8.7. 在 SR-IOV 中使用 DPDK

流程

1. 映射计算节点拓扑，以确定为 DPDK 应用程序隔离哪些非统一内存访问 (NUMA) CPU，以及为操作系统 (OS) 保留哪些非一致性内存访问 (NUMA) CPU。

2. 如果您的 OpenShift Container Platform 集群使用单独的 control plane 和计算节点来实现高可用性：

   1. 使用自定义角色标记计算节点的子集，例如 worker-dpdk ：

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

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   2. 创建一个新的 MachineConfigPool 清单，其中包含 spec.machineConfigSelector 对象中的 worker-dpdk 标签：

      MachineConfigPool 清单示例

      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: ""

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3. 创建一个 PerformanceProfile 清单，它应用到标记的节点以及您在上一步中创建的机器配置池。性能配置集指定为 DPDK 应用程序隔离的 CPU，以及用于保留保留而保留的 CPU。

   PerformanceProfile 清单示例

   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

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   注意

   应用 MachineConfigPool 和 PerformanceProfile 清单后，计算节点会自动重启。

4. 从 PerformanceProfile 对象的 status.runtimeClass 字段检索生成的 RuntimeClass 资源的名称：

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

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5. 通过编辑 HyperConverged 自定义资源 (CR) 将之前获取的 RuntimeClass 名称设置为 virt-launcher pod 的默认容器运行时类：

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

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   注意

   编辑 HyperConverged CR 会更改影响更改后创建的所有虚拟机的全局设置。

6. 如果您的启用 DPDK 的计算节点使用 Simultaneous 多线程 (SMT)，请通过编辑 HyperConverged CR 来启用 AlignCPUs enabler：

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

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   注意

   启用 AlignCPU 可让 OpenShift Virtualization 请求两个额外的专用 CPU，在使用仿真程序线程隔离时将 CPU 总数引入到甚至奇偶校验。

7. 创建一个 SriovNetworkNodePolicy 对象，并将 spec.deviceType 字段设置为 vfio-pci ：

   SriovNetworkNodePolicy 清单示例

   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"

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流程

1. 为您的 DPDK 应用程序创建一个命名空间：

   $ oc create ns dpdk-checkup-ns

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2. 创建一个 SriovNetwork 对象来引用 SriovNetworkNodePolicy 对象。创建 SriovNetwork 对象时，SR-IOV Network Operator 会自动创建一个 NetworkAttachmentDefinition 对象。

   SriovNetwork 清单示例

   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

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   1

   部署 NetworkAttachmentDefinition 对象的命名空间。

   2

   为 DPDK 工作负载配置集群时创建的 SriovNetworkNodePolicy 对象的 spec.resourceName 属性的值。

3. 可选：运行虚拟机延迟检查以验证网络是否已正确配置。
4. 可选：运行 DPDK 检查，以验证命名空间是否已准备好 DPDK 工作负载。

流程

1. 编辑 VirtualMachine 清单，使其包含 SR-IOV 网络接口、CPU 拓扑、CRI-O 注解和巨页的信息：

   VirtualMachine 清单示例

   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
   # ...

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   1

   此注解指定为容器使用的 CPU 禁用负载均衡。

   2

   此注解指定容器使用的 CPU 配额被禁用。

   3

   此注解指定，容器使用的 CPU 禁用中断请求 (IRQ) 负载均衡。

   4

   虚拟机中的插槽数。此字段必须设置为 1，才能从相同的 Non-Uniform Memory Access (NUMA) 节点调度 CPU。

   5

   虚拟机中的内核数。这必须大于或等于 1。在本例中，虚拟机被调度有 5 个超线程或 10 个 CPU。

   6

   巨页的大小。x86-64 构架的可能值为 1Gi 和 2Mi。在这个示例中，请求大小为 1Gi 的 8 个巨页。

   7

   SR-IOV NetworkAttachmentDefinition 对象的名称。

2. 保存并退出编辑器。

3. 应用 VirtualMachine 清单：

   $ oc apply -f <file_name>.yaml

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4. 配置客户机操作系统。以下示例显示了 RHEL 9 操作系统的配置步骤：

   1. 使用 GRUB 引导装载程序命令行界面配置巨页。在以下示例中，指定了 8 个 1G 巨页。

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

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   2. 要使用 TuneD 应用程序中的 cpu-partitioning 配置集来实现低延迟性能优化，请运行以下命令：

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

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

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      前两个 CPU (0 和 1) 被设置，用于保存任务，其余则隔离 DPDK 应用程序。

      $ tuned-adm profile cpu-partitioning

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   3. 使用 driverctl 设备驱动程序控制工具覆盖 SR-IOV NIC 驱动程序：

      $ dnf install -y driverctl

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

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5. 重启虚拟机以应用更改。