和15b3
(Mellanox)。 - 12
- 可选: SR-IOV 网络设备的十六进制设备标识符。例如,
101b
是 Mellanox ConnectX-6 设备的设备 ID。 - 13
- 可选:资源需要应用到的一个或多个物理功能(PF)名称的数组。
- 14
- 可选:资源需要应用到的一个或多个 PCI 总线地址的数组。例如
0000:02:00.1
。 - 15
- 可选:特定平台的网络过滤器。唯一支持的平台是 Red Hat OpenStack Platform(RHOSP)。可接受的值具有以下格式:
openstack/NetworkID:xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx
。将xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxxxxx
替换为来自/var/config/openstack/latest/network_data.json
元数据文件的值。此过滤器确保 VF 与特定的 OpenStack 网络关联。Operator 使用此过滤器根据 OpenStack 平台提供的元数据将 VF 映射到适当的网络。 - 16
- 可选:为从此资源创建的 VF 配置的驱动程序。允许的值只能是
netdevice
和vfio-pci
。默认值为netdevice
。对于裸机节点上的 DPDK 模式的 Mellanox NIC,请使用
netdevice
驱动程序类型,并将isRdma
设置为true
。 - 17
- 可选:配置是否启用远程直接访问 (RDMA) 模式。默认值为
false
。如果
isRdma
参数设为true
,您可以继续使用启用了 RDMA 的 VF 作为普通网络设备。设备可在其中的一个模式中使用。将
isRdma
设置为true
,并将needVhostNet
设置为true
以配置 Mellanox NIC 以用于 Fast Datapath DPDK 应用程序。注意对于 intel NIC,您无法将
isRdma
参数设置为true
。 - 18
- 可选:VF 的链接类型。默认值为
eth
(以太网)。在 InfiniBand 中将这个值改为 'ib'。当将
linkType
设置为ib
时,SR-IOV Network Operator Webhook 会自动将isRdma
设置为true
。当将linkType
设定为ib
时,deviceType
不应该被设置为vfio-pci
。不要为 SriovNetworkNodePolicy 将 linkType 设置为
eth
,因为这可能会导致设备插件报告的可用设备数量不正确。 - 19
- 可选: 要启用硬件卸载,您必须将
eSwitchMode
字段设置为"switchdev"
。有关硬件卸载的更多信息,请参阅"配置硬件卸载"。 - 20
- 可选:要排除将一个 SR-IOV 网络资源的 NUMA 节点广告到拓扑管理器,将值设为
true
。默认值为false
。
18.2.1.1. SR-IOV 网络节点配置示例 复制链接链接已复制到粘贴板!
以下示例描述了 InfiniBand 设备的配置:
InfiniBand 设备的配置示例
以下示例描述了 RHOSP 虚拟机中的 SR-IOV 网络设备配置:
虚拟机中的 SR-IOV 设备配置示例
18.2.1.2. 自动发现 SR-IOV 网络设备 复制链接链接已复制到粘贴板!
SR-IOV Network Operator 将搜索集群以获取 worker 节点上的 SR-IOV 功能网络设备。Operator 会为每个提供兼容 SR-IOV 网络设备的 worker 节点创建并更新一个 SriovNetworkNodeState 自定义资源 (CR) 。
为 CR 分配了与 worker 节点相同的名称。status.interfaces
列表提供有关节点上网络设备的信息。
不要修改 SriovNetworkNodeState
对象。Operator 会自动创建和管理这些资源。
18.2.1.2.1. SriovNetworkNodeState 对象示例 复制链接链接已复制到粘贴板!
以下 YAML 是由 SR-IOV Network Operator 创建的 SriovNetworkNodeState
对象的示例:
一 个 SriovNetworkNodeState 对象
18.2.1.3. SR-IOV 设备的虚拟功能 (VF) 分区 复制链接链接已复制到粘贴板!
在某些情况下,您可能想要将同一个物理功能 (PF) 的虚拟功能 (VF) 分成多个资源池。例如: 您可能想要某些 VF 使用默认驱动程序载入,而其他的 VF 负载使用 vfio-pci
驱动程序。在这样的部署中,您可以使用SriovNetworkNodePolicy 自定义资源 (CR) 中的 pfNames
选项器(selector)来为池指定 VF 的范围,其格式为: <pfname>#<first_vf>-<last_vf>
。
例如,以下 YAML 显示名为 netpf0
的、带有 VF 2
到 7
的接口的选择器:
pfNames: ["netpf0#2-7"]
pfNames: ["netpf0#2-7"]
-
netpf0
是 PF 接口名称。 -
2
是包含在范围内的第一个 VF 索引(基于 0)。 -
7
是包含在范围内的最后一个 VF 索引(基于 0)。
如果满足以下要求,您可以使用不同的策略 CR 从同一 PF 中选择 VF:
-
选择相同 PF 的不同策略的
numVfs
值必须相同。 -
VF 索引范围是从
0
到<numVfs>-1
之间。例如,如果您有一个策略,它的numVfs
被设置为8
,则<first_vf>
的值不能小于0
,<last_vf>
的值不能大于7
。 - 不同策略中的 VF 范围不得互相重叠。
-
<first_vf>
不能大于<last_vf>
。
以下示例演示了 SR-IOV 设备的 NIC 分区。
策略 policy-net-1
定义了一个资源池 net-1
,其中包含带有默认 VF 驱动的 PF netpf0
的 VF 0
。策略 policy-net-1-dpdk
定义了一个资源池 net-1-dpdk
,其中包含带有 vfio
VF 驱动程序的 PF netpf0
的 VF 8
到 15
。
策略 policy-net-1
:
策略 policy-net-1-dpdk
:
验证接口是否已成功分区
运行以下命令,确认 SR-IOV 设备的接口分区到虚拟功能(VF)。
ip link show <interface>
$ ip link show <interface>
- 1
- 将
<interface>
替换为您在分区为 SR-IOV 设备的 VF 时指定的接口,如ens3f1
。
输出示例
18.2.1.4. 在 OpenStack 上使用 SR-IOV 的集群测试 pod 模板 复制链接链接已复制到粘贴板!
以下 testpmd
pod 演示了使用巨页、保留 CPU 和 SR-IOV 端口创建容器。
testpmd
pod 示例
- 1
- 本例假定性能配置集的名称为
cnf-performance profile
。
18.2.1.5. 在 OpenStack 上使用 OVS 硬件卸载的集群测试 pod 模板 复制链接链接已复制到粘贴板!
以下 testpmd
pod 在 Red Hat OpenStack Platform (RHOSP) 上演示了 Open vSwitch (OVS) 硬件卸载。
testpmd
pod 示例
- 1
- 如果您的性能配置集没有命名为
cnf-performance profile
,请将该字符串替换为正确的性能配置集名称。
18.2.1.6. Downward API 的巨页资源注入 复制链接链接已复制到粘贴板!
当 pod 规格包含巨页的资源请求或限制时,Network Resources Injector 会自动在 pod 规格中添加 Downward API 字段,以便为容器提供巨页信息。
Network Resources Injector 添加一个名为 podnetinfo
的卷,并挂载到 pod 中的每个容器的 /etc/podnetinfo
。卷使用 Downward API,并包含一个用于大页面请求和限制的文件。文件命名规则如下:
-
/etc/podnetinfo/hugepages_1G_request_<container-name>
-
/etc/podnetinfo/hugepages_1G_limit_<container-name>
-
/etc/podnetinfo/hugepages_2M_request_<container-name>
-
/etc/podnetinfo/hugepages_2M_limit_<container-name>
上一个列表中指定的路径与 app-netutil
库兼容。默认情况下,该库配置为搜索 /etc/podnetinfo
目录中的资源信息。如果您选择自己手动指定 Downward API 路径项目,app-netutil
库除上一个列表中的路径外还会搜索以下路径。
-
/etc/podnetinfo/hugepages_request
-
/etc/podnetinfo/hugepages_limit
-
/etc/podnetinfo/hugepages_1G_request
-
/etc/podnetinfo/hugepages_1G_limit
-
/etc/podnetinfo/hugepages_2M_request
-
/etc/podnetinfo/hugepages_2M_limit
与 Network Resources Injector 可以创建的路径一样,以上列表中的路径可以选择以一个 _<container-name>
后缀结尾。
18.2.2. 配置 SR-IOV 网络设备 复制链接链接已复制到粘贴板!
SR-IOV Network Operator 把 SriovNetworkNodePolicy.sriovnetwork.openshift.io
CRD 添加到 OpenShift Container Platform。您可以通过创建一个 SriovNetworkNodePolicy 自定义资源 (CR) 来配置 SR-IOV 网络设备。
在应用由 SriovNetworkNodePolicy
对象中指定的配置时,SR-IOV Operator 可能会排空节点,并在某些情况下会重启节点。仅在以下情况下重启:
-
使用 Mellanox NIC (
mlx5
驱动程序) 时,每次当在一个物理功能(PF)中的虚拟功能 (VF) 数量增加时,节点都会重启。 -
使用 Intel NIC 时,只有在内核参数不包含
intel_iommu=on
和iommu=pt
时,才会重启。
它可能需要几分钟时间来应用配置更改。
先决条件
-
已安装 OpenShift CLI(
oc
)。 -
您可以使用具有
cluster-admin
角色的用户访问集群。 - 已安装 SR-IOV Network Operator。
- 集群中有足够的可用节点,用于处理从排空节点中驱除的工作负载。
- 您还没有为 SR-IOV 网络设备配置选择任何 control plane 节点。
流程
-
创建一个
SriovNetworkNodePolicy
对象,然后在<name>-sriov-node-network.yaml
文件中保存 YAML。使用配置的实际名称替换<name>
。 -
可选:将 SR-IOV 功能的集群节点标记为
SriovNetworkNodePolicy.Spec.NodeSelector
(如果它们还没有标记)。有关标记节点的更多信息,请参阅"了解如何更新节点上的标签"。 创建
SriovNetworkNodePolicy
对象:oc create -f <name>-sriov-node-network.yaml
$ oc create -f <name>-sriov-node-network.yaml
Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow 其中
<name>
指定这个配置的名称。在应用配置更新后,
sriov-network-operator
命名空间中的所有 Pod 都会变为Running
状态。要验证是否已配置了 SR-IOV 网络设备,请输入以下命令。将
<node_name>
替换为带有您刚才配置的 SR-IOV 网络设备的节点名称。oc get sriovnetworknodestates -n openshift-sriov-network-operator <node_name> -o jsonpath='{.status.syncStatus}'
$ oc get sriovnetworknodestates -n openshift-sriov-network-operator <node_name> -o jsonpath='{.status.syncStatus}'
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18.2.3. 创建与 SR-IOV pod 兼容的非统一内存访问 (NUMA) 复制链接链接已复制到粘贴板!
您可以通过限制 SR-IOV 和从相同 NUMA 节点分配的 CPU 资源,使用 restricted
或 single-numa-node
Topology Manager 来创建与 SR-IOV pod 兼容的 NUMA。
先决条件
-
已安装 OpenShift CLI(
oc
)。 -
您已将 CPU Manager 策略配置为
static
。有关 CPU Manager 的详情请参考 "Additional resources" 部分。 您已将 Topology Manager 策略配置为
single-numa-node
。注意当
single-numa-node
无法满足请求时,您可以将拓扑管理器策略配置为restricted
。有关更灵活的 SR-IOV 网络资源调度,请参阅附加资源部分中的 NUMA 感知调度过程中排除 SR-IOV 网络拓扑。
流程
创建以下 SR-IOV pod 规格,然后在
<name>-sriov-pod.yaml
文件中保存 YAML。将<name>
替换为这个 pod 的名称。以下示例显示了 SR-IOV pod 规格:
Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow 运行以下命令来创建 SR-IOV pod 示例:
oc create -f <filename>
$ oc create -f <filename>
1 Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow - 1
- 将
<filename>
替换为您在上一步中创建的文件的名称。
确认
sample-pod
配置为带有保证 QoS。oc describe pod sample-pod
$ oc describe pod sample-pod
Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow 确认
sample-pod
被分配了独有的 CPU。oc exec sample-pod -- cat /sys/fs/cgroup/cpuset/cpuset.cpus
$ oc exec sample-pod -- cat /sys/fs/cgroup/cpuset/cpuset.cpus
Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow 确认为
sample-pod
分配的 SR-IOV 设备和 CPU 位于相同的 NUMA 节点上。oc exec sample-pod -- cat /sys/fs/cgroup/cpuset/cpuset.cpus
$ oc exec sample-pod -- cat /sys/fs/cgroup/cpuset/cpuset.cpus
Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow
18.2.4. 为 NUMA 感知调度排除 SR-IOV 网络拓扑 复制链接链接已复制到粘贴板!
在 NUMA 感知 pod 调度过程中,可以排除将 SR-IOV 网络的 Non-Uniform Memory Access (NUMA) 节点广告到拓扑管理器,以便实现更灵活的 SR-IOV 网络部署。
在某些情况下,为在单个 NUMA 节点上的一个 pod 最大化 CPU 和内存资源是一个优先操作。如果没有为 Topology Manager 提供有关 pod 的 SR-IOV 网络资源的 NUMA 节点的提示,拓扑管理器可能会将 SR-IOV 网络资源和 pod CPU 和内存资源部署到不同的 NUMA 节点。这可能会添加到网络延迟,因为需要在不同 NUMA 节点之间进行数据传输。但是,当工作负载需要最佳 CPU 和内存性能时,这是可以接受的。
例如,有一个计算节点 compute-1
,它有两个 NUMA 节点:numa0
和 numa1
。启用了 SR-IOV 的 NIC 存在于 numa0
上。可用于 pod 调度的 CPU 仅存在于 numa1
上。通过将 excludeTopology
规格设置为 true
,拓扑管理器可将 pod 的 CPU 和内存资源分配给 numa1
,并可将同一 pod 的 SR-IOV 网络资源分配给 numa0
。只有将 excludeTopology
规格设置为 true
时,才能实现。否则,拓扑管理器会尝试将所有资源放在同一 NUMA 节点上。
18.2.5. SR-IOV 配置故障排除 复制链接链接已复制到粘贴板!
在进行了配置 SR-IOV 网络设备的步骤后,以下部分会处理一些错误条件。
要显示节点状态,请运行以下命令:
oc get sriovnetworknodestates -n openshift-sriov-network-operator <node_name>
$ oc get sriovnetworknodestates -n openshift-sriov-network-operator <node_name>
其中: <node_name>
指定带有 SR-IOV 网络设备的节点名称。
错误输出: 无法分配内存
"lastSyncError": "write /sys/bus/pci/devices/0000:3b:00.1/sriov_numvfs: cannot allocate memory"
"lastSyncError": "write /sys/bus/pci/devices/0000:3b:00.1/sriov_numvfs: cannot allocate memory"
当节点表示无法分配内存时,检查以下项目:
- 确认在 BIOS 中为节点启用了全局 SR-IOV 设置。
- 确认在 BIOS 中为该节点启用了 VT-d。