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网络功能虚拟化规划和配置指南

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Red Hat OpenStack Platform 16.2

规划和配置网络功能虚拟化(NFV)OpenStack 部署

OpenStack Documentation Team

摘要

本指南包含重要的规划信息,并描述了红帽 OpenStack 平台部署中单一根输入/输出虚拟化(SR-IOV)和数据平面开发套件(DPDK)的配置流程。

使开源包含更多

红帽致力于替换我们的代码、文档和 Web 属性中存在问题的语言。我们从这四个术语开始:master、slave、黑名单和白名单。由于此项工作十分艰巨,这些更改将在即将推出的几个发行版本中逐步实施。详情请查看 CTO Chris Wright 的信息

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第 1 章 了解红帽网络功能虚拟化(NFV)

网络功能虚拟化(NFV) 是一种基于软件的解决方案,可帮助通信服务提供商(CSP)超越传统专有硬件,以实现更高的效率和灵活性,同时降低操作成本。

NFV 环境通过利用在标准硬件设备(如交换机、路由器和存储)上运行的标准虚拟化技术(如交换机、路由器和存储来虚拟化网络功能(VNF))来提供 IT 和网络聚合。管理和编配逻辑部署并维持这些服务。NFV 还包括系统管理、自动化和生命周期管理,从而减少了手动工作。

1.1. NFV 的优点

实施网络功能虚拟化(NFV)的主要优点如下:

  • 通过允许您快速部署和扩展新的网络服务来满足瞬息万变的需求,加速产品投放市场的时间。
  • 通过使服务开发人员能够自我管理其资源和使用生产中使用的相同平台,支持创新。
  • 在不牺牲安全性或性能的情况下,在数小时或数分钟内满足客户的需求,而不是几周或数天。
  • 降低资本支出,因为它使用商用硬件,而非昂贵的定制设备。
  • 使用简化的操作和自动化来优化日常任务,以提高员工生产力并降低操作成本。

1.2. NFV 部署支持的配置

您可以使用 Red Hat OpenStack Platform director 工具包来隔离特定的网络类型,如外部、项目、内部 API 等。您可以在单个网络接口上部署网络,或者通过多主机网络接口分发。使用 Open vSwitch,您可以通过为单个网桥分配多个接口来创建绑定。使用模板文件在 Red Hat OpenStack Platform 安装中配置网络隔离。如果没有提供模板文件,则服务网络会在 provisioning 网络上部署。

模板配置文件有两种类型:

  • network-environment.yaml

    此文件包含 overcloud 节点的网络详细信息,如子网和 IP 地址范围。此文件还包含不同的设置,用于覆盖不同场景的默认参数值。

  • 主机网络模板,如 compute.yaml 和 controller.yaml

    这些模板定义 overcloud 节点的网络接口配置。网络详情的值由 network-environment.yaml 文件提供。

这些 heat 模板文件位于 undercloud 节点上的 /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/。有关 NFV 的这些 heat 模板文件 示例,请参阅 DPDK SR-IOV YAML 文件示例。

硬件要求和软件要求部分提供了有关如何使用 Red Hat OpenStack Platform director 规划和配置 NFV 的 heat 模板文件的更多详细信息。

您可以编辑 YAML 文件来配置 NFV。有关 YAML 文件格式简介,请参阅 Nutshell 中的 YAML

数据平面开发套件(DPDK)和单根 I/O 虚拟化(SR-IOV)

Red Hat OpenStack Platform (RHOSP)支持 NFV 部署,其中包含自动化 OVS-DPDK 和 SR-IOV 配置。

重要

红帽不支持将 OVS-DPDK 用于非 NFV 工作负载。如果您需要用于非 NFV 工作负载的 OVS-DPDK 功能,请联络您的大客户经理(TAM)或打开客户服务请求案例,来讨论支持例外和其他选项。要创建一个客户服务请求案例,请访问创建一个问题单,然后选择 Account > Customer Service Requesthttps://access.redhat.com/support/cases/new

超融合基础架构(HCI)
您可以将 Compute 子系统与 Red Hat Ceph Storage 节点并置。这种超融合模式提供更低的条目成本、较小的初始部署空间、最大化容量利用率和 NFV 用例中的高效管理。有关 HCI 的更多信息,请参阅 超融合基础架构指南
可组合角色
您可以使用可组合角色创建自定义部署。可组合角色允许您为每个角色添加或删除服务。有关可组合角色的更多信息,请参阅 可组合服务和自定义角色
使用 LACP 的 Open vSwitch (OVS)
从 OVS 2.9 开始,完全支持带有 OVS 的 LACP。对于 Openstack control plane 流量,我们不推荐这样做,因为 OVS 或 Openstack 网络中断可能会影响管理。如需更多信息,请参阅 Open vSwitch (OVS)绑定选项
OVS 硬件卸载
Red Hat OpenStack Platform 支持部署 OVS 硬件卸载。有关使用硬件卸载部署 OVS 的详情,请参考 配置 OVS 硬件卸载
Open Virtual Network (OVN)

RHOSP 16.1.4 中提供以下 NFV OVN 配置:

1.3. NFV 数据平面连接

随着 NFV 的引入,更多网络供应商开始将其传统设备实施为 VNF。虽然大多数网络供应商正在考虑虚拟机,其中一些也将基于容器的方法作为设计选择进行调查。由于两个主要原因,基于 OpenStack 的解决方案应具有丰富且灵活:

  • 应用就绪 - 网络供应商目前正在将其设备转换为 VNF。市场中的不同 VNF 具有不同的成熟度级别;这种就绪性的常见障碍包括启用 RESTful 接口,将数据模型演变为无状态,并提供自动化管理操作。OpenStack 应为所有提供一个通用的平台。
  • 广泛的用例 - NFV 包括各种提供不同用例的应用程序。例如,Virtual Customer Premise Equipment (vCPE)旨在提供一些网络功能,如路由、防火墙、虚拟专用网络(VPN),以及客户内部的网络地址转换(NAT)。虚拟 Evolved Packet Core (vEPC)是一种云架构,为 Long-Term Evolution (LTE)网络的核心组件提供经济的平台,允许动态置备网关和移动端点,以保持从智能手机和其他设备的数据流量增加。

    这些用例是使用不同的网络应用程序和协议实现的,并且需要基础架构中不同的连接、隔离和性能特性。在 control plane 接口和协议和实际转发平面之间是分开的。OpenStack 必须足够灵活,以提供不同的数据路径连接选项。

在原则上,提供数据平面连接虚拟机的两种常见方法:

  • 直接硬件访问 会绕过 linux 内核,并使用 PCI Passthrough 或单个根 I/O 虚拟化(SR-IOV)等技术为虚拟功能(VF)和物理功能(PF)通过提供安全直接内存访问(DMA)。
  • 使用虚拟交换机(vswitch),作为虚拟机监控程序的软件服务实施。虚拟机使用虚拟接口(vNIC)连接到 vSwitch,vSwitch 能够在虚拟机之间转发流量,以及虚拟机和物理网络之间的流量。

一些快速数据路径选项如下:

  • 单根 I/O 虚拟化(SR-IOV) 是一种标准,使单个 PCI 硬件设备显示为多个虚拟 PCI 设备。它的工作原理是引入物理功能(PF),它们是代表物理硬件端口的全功能 PCIe 功能,以及分配给虚拟机的轻量级功能(VF)。对于虚拟机,VF 类似于与硬件直接通信的常规 NIC。NIC 支持多个 VF。
  • Open vSwitch (OVS) 是一个开源软件交换机,设计为在虚拟化服务器环境中用作虚拟交换机。OVS 支持常规 L2-L3 交换机的功能,并提供对 OpenFlow 等 SDN 协议的支持,以创建用户定义的覆盖网络(如 VXLAN)。OVS 使用 Linux 内核网络来利用物理 NIC 在虚拟机和主机之间切换数据包。OVS 现在支持具有内置防火墙功能的连接跟踪(Conntrack),以避免使用 iptables/ebtables 的 Linux 网桥的开销。Red Hat OpenStack Platform 环境的 Open vSwitch 提供默认的 OpenStack Networking (neutron)与 OVS 集成。
  • 数据平面开发套件(DPDK) 由一组库和轮询模式驱动程序(PMD)组成,用于快速处理数据包。它设计为在用户空间中运行,使应用程序能够直接从或到 NIC 执行自己的数据包处理。DPDK 可减少延迟并允许处理更多数据包。DPDK Poll Mode Drivers (PMD)在忙碌循环中运行,持续扫描客户机中主机和 vNIC 端口的 NIC 端口,以获得数据包。
  • DPDK 加速 Open vSwitch (OVS-DPDK) 是与 DPDK 捆绑的 Open vSwitch,用于使用 Linux 内核绕过高性能用户空间解决方案,并将内存访问(DMA)直接传递给物理 NIC。其理念是将标准 OVS 内核数据路径替换为基于 DPDK 的数据路径,并在使用 DPDK 内部进行数据包转发的主机上创建用户空间 vSwitch。这种架构的优点是它对用户来说是透明的。它公开的接口(如 OpenFlow、OVSDB、命令行)保持不变。

1.4. ETSI NFV 架构

欧洲电信标准研究所(ETSI)是一个独立的标准化组,其开发了欧洲信息和通信技术(ICT)标准标准。

网络功能虚拟化(NFV)侧重于解决使用专有硬件设备中涉及的问题。借助 NFV,安装网络特定设备的要求会降低,具体取决于用例要求和经济优势。网络功能虚拟化(ETSI ISG NFV)的 ETSI 行业规范组设定了确保支持虚拟化功能所需的要求、参考架构和基础架构规格。

红帽提供基于开源的云优化解决方案,以帮助通信服务提供商(CSP)实现 IT 和网络融合。红帽向 Red Hat OpenStack 添加了带有数据平面开发套件(OVS-DPDK)的单根 I/O 虚拟化(SR-IOV)和 Open vSwitch 等 NFV 功能。

1.5. NFV ETSI 架构和组件

通常,网络功能虚拟化(NFV)平台具有以下组件:

图 1.1. NFV ETSI 架构和组件

140 OpenStack NFV 产品指南更新 0221 参考架构 OVN
  • 虚拟化网络功能(VNF) - 路由器、防火墙、负载均衡器、宽带网关、移动数据包处理器、服务节点、信号、位置服务和其他网络功能的软件实现。
  • NFV 基础架构(NFVi) - 组成基础架构的物理资源(计算、存储、网络)和虚拟化层。网络包括用于在虚拟机和主机之间转发数据包的数据路径。这样,您可以安装 VNF,而不必关注底层硬件的详细信息。NFVI 构成 NFV 堆栈的基础。NFVI 支持多租户,并由虚拟基础架构管理器(VIM)管理。增强的平台感知(EPA)通过向 VNF 公开低级别 CPU 和 NIC 加速组件来提高虚拟机数据包转发性能(吞吐量、延迟、jitter)。
  • NFV 管理和编排(MANO) - 管理和编排层侧重于 VNF 的整个生命周期中所需的所有服务管理任务。MANO 的主要目标是允许将操作器提供的网络功能与物理基础架构分离的服务定义、自动化、错误关联、监控和生命周期管理。这种分离需要额外的管理层,由虚拟网络功能管理器(VNFM)提供。VNFM 通过直接与它们交互或通过 VNF 供应商提供的元素管理系统(EMS)来管理虚拟机和 VNF 的生命周期。MANO 定义的其他重要组件是 Orchestrator,也称为 NFVO。带有各种数据库和系统的 NFVO 接口,包括操作/业务支持系统(OSS/BSS)和底部的 VNFM。如果 NFVO 希望为客户创建新服务,它将要求 VNFM 触发 VNF 的实例化,这可能会导致多个虚拟机。
  • 运营和业务支持系统(OSS/BSS) 提供基本的业务功能应用程序,例如运营支持和计费。OSS/BSS 需要适应 NFV,并集成传统系统和新的 MANO 组件。BSS 系统根据服务订阅设定策略,并管理报告和计费。
  • 系统管理、自动化和生命周期管理 - 管理系统管理、基础架构组件自动化和 NFVi 平台的生命周期。

1.6. Red Hat NFV 组件

红帽 NFV 解决方案包括一系列产品,可在 ETSI 模型中充当 NFV 框架的不同组件。来自红帽产品组合的以下产品集成到 NFV 解决方案中:

  • Red Hat OpenStack Platform - 支持 IT 和 NFV 工作负载。增强平台感知(EPA)功能通过支持 SR-IOV 和 OVS-DPDK 的 CPU 固定、巨页、非统一内存访问(NUMA)关联性和网络适应器(NIC)提供确定的性能改进。
  • Red Hat Enterprise Linux 和 Red Hat Enterprise Linux Atomic Host - 创建虚拟机和容器作为 VNF。
  • Red Hat Ceph Storage - 为服务提供商工作负载的所有需求提供统一弹性和高性能存储层。
  • 红帽 JBoss 中间件和 OpenShift Enterprise (可选)提供 OSS/BSS 组件现代化的能力。
  • 红帽 CloudForms - 提供 VNF 管理器,并在统一显示中显示来自多种来源的数据,如 VIM 和 NFVi。
  • Red Hat Satellite 和 Ansible - (可选)提供增强的系统管理、自动化和生命周期管理。

1.7. NFV 安装摘要

Red Hat OpenStack Platform director 安装和管理完整的 OpenStack 环境。director 基于上游 OpenStack TripleO 项目,该项目是"OpenStack-On-OpenStack"的缩写。此项目利用 OpenStack 组件安装完全可正常运行的 OpenStack 环境;这包括一个名为 undercloud 的最小 OpenStack 节点。undercloud 调配和控制 overcloud (一系列裸机系统用作生产 OpenStack 节点)。director 提供了一个简单的方法,用于安装精益且可靠的完整 Red Hat OpenStack Platform 环境。

有关安装 undercloud 和 overcloud 的更多信息,请参阅 Director 安装和使用指南

要安装 NFV 功能,请完成以下步骤:

  • network-environment.yaml 文件中包含 SR-IOV 和 PCI Passthrough 参数,更新 post-install.yaml 文件以进行 CPU 调优,修改 compute.yaml 文件,并运行 overcloud_deploy.sh 脚本来部署 overcloud。
  • 通过直接从 NIC 轮询数据,安装 DPDK 库和驱动程序以便快速处理数据包。在 network-environment.yaml 文件中包括 DPDK 参数,为 CPU 调整更新 post-install.yaml 文件,更新 compute.yaml 文件以使用 DPDK 端口设置网桥,更新 controller.yaml 文件来设置配置了 VLAN 的网桥和接口,并运行 overcloud_deploy.sh 脚本来部署 overcloud。

第 2 章 NFV 性能注意事项

要使网络功能虚拟化(NFV)解决方案非常有用,其虚拟化功能必须满足或超过物理实施的性能。红帽的虚拟化技术基于高性能基于内核的虚拟机(KVM)管理程序,在 OpenStack 和云部署中很常见。

Red Hat OpenStack Platform director 配置 Compute 节点以强制资源分区和微调,以实现客户机虚拟网络功能(VNF)的线率性能。NFV 用例中的关键性能因素包括吞吐量、延迟和迭代。

您可以使用数据平面开发套件(DPDK)加速虚拟机,启用物理 NIC 和虚拟机之间的高性能数据包切换。OVS 2.10 嵌入了对 DPDK 17 的支持,并包括对 vhost-user 多队列的支持,从而允许扩展性能。OVS-DPDK 为虚拟客户机 VNF 提供线级性能。

单根 I/O 虚拟化(SR-IOV)网络可提高性能,包括提高了特定网络和虚拟机的吞吐量。

性能调优的其他重要功能包括巨页、NUMA 对齐、主机隔离和 CPU 固定。VNF 类别需要大页面和仿真程序线程隔离来提高性能。主机隔离和 CPU 固定提高了 NFV 性能,并防止不必要的数据包丢失。

2.1. CPU 和 NUMA 节点

在以前的版本中,x86 系统上的所有内存都会被系统中所有 CPU 相等访问。这会导致内存访问时间相同,无论系统中的 CPU 正在执行该操作,并被称为 Uniform Memory Access (UMA)。

在非统一内存访问(NUMA)中,系统内存被分成名为 nodes (分配给特定 CPU 或套接字)的区域。对 CPU 本地访问的内存比连接到该系统上的远程 CPU 的内存要快。通常,NUMA 系统上的每个套接字都有一个本地内存节点,其内容可以比节点本地到另一个 CPU 的内存或所有 CPU 共享的总线上的内存快。

同样,物理 NIC 放置在 Compute 节点硬件上的 PCI 插槽中。这些插槽连接到与特定 NUMA 节点关联的特定 CPU 套接字。为获得最佳性能,请将您的数据路径 NIC 连接到 CPU 配置(SR-IOV 或 OVS-DPDK)中的同一 NUMA 节点。

NUMA 丢失的性能影响显著,通常从 10% 的性能命中或更高性能开始。每个 CPU 套接字可以有多个 CPU 内核,这些内核被视为用于虚拟化目的的独立 CPU。

提示

有关 NUMA 的更多信息,请参阅 NUMA 是什么以及如何在 Linux 上使用?

2.1.1. NUMA 节点示例

下图显示了双节点 NUMA 系统的示例,以及 CPU 内核和内存页面可用的方式:

图 2.1. 示例:双节点 NUMA 系统

OpenStack NUMA Topology 39825 0416 ADF
注意

只有在来自 NUMA 节点 0 中的 VM1 中存在一个 NUMA 节点 1 中的 CPU 内核时,才可通过 Interconnect 访问远程内存。在这种情况下,NUMA 节点 1 的内存充当 VM1 第三个 CPU 内核的本地(例如,如果 VM1 在上图中使用 CPU 4 分配),但同时充当同一虚拟机其他 CPU 内核的远程内存。

2.1.2. NUMA 感知实例

您可以将 OpenStack 环境配置为使用 NUMA 架构的系统上的 NUMA 拓扑感知。在虚拟机(VM)中运行客户机操作系统时,涉及两个 NUMA 拓扑:

  • 主机物理硬件的 NUMA 拓扑
  • 向客户端操作系统公开的虚拟硬件的 NUMA 拓扑

您可以通过将虚拟硬件与物理硬件 NUMA 拓扑保持一致来优化客户端操作系统的性能。

2.2. CPU 固定

CPU 固定是在给定主机上在特定物理 CPU 上运行特定虚拟机的虚拟 CPU 的功能。vCPU 固定为裸机系统上任务固定提供了类似的优势。由于虚拟机作为用户空间任务在主机操作系统上运行,因此固定可提高缓存效率。

有关如何配置 CPU 固定的详情,请参考 为实例创建指南中的在 Compute 节点上配置 CPU 固定

2.3. 巨页

物理内存被分成连续区域,称为页面。为提高效率,系统通过访问整个页面而不是单个字节内存来检索内存。要执行此转换,系统会在 Translation Lookaside Buffers (TLB)中查找包含最新或常用页面的物理到虚拟地址映射。当系统无法在 TLB 中找到映射时,处理器必须遍历所有页表以确定地址映射。优化 TLB 以最大程度降低这些 TLB 丢失期间发生的性能损失。

x86 系统中的典型页面大小为 4KB,其它更大的页面大小可用。更大的页面大小意味着总页面减少,因此增加了其虚拟到存储在 TLB 中的物理地址转换的系统内存量。因此,这可以减少 TLB 未命中,这会提高性能。对于较大的页面大小,内存利用率增加,因为进程必须在页面中分配,但不一定需要所有内存。因此,在提供更快的访问时间与较大的页面之间,选择页大小会很折现,并确保使用较小的页面的最大内存使用率。

2.4. 端口安全性

端口安全性是一种反欺骗措施,阻止任何与原始网络端口的源 IP 和源 MAC 地址不匹配的出口流量。您不能使用安全组规则查看或修改此行为。

默认情况下,在 OpenStack 中新创建的 Neutron 网络上会将 port_security_enabled 参数设置为 enabled。新创建的端口从创建它们的网络中复制 port_security_enabled 参数的值。

对于某些 NFV 用例,如构建防火墙或路由器,您必须禁用端口安全性。

要在单一端口上禁用端口安全性,请运行以下命令:

openstack port set --disable-port-security <port-id>

要防止端口安全性在网络上任何新创建的端口上启用,请运行以下命令:

openstack network set --disable-port-security <network-id>

第 3 章 NFV 的硬件要求

本节介绍 NFV 的硬件要求。

有关 Red Hat OpenStack Platform 认证硬件的完整列表,请参阅 Red Hat OpenStack Platform 认证硬件

3.1. 为 NFV 测试的 NIC

有关 NFV 测试 NIC 列表,请查看红帽知识库解决方案 网络适配器 Fast Datapath 功能支持列表

将默认驱动程序用于支持的 NIC,除非您在 NVIDIA (Mellanox)网络接口上配置 OVS-DPDK。对于 NVIDIA 网络接口,您必须在 j2 网络配置模板中设置对应的内核驱动程序。

示例

在本例中,对 Mellanox ConnectX-5 网络接口设置了 mlx5_core 驱动程序:

members
 - type: ovs_dpdk_port
    name: dpdk0
    driver: mlx5_core
    members:
    - type: interface
      name: enp3s0f0

3.2. 对硬件卸载的故障排除

在 Red Hat OpenStack Platform(RHOSP)16.2 部署中,OVS 硬件 Offload 可能不会卸载带有 switchdev- 支持端口和 Mellanox ConnectX5 NIC 的虚拟机的流。要排除并配置卸载流,请禁用 ESWITCH_IPV4_TTL_MODIFY_ENABLE Mellanox 固件参数。有关 RHOSP 16.2 中的 OVS 硬件卸载的更多信息,请参阅 OpenStack Platform 16.2 中带有 Mellanox NIC 的 Red Hat Knowledgebase 解决方案 OVS 硬件卸载

流程

  1. 在 RHOSP 部署中登录到具有您要配置的 Mellanox NIC 的 Compute 节点。
  2. 使用 mstflint 程序查询 ESWITCH_IPV4_TTL_MODIFY_ENABLE Mellanox 固件参数。

    [root@compute-1 ~]# yum install -y mstflint
    [root@compute-1 ~]# mstconfig -d <PF PCI BDF> q ESWITCH_IPV4_TTL_MODIFY_ENABLE
  3. 如果 ESWITCH_IPV4_TTL_MODIFY_ENABLE 参数已启用并设置为 1,则将值设为 0 来禁用它。

    [root@compute-1 ~]# mstconfig -d <PF PCI BDF> s ESWITCH_IPV4_TTL_MODIFY_ENABLE=0`
  4. 重新引导节点。

3.3. 发现 NUMA 节点拓扑

在计划部署时,您必须了解 Compute 节点的 NUMA 拓扑,以对 CPU 和内存资源进行分区,以实现最佳性能。要确定 NUMA 信息,请执行以下任务之一:

  • 启用硬件内省以从裸机节点中检索此信息。
  • 登录到每个裸机节点来手动收集信息。
注意

您必须安装和配置 undercloud,然后才能通过硬件内省来检索 NUMA 信息。有关 undercloud 配置的更多信息,请参阅 Director 安装和使用指南

3.4. 获取硬件内省详细信息

裸机服务 hardware-inspection-extras 功能默认启用,您可以使用它来检索 overcloud 配置的硬件详情。有关 undercloud.conf 文件中的 inspection_extras 参数的更多信息,请参阅配置 director

例如,numa_topology 收集程序就是硬件检查额外功能的一部分,包括每个 NUMA 节点的以下信息:

  • RAM(单位为 KB)
  • 物理 CPU 内核数和同级线程数
  • 和 NUMA 节点关联的 NIC

流程

  • 要获得以上列出的信息,请使用裸机节点的 UUID 替换 <UUID> 来完成以下命令:

    $ openstack baremetal introspection data save \
    <UUID> | jq .numa_topology

    以下示例显示获取的裸机节点 NUMA 信息:

    {
      "cpus": [
        {
          "cpu": 1,
          "thread_siblings": [
            1,
            17
          ],
          "numa_node": 0
        },
        {
          "cpu": 2,
          "thread_siblings": [
            10,
            26
          ],
          "numa_node": 1
        },
        {
          "cpu": 0,
          "thread_siblings": [
            0,
            16
          ],
          "numa_node": 0
        },
        {
          "cpu": 5,
          "thread_siblings": [
            13,
            29
          ],
          "numa_node": 1
        },
        {
          "cpu": 7,
          "thread_siblings": [
            15,
            31
          ],
          "numa_node": 1
        },
        {
          "cpu": 7,
          "thread_siblings": [
            7,
            23
          ],
          "numa_node": 0
        },
        {
          "cpu": 1,
          "thread_siblings": [
            9,
            25
          ],
          "numa_node": 1
        },
        {
          "cpu": 6,
          "thread_siblings": [
            6,
            22
          ],
          "numa_node": 0
        },
        {
          "cpu": 3,
          "thread_siblings": [
            11,
            27
          ],
          "numa_node": 1
        },
        {
          "cpu": 5,
          "thread_siblings": [
            5,
            21
          ],
          "numa_node": 0
        },
        {
          "cpu": 4,
          "thread_siblings": [
            12,
            28
          ],
          "numa_node": 1
        },
        {
          "cpu": 4,
          "thread_siblings": [
            4,
            20
          ],
          "numa_node": 0
        },
        {
          "cpu": 0,
          "thread_siblings": [
            8,
            24
          ],
          "numa_node": 1
        },
        {
          "cpu": 6,
          "thread_siblings": [
            14,
            30
          ],
          "numa_node": 1
        },
        {
          "cpu": 3,
          "thread_siblings": [
            3,
            19
          ],
          "numa_node": 0
        },
        {
          "cpu": 2,
          "thread_siblings": [
            2,
            18
          ],
          "numa_node": 0
        }
      ],
      "ram": [
        {
          "size_kb": 66980172,
          "numa_node": 0
        },
        {
          "size_kb": 67108864,
          "numa_node": 1
        }
      ],
      "nics": [
        {
          "name": "ens3f1",
          "numa_node": 1
        },
        {
          "name": "ens3f0",
          "numa_node": 1
        },
        {
          "name": "ens2f0",
          "numa_node": 0
        },
        {
          "name": "ens2f1",
          "numa_node": 0
        },
        {
          "name": "ens1f1",
          "numa_node": 0
        },
        {
          "name": "ens1f0",
          "numa_node": 0
        },
        {
          "name": "eno4",
          "numa_node": 0
        },
        {
          "name": "eno1",
          "numa_node": 0
        },
        {
          "name": "eno3",
          "numa_node": 0
        },
        {
          "name": "eno2",
          "numa_node": 0
        }
      ]
    }

3.5. NFV BIOS 设置

下表描述了 NFV 所需的 BIOS 设置:

注意

您必须在 BIOS 中启用 SR-IOV 全局和 NIC 设置,否则带有 SR-IOV Compute 节点的 Red Hat OpenStack Platform (RHOSP)部署将失败。

表 3.1. BIOS 设置
参数设置

C3 Power State

已禁用。

C6 Power State

已禁用。

MLC Streamer

已启用。

MLC Spatial Prefetcher

已启用。

DCU Data Prefetcher

已启用。

DCA

已启用。

CPU Power 和性能

性能。

内存 RAS 和 Performance Config → NUMA Optimized

已启用。

Turbo Boost

在需要确定性能的 NFV 部署中禁用。
在所有其他场景中启用。

VT-d

如果需要 VFIO 功能,为 Intel 卡启用。

NUMA 内存交集

已禁用。

在使用 intel_idle 驱动程序的处理器上,Red Hat Enterprise Linux 可以忽略 BIOS 设置并重新启用处理器 C-state。

您可以通过在内核引导命令行中指定键值对 intel_idle .max_cstate=0 来禁用 intel_idle,而是使用 acpi_ idle 驱动程序。

通过检查 current_driver 的内容来确认处理器正在使用 acpi_idle 驱动程序:

# cat /sys/devices/system/cpu/cpuidle/current_driver
acpi_idle
注意

更改驱动程序后会出现一些延迟,因为它需要时间进行 Tuned 守护进程启动。但是,在 Tuned 加载后,处理器不使用更深入的 C-state。

第 4 章 NFV 的软件要求

本节介绍 NFV 所需的受支持配置和驱动程序,以及 NFV 所需的订阅详情。

4.1. 注册并启用软件仓库

要安装 Red Hat OpenStack Platform,您必须使用 Red Hat Subscription Manager 注册 Red Hat OpenStack Platform director,并订阅所需的频道。有关注册和更新 undercloud 的更多信息,请参阅 Director 安装和使用指南中的 注册 undercloud 和 附加订阅

流程

  1. 使用 Content Delivery Network 注册您的系统,在提示时输入您的客户门户网站用户名和密码。

    [stack@director ~]$ sudo subscription-manager register
  2. 确定 Red Hat OpenStack Platform director 的权利池 ID,如以下命令中的 {Pool ID} 和输出:

    [stack@director ~]$ sudo subscription-manager list --available --all --matches="Red Hat OpenStack"
    Subscription Name:   Name of SKU
    Provides:            Red Hat Single Sign-On
                         Red Hat Enterprise Linux Workstation
                         Red Hat CloudForms
                         Red Hat OpenStack
                         Red Hat Software Collections (for RHEL Workstation)
    SKU:                 SKU-Number
    Contract:            Contract-Number
    Pool ID:             {Pool-ID}-123456
    Provides Management: Yes
    Available:           1
    Suggested:           1
    Service Level:       Support-level
    Service Type:        Service-Type
    Subscription Type:   Sub-type
    Ends:                End-date
    System Type:         Physical
  3. 在以下命令中包括 池 ID 值来附加 Red Hat OpenStack Platform 16.2 权利。

    [stack@director ~]$ sudo subscription-manager attach --pool={Pool-ID}-123456
  4. 禁用默认软件仓库。

    subscription-manager repos --disable=*
  5. 使用 NFV 启用 Red Hat OpenStack Platform 所需的软件仓库。

    $ sudo subscription-manager repos \
    --enable=rhel-8-for-x86_64-baseos-eus-rpms \
    --enable=rhel-8-for-x86_64-appstream-eus-rpms \
    --enable=rhel-8-for-x86_64-highavailability-eus-rpms \
    --enable=ansible-2.9-for-rhel-8-x86_64-rpms \
    --enable=openstack-16.2-for-rhel-8-x86_64-rpms \
    --enable=rhel-8-for-x86_64-nfv-rpms \
    --enable=fast-datapath-for-rhel-8-x86_64-rpms
  6. 更新您的系统,以便您拥有最新的基本系统软件包。

    [stack@director ~]$ sudo dnf update -y
    [stack@director ~]$ sudo reboot
注意

要注册 overcloud 节点,请参阅高级 Overcloud 自定义指南中的 基于 Ansible 的 overcloud 注册

4.2. NFV 部署支持的配置

Red Hat OpenStack Platform(RHOSP)支持以下 NFV 部署,使用 director:

  • 单根 I/O 虚拟化(SR-IOV)
  • 带有 Data Plane Development Kit(OVS-DPDK)的 Open vSwitch

另外,您可以使用以下功能部署 RHOSP:

4.2.1. 使用 OVS 机制驱动程序部署 RHOSP

使用 OVS 机制驱动程序部署 RHOSP:

流程

  1. 修改 containers-prepare-parameter.yaml 文件,使 neutron_driver 参数设置为 ovs

    parameter_defaults:
      ContainerImagePrepare:
      - push_destination: true
        set:
         neutron_driver: ovs
         ...
  2. neutron-ovs.yaml 环境文件包含到 /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services 目录中。

    TEMPLATES=/usr/share/openstack-tripleo-heat-templates
    
    openstack overcloud deploy --templates \
    -e ${TEMPLATES}/environments/network-environment.yaml \
    -e ${TEMPLATES}/environments/network-isolation.yaml \
    -e ${TEMPLATES}/environments/services/neutron-ovs.yaml \
    -e ${TEMPLATES}/environments/services/neutron-ovs-dpdk.yaml \
    -e ${TEMPLATES}/environments/services/neutron-sriov.yaml \
    -e /home/stack/containers-prepare-parameter.yaml

4.2.2. 使用 OVS-DPDK 和 SR-IOV 部署 OVN

在与 OVN 相同的节点上部署 DPDK 和 SRIOV 虚拟机。

流程

  1. 生成 ComputeOvsDpdkSriov 角色:

    openstack overcloud roles generate -o roles_data.yaml Controller ComputeOvsDpdkSriov
  2. OS::TripleO::Services::OVNMetadataAgent 添加到 Controller 角色。
  3. 使用 resource_registry 参数为 OVS-DPDK 添加自定义资源:

    resource_registry:
        # Specify the relative/absolute path to the config files you want to use for override the default.
        OS::TripleO::ComputeOvsDpdkSriov::Net::SoftwareConfig:
          nic-configs/computeovsdpdksriov.yaml
        OS::TripleO::Controller::Net::SoftwareConfig:
          nic-configs/controller.yaml
  4. 在 parameter_defaults 部分中,将 tunnel type 参数的值编辑为 geneve

    NeutronTunnelTypes: 'geneve'
    NeutronNetworkType: ['geneve', 'vlan']
  5. 可选:如果您使用集中式路由模型,请禁用分布式虚拟路由(DVR):

    NeutronEnableDVR: false
  6. parameters_defaults 下,设置网桥映射:

     # The OVS logical-to-physical bridge mappings to use.
      NeutronBridgeMappings: "datacentre:br-ex,data1:br-link0,data2:br-link1"
  7. computeovsdpdksriov.yaml 文件中配置网络接口:

      - 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_port
          name: br-link0-dpdk-port0
          rx_queue: 1
          members:
          - type: interface
            name: eno3
      - type: sriov_pf
        name: eno4
        use_dhcp: false
        numvfs: 5
        defroute: false
        nm_controlled: true
        hotplug: true
        promisc: false
  8. 在部署脚本中包含以下 yaml 文件:

    • neutron-ovn-dpdk.yaml
    • neutron-ovn-sriov.yaml
注意

Open Virtual Networking (OVN) 是 Red Hat OpenStack Platform 16.2 中的默认网络机制驱动程序。如果要将 OVN 与分布式虚拟路由 (DVR) 搭配使用,则必须在 openstack overcloud deploy 命令中包含 environments/services/neutron-ovn-dvr-ha.yaml 文件。如果要在没有 DVR 的情况下使用 OVN,则必须在 openstack overcloud deploy 命令中包含 environments/services/neutron-ovn-ha.yaml 文件,并将 NeutronEnableDVR 参数设置为 false。如果要将 OVN 与 SR-IOV 搭配使用,您必须将 environments/services/neutron-ovn-sriov.yaml 文件作为 openstack overcloud deploy 命令的最后一个 OVN 环境文件中找到。

4.2.3. 使用 OVS TC 流程序卸载部署 OVN

在与 OVN 相同的节点上部署 OVS TC 流程序卸载。

注意

Red Hat Enterprise Linux 流量控制(TC)子系统不支持连接跟踪(conntrack)帮助程序或应用程序层网关(ALG)。因此,如果您使用 ALG,则必须禁用 TC Flower 卸载。

流程

  1. 生成 ComputeOvsDpdkSriov 角色:

    openstack overcloud roles generate -o roles_data.yaml \
    ControllerSriov ComputeSriov
  2. 配置与部署相关的 physical_network 参数设置。

    • 对于 VLAN,将 physical_network 参数设置为部署后您在 neutron 中创建的网络的名称。还对 NeutronBridgeMappings 参数使用这个值。
    • 在特定于角色的参数下,如 ComputeSriovOffloadParameters,确保 OvsHwOffload 参数的值为 true

      parameter_defaults:
        NeutronBridgeMappings: 'datacentre:br-ex,tenant:br-offload'
        NeutronNetworkVLANRanges: 'tenant:502:505'
        NeutronFlatNetworks: 'datacentre,tenant'
        NeutronPhysicalDevMappings:
          - tenant:ens1f0
          - tenant:ens1f1
      
        NovaPCIPassthrough:
        - address: "0000:17:00.1"
          physical_network: "tenant"
        - address: "0000:3b:00.1"
          physical_network: "tenant"
        NeutronTunnelTypes: ''
        NeutronNetworkType: 'vlan'
        ComputeSriovOffloadParameters:
          OvsHwOffload: True
          KernelArgs: "default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=32 intel_iommu=on iommu=pt isolcpus=1-11,13-23"
          IsolCpusList: "1-11,13-23"
          NovaReservedHostMemory: 4096
          NovaComputeCpuDedicatedSet: ['1-11','13-23']
          NovaComputeCpuSharedSet: ['0','12']
  3. computeovsdpdksriov.yaml 文件中配置网络接口:

     - type: ovs_bridge
      name: br-offload
      mtu: 9000
      use_dhcp: false
      addresses:
      - ip_netmask:
         get_param: TenantIpSubnet
      members:
      - type: linux_bond
        name: bond-pf
        bonding_options: "mode=active-backup miimon=100"
        members:
        - type: sriov_pf
          name: ens1f0
          numvfs: 3
          primary: true
          promisc: true
          use_dhcp: false
          defroute: false
          link_mode: switchdev
        - type: sriov_pf
          name: ens1f1
          numvfs: 3
          promisc: true
          use_dhcp: false
          defroute: false
          link_mode: switchdev
  4. 在部署脚本中包含以下 yaml 文件:

    • ovs-hw-offload.yaml
    • neutron-ovn-sriov.yaml

       TEMPLATES_HOME=”/usr/share/openstack-tripleo-heat-templates”
          CUSTOM_TEMPLATES=”/home/stack/templates”
      
          openstack overcloud deploy --templates \
            -r ${CUSTOM_TEMPLATES}/roles_data.yaml \
            -e ${TEMPLATES_HOME}/environments/services/neutron-ovn-sriov.yaml \
            -e ${TEMPLATES_HOME}/environments/ovs-hw-offload.yaml \
            -e ${CUSTOM_TEMPLATES}/network-environment.yaml

4.3. NFV 支持的驱动程序

有关支持的驱动程序的完整列表,请参阅 Red Hat OpenStack Platform 中的组件、插件和驱动程序支持

有关使用 NFV 的 Red Hat OpenStack Platform 部署测试的 NIC 列表,请参阅为 NFV 测试 NIC

4.4. 与第三方软件兼容

有关已测试、受支持且已通过 Red Hat OpenStack Platform 执行的产品和服务的完整列表,请参阅 与 Red Hat OpenStack Platform 兼容的第三方软件。您可以根据产品版本和软件类别过滤列表。

有关使用 Red Hat Enterprise Linux 执行的产品和服务的完整列表,请参阅 第三方软件与 Red Hat Enterprise Linux 兼容。您可以根据产品版本和软件类别过滤列表。

第 5 章 NFV 的网络注意事项

undercloud 主机至少需要以下网络:

  • Provisioning 网络 - 提供 DHCP 和 PXE 引导功能,以帮助发现 overcloud 中使用的裸机系统。
  • 外部网络 - 一个单独的网络,用于远程连接所有节点。连接到此网络的接口需要静态定义的可路由 IP 地址,或者从外部 DHCP 服务动态生成。

最小 overcloud 网络配置包括以下 NIC 配置:

  • 单 NIC 配置 - 一个 NIC 在原生 VLAN 中用于 provisioning 网络,并带有标记的 VLAN(将子网用于不同的 overcloud 网络类型)。
  • 双 NIC 配置 - 一个 NIC 用于 provisioning 网络,为外部网络使用其他 NIC。
  • 双 NIC 配置 - 一个 NIC 在原生 VLAN 上用于 provisioning 网络,另一个 NIC 用于带有标记的 VLAN,子网用于不同的 overcloud 网络类型。
  • 多 NIC 配置 - 每个 NIC 都使用一个子网来分别处理 overcloud 中不同的网络类型。

如需有关网络要求的更多信息,请参阅 Director 安装和使用指南中的 准备 undercloud 网络

第 6 章 规划 SR-IOV 部署

通过根据您的 Compute 节点硬件设置个别参数,为 NFV 优化单个根 I/O 虚拟化(SR-IOV)部署。

要评估您对 SR-IOV 参数的硬件影响,请参阅 发现 NUMA 节点拓扑

6.1. SR-IOV 部署的硬件分区

要使用 SR-IOV 实现高性能,请对主机和客户机之间的资源进行分区。

图 6.1. NUMA 节点拓扑

OpenStack NFV 硬件容量 464931 0118 SR IOV

典型的拓扑包括每个 NUMA 节点在双套接字 Compute 节点上的 14 个内核。支持超线程(HT)和非HT 内核。每个内核有两个同级线程。一个核心专用于每个 NUMA 节点上的主机。虚拟网络功能(VNF)处理 SR-IOV 接口绑定。所有中断请求(IRQ)都路由到主机内核。VNF 核心专用于 VNF。它们与其他 VNF 和与主机隔离提供隔离。每个 VNF 都必须使用单一 NUMA 节点上的资源。VNF 使用的 SR-IOV NIC 还必须与相同的 NUMA 节点关联。这个拓扑没有虚拟化开销。主机、OpenStack Networking(neutron)和计算(nova)配置参数在单一文件中公开,以便简化、一致性和避免致使严重隔离、导致抢占和数据包丢失。主机和虚拟机隔离依赖于 tuned 配置集,它根据隔离 CPU 的列表定义引导参数和任何 Red Hat OpenStack Platform 修改。

6.2. NFV SR-IOV 部署的拓扑

以下镜像有两个 VNF,各自具有 mgt 和 data plane 接口代表的管理接口。管理接口管理 ssh 访问,以此类推。data plane 接口将 VNF 绑定到 DPDK 以确保高可用性,因为 VNF 会使用 DPDK 库绑定 data plane 接口。该镜像还有两个提供商网络来实现冗余。Compute 节点有两个常规 NIC 绑定,在 VNF 管理和红帽 OpenStack 平台 API 管理间共享。

图 6.2. NFV SR-IOV 拓扑

NFV SR-IOV 部署

镜像显示在应用程序级别使用 DPDK,并可访问 SR-IOV 虚拟功能(VF)和物理功能(PF),以便根据 fabric 配置获得更好的可用性或性能。DPDK 提高了性能,而 VF/PF DPDK 绑定为故障转移和高可用性提供支持。VNF 供应商必须确保 DPDK 轮询模式驱动程序(PMD)支持作为 VF/PF 公开的 SR-IOV 卡。管理网络使用 OVS,因此 VNF 使用标准 virtIO 驱动程序查看 mgmt 网络设备。您可以使用该设备最初连接到 VNF,并确保 DPDK 应用绑定两个 VF/PF。

6.3. 用于没有 HCI 的 NFV SR-IOV 拓扑

观察下镜像中 NFV 的 SR-IOV 的拓扑。它由具有 1 Gbps NIC 的计算节点和 director 节点组成。

图 6.3. 没有 HCI 的 NFV SR-IOV 拓扑

无 HCI 的 NFV SR-IOV 拓扑

第 7 章 部署 SR-IOV 技术

在 Red Hat OpenStack Platform NFV 部署中,当您通过虚拟资源从实例直接访问共享 PCIe 资源时,您可以使用单一根 I/O 虚拟化(SR-IOV)实现更高的性能。

7.1. 配置 SR-IOV

要使用单一根 I/O 虚拟化(SR-IOV)部署 Red Hat OpenStack Platform(RHOSP),请配置具有 SR-IOV 功能的共享 PCIe 资源,以便实例可以请求直接访问。

注意

以下 CPU 分配、内存分配和 NIC 配置是示例,可能与您的用例不同。

先决条件

  • 有关如何在部署 overcloud 前安装和配置 undercloud 的详情,请参阅 Director 安装和使用指南

    注意

    不要手动编辑 director heat 模板修改的 /etc/tuned/cpu-partitioning-variables.conf 中的任何值。

  • 访问 stack 用户的 undercloud 主机和凭据。

流程

  1. stack 用户的身份登录 undercloud。
  2. Source stackrc 文件:

    [stack@director ~]$ source ~/stackrc
  3. 生成一个名为 roles_data_compute_sriov.yaml 的新角色数据文件,其中包含 ControllerComputeSriov 角色:

    (undercloud)$ openstack overcloud roles \
     generate -o /home/stack/templates/roles_data_compute_sriov.yaml \
     Controller ComputeSriov

    ComputeSriov 是 RHOSP 安装提供的自定义角色,除了默认的计算服务外,还包括 NeutronSriovAgentNeutronSriovHostConfig 服务。

  4. 要准备 SR-IOV 容器,请在生成 overcloud_images.yaml 文件时包括 neutron-sriov.yamlroles_data_compute_sriov.yaml 文件。

    $ sudo openstack tripleo container image prepare \
      --roles-file ~/templates/roles_data_compute_sriov.yaml \
      -e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services/neutron-sriov.yaml \
      -e ~/containers-prepare-parameter.yaml \
      --output-env-file=/home/stack/templates/overcloud_images.yaml

    如需有关 容器镜像准备 的更多信息,请参阅 Director 安装和使用指南中的准备容器镜像

  5. 在环境文件目录中,创建 /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/network-environment.yaml 文件的副本:

    $ cp /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/network-environment.yaml /home/stack/templates/network-environment-sriov.yaml
  6. 在您的 network-environment-sriov.yaml 文件的 parameter_defaults 下添加以下参数,为您的集群和硬件配置 SR-IOV 节点:

      NeutronNetworkType: 'vlan'
      NeutronNetworkVLANRanges:
        - tenant:22:22
        - tenant:25:25
      NeutronTunnelTypes: ''
  7. 要确定每个 PCI 设备类型的 vendor_idproduct_id,请在具有 PCI 卡的物理服务器中使用以下命令之一:

    • 要从部署的 overcloud 返回 vendor_idproduct_id,请使用以下命令:

      # lspci -nn -s  <pci_device_address>
      3b:00.0 Ethernet controller [0200]: Intel Corporation Ethernet Controller X710 for 10GbE SFP+ [<vendor_id>: <product_id>] (rev 02)
    • 如果您尚未部署 overcloud,返回 vendor_idproduct_id (PF),请使用以下命令:

      (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ openstack baremetal introspection data save <baremetal_node_name> | jq '.inventory.interfaces[] | .name, .vendor, .product'
  8. network-environment-sriov.yaml 文件中为 SR-IOV 计算节点配置角色特定参数:

      ComputeSriovParameters:
        IsolCpusList: "1-19,21-39"
        KernelArgs: "default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=32 iommu=pt intel_iommu=on isolcpus=1-19,21-39"
        TunedProfileName: "cpu-partitioning"
        NeutronBridgeMappings:
          - tenant:br-link0
        NeutronPhysicalDevMappings:
          - tenant:p7p1
        NovaComputeCpuDedicatedSet: '1-19,21-39'
        NovaReservedHostMemory: 4096
    注意

    NovaVcpuPinSet 参数现已弃用,并被用于专用固定工作负载的 NovaComputeCpuDedicatedSet 替代。

  9. network-environment-sriov.yaml 文件中为 SR-IOV 计算节点配置 PCI 透传设备:

      ComputeSriovParameters:
        ...
        NovaPCIPassthrough:
          - vendor_id: "<vendor_id>"
            product_id: "<product_id>"
            address: <NIC_address>
            physical_network: "<physical_network>"
        ...
    • <vendor_id > 替换为 PCI 设备的厂商 ID。
    • <product_id > 替换为 PCI 设备的产品 ID。
    • <NIC_address > 替换为 PCI 设备的地址。有关如何配置 address 参数的详情,请参考 为实例创建配置计算服务指南中的 配置 NovaPCIPassthrough
    • 使用 PCI 设备所在的物理网络的名称替换 <physical_network>

      注意

      在配置 PCI 透传时不要使用 devname 参数,因为 NIC 的设备名称可能会改变。要在 PF 上创建 Networking 服务(neutron)端口,请指定 vendor_idproduct_id 以及 NovaPCIPassthrough 中的 PCI 设备地址,并使用 --vnic-type direct-physical 选项创建端口。要在虚拟功能(VF)上创建网络服务端口,在 NovaPCIPassthrough 中指定 vendor_idproduct_id,并使用 --vnic-type direct 选项创建端口。vendor_idproduct_id 参数的值可能在物理功能(PF)和 VF 上下文之间不同。有关如何配置 NovaPCIPassthrough 的更多信息,请参阅 为实例创建配置计算服务指南中的 配置 NovaPCIPassthrough 的指南。

  10. compute.yaml 网络配置模板中配置启用了 SR-IOV 的接口。要创建 SR-IOV VF,将接口配置为独立 NIC:

                 - type: sriov_pf
                    name: p7p3
                    mtu: 9000
                    numvfs: 10
                    use_dhcp: false
                    defroute: false
                    nm_controlled: true
                    hotplug: true
                    promisc: false
    
                  - type: sriov_pf
                    name: p7p4
                    mtu: 9000
                    numvfs: 10
                    use_dhcp: false
                    defroute: false
                    nm_controlled: true
                    hotplug: true
                    promisc: false
    注意

    numvfs 参数取代了网络配置 模板中的 NeutronSriovNum VFs 参数。红帽不支持在部署后修改 NeutronSriovNumVFs 参数或 numvfs 参数。如果在部署后修改任一参数,这可能会给该 PF 上带有 SR-IOV 端口的运行实例造成中断。在这种情况下,您必须硬重启这些实例,以便 SR-IOV PCI 设备再次可用。

  11. 确保默认过滤器列表包含 AggregateInstanceExtraSpecsFilter 的值:

    NovaSchedulerDefaultFilters:
    ['AvailabilityZoneFilter','ComputeFilter','ComputeCapabilitiesFilter','ImagePropertiesFilter','Serve
    rGroupAntiAffinityFilter','ServerGroupAffinityFilter','PciPassthroughFilter','AggregateInstanceExt
    raSpecsFilter']
  12. 运行 overcloud_deploy.sh 脚本。

7.2. 配置 NIC 分区

您可以通过为 Red Hat OpenStack Platform (RHOSP)管理网络和供应商网络配置单一根 I/O 虚拟化(SR-IOV)虚拟功能(VF)来减少每个主机所需的 NIC 数量。当您将单个高速 NIC 划分为多个 VF 时,您可以将 NIC 用于 control 和 data plane 流量。此功能已在 Intel Fortville NIC 和 Mellanox CX-5 NIC 上进行验证。

流程

  1. 为您选择的角色打开 NIC 配置文件。
  2. 为接口类型 sriov_pf 添加一个条目,以配置主机可使用的物理功能:

            - type: sriov_pf
                name: <interface_name>
                use_dhcp: false
                numvfs: <number_of_vfs>
                promisc: <true/false>
    • <interface_name > 替换为接口名称。
    • <number_of_vfs > 替换为 VF 的数量。
    • 可选:将 <true/false> 替换为 true 来设置 promiscuous 模式,设置为 false 来禁用 promiscuous 模式。默认值为 true
    注意

    numvfs 参数取代了网络配置 模板中的 NeutronSriovNum VFs 参数。红帽不支持在部署后修改 NeutronSriovNumVFs 参数或 numvfs 参数。如果在部署后修改任一参数,这可能会给该物理功能(PF)上运行 SR-IOV 端口的正在运行的实例造成中断。在这种情况下,您必须硬重启这些实例,以便 SR-IOV PCI 设备再次可用。

  3. 为接口类型 sriov_vf 添加条目,以配置主机可以使用的虚拟功能:

     - type: <bond_type>
       name: internal_bond
       bonding_options: mode=<bonding_option>
       use_dhcp: false
       members:
       - type: sriov_vf
           device: <pf_device_name>
           vfid: <vf_id>
       - type: sriov_vf
           device:  <pf_device_name>
           vfid: <vf_id>
    
     - type: vlan
       vlan_id:
         get_param: InternalApiNetworkVlanID
       spoofcheck: false
       device: internal_bond
       addresses:
       - ip_netmask:
           get_param: InternalApiIpSubnet
       routes:
         list_concat_unique:
         - get_param: InternalApiInterfaceRoutes
    • <bond_type > 替换为所需的绑定类型,如 linux_bond。您可以在绑定中为其他绑定应用 VLAN 标签,如 ovs_bond
    • <bonding_option > 替换为以下支持的绑定模式之一:

      • active-backup
      • balance-slb

        注意

        不支持 LACP 绑定。

    • members 部分中,指定 sriov_vf 作为绑定的接口类型。

      注意

      如果您使用 OVS 网桥作为接口类型,则只能在 sriov_pf 设备的 sriov_vf 上配置一个 OVS 网桥。单个 sriov_pf 设备中的多个 OVS 网桥可能会导致 VF 间的数据包重复,并降低性能。

    • <pf_device_name > 替换为 PF 设备的名称。
    • 如果使用 linux_bond,则必须分配 VLAN 标签。如果设置了 VLAN 标签,请确保为与单个 sriov_pf 设备关联的每个 VF 设置唯一标签。同一 VLAN 上不能有两个来自同一 PF 的 VF。
    • <vf_id > 替换为 VF 的 ID。适用的 VF ID 范围从零开始,并以最大 VF 数结束。
    • 禁用欺骗检查。
    • sriov_vf 上为 VF 上的 linux_bond 应用 VLAN 标签。
  4. 要为实例保留 VF,请在环境文件中包括 NovaPCIPassthrough 参数,例如:

    NovaPCIPassthrough:
     - address: "0000:19:0e.3"
       trusted: "true"
       physical_network: "sriov1"
     - address: "0000:19:0e.0"
       trusted: "true"
       physical_network: "sriov2"

    director 识别主机 VF,并生成可供实例使用的 VF 的 PCI 地址。

  5. 在所有需要 NIC 分区的节点中启用 IOMMU。例如,如果要对 Compute 节点进行 NIC 分区,请使用该角色的 KernelArgs 参数启用 IOMMU:

    parameter_defaults:
      ComputeParameters:
        KernelArgs: "intel_iommu=on iommu=pt"
    注意

    当您首次在角色配置中添加 KernelArgs 参数时,overcloud 节点会自动重启。如果需要,您可以禁用自动重新引导节点,然后在每个 overcloud 部署后手动执行节点重启。

    如需更多信息,请参阅配置 实例创建指南中的配置 手动节点重新引导以定义 KernelArgs

  6. 使用其他环境文件将角色文件和环境文件添加到堆栈中,并部署 overcloud:

    (undercloud)$ openstack overcloud deploy --templates \
      -r os-net-config.yaml
      -e [your environment files] \
      -e /home/stack/templates/<compute_environment_file>.yaml

验证

  1. heat-admin 用户身份登录 overcloud Compute 节点,并检查 VF 的数量:

    [heat-admin@overcloud-compute-0 heat-admin]$ sudo cat /sys/class/net/p4p1/device/sriov_numvfs
    10
    [heat-admin@overcloud-compute-0 heat-admin]$ sudo cat /sys/class/net/p4p2/device/sriov_numvfs
    10
  2. 显示 OVS 连接:

    [heat-admin@overcloud-compute-0]$ sudo ovs-vsctl show
    b6567fa8-c9ec-4247-9a08-cbf34f04c85f
        Manager "ptcp:6640:127.0.0.1"
            is_connected: true
        Bridge br-sriov2
            Controller "tcp:127.0.0.1:6633"
                is_connected: true
            fail_mode: secure
            datapath_type: netdev
            Port phy-br-sriov2
                Interface phy-br-sriov2
                    type: patch
                    options: {peer=int-br-sriov2}
            Port br-sriov2
                Interface br-sriov2
                    type: internal
        Bridge br-sriov1
            Controller "tcp:127.0.0.1:6633"
                is_connected: true
            fail_mode: secure
            datapath_type: netdev
            Port phy-br-sriov1
                Interface phy-br-sriov1
                    type: patch
                    options: {peer=int-br-sriov1}
            Port br-sriov1
                Interface br-sriov1
                    type: internal
        Bridge br-ex
            Controller "tcp:127.0.0.1:6633"
                is_connected: true
            fail_mode: secure
            datapath_type: netdev
            Port br-ex
                Interface br-ex
                    type: internal
            Port phy-br-ex
                Interface phy-br-ex
                    type: patch
                    options: {peer=int-br-ex}
        Bridge br-tenant
            Controller "tcp:127.0.0.1:6633"
                is_connected: true
            fail_mode: secure
            datapath_type: netdev
            Port br-tenant
                tag: 305
                Interface br-tenant
                    type: internal
            Port phy-br-tenant
                Interface phy-br-tenant
                    type: patch
                    options: {peer=int-br-tenant}
            Port dpdkbond0
                Interface dpdk0
                    type: dpdk
                    options: {dpdk-devargs="0000:18:0e.0"}
                Interface dpdk1
                    type: dpdk
                    options: {dpdk-devargs="0000:18:0a.0"}
        Bridge br-tun
            Controller "tcp:127.0.0.1:6633"
                is_connected: true
            fail_mode: secure
            datapath_type: netdev
            Port vxlan-98140025
                Interface vxlan-98140025
                    type: vxlan
                    options: {df_default="true", egress_pkt_mark="0", in_key=flow, local_ip="152.20.0.229", out_key=flow, remote_ip="152.20.0.37"}
            Port br-tun
                Interface br-tun
                    type: internal
            Port patch-int
                Interface patch-int
                    type: patch
                    options: {peer=patch-tun}
            Port vxlan-98140015
                Interface vxlan-98140015
                    type: vxlan
                    options: {df_default="true", egress_pkt_mark="0", in_key=flow, local_ip="152.20.0.229", out_key=flow, remote_ip="152.20.0.21"}
            Port vxlan-9814009f
                Interface vxlan-9814009f
                    type: vxlan
                    options: {df_default="true", egress_pkt_mark="0", in_key=flow, local_ip="152.20.0.229", out_key=flow, remote_ip="152.20.0.159"}
            Port vxlan-981400cc
                Interface vxlan-981400cc
                    type: vxlan
                    options: {df_default="true", egress_pkt_mark="0", in_key=flow, local_ip="152.20.0.229", out_key=flow, remote_ip="152.20.0.204"}
        Bridge br-int
            Controller "tcp:127.0.0.1:6633"
                is_connected: true
            fail_mode: secure
            datapath_type: netdev
            Port int-br-tenant
                Interface int-br-tenant
                    type: patch
                    options: {peer=phy-br-tenant}
            Port int-br-ex
                Interface int-br-ex
                    type: patch
                    options: {peer=phy-br-ex}
            Port int-br-sriov1
                Interface int-br-sriov1
                    type: patch
                    options: {peer=phy-br-sriov1}
            Port patch-tun
                Interface patch-tun
                    type: patch
                    options: {peer=patch-int}
            Port br-int
                Interface br-int
                    type: internal
            Port int-br-sriov2
                Interface int-br-sriov2
                    type: patch
                    options: {peer=phy-br-sriov2}
            Port vhu4142a221-93
                tag: 1
                Interface vhu4142a221-93
                    type: dpdkvhostuserclient
                    options: {vhost-server-path="/var/lib/vhost_sockets/vhu4142a221-93"}
        ovs_version: "2.13.2"
  3. heat-admin 用户身份登录 OVS-DPDK SR-IOV Compute 节点并检查 Linux 绑定:

    [heat-admin@overcloud-computeovsdpdksriov-1 ~]$ cat /proc/net/bonding/<bond_name>
    Ethernet Channel Bonding Driver: v3.7.1 (April 27, 2011)
    
    Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup)
    Primary Slave: None
    Currently Active Slave: eno3v1
    MII Status: up
    MII Polling Interval (ms): 0
    Up Delay (ms): 0
    Down Delay (ms): 0
    Peer Notification Delay (ms): 0
    
    Slave Interface: eno3v1
    MII Status: up
    Speed: 10000 Mbps
    Duplex: full
    Link Failure Count: 0
    Permanent HW addr: 4e:77:94:bd:38:d2
    Slave queue ID: 0
    
    Slave Interface: eno4v1
    MII Status: up
    Speed: 10000 Mbps
    Duplex: full
    Link Failure Count: 0
    Permanent HW addr: 4a:74:52:a7:aa:7c
    Slave queue ID: 0
  4. 列出 OVS 绑定:

    [heat-admin@overcloud-computeovsdpdksriov-1 ~]$ sudo ovs-appctl bond/show
    ---- dpdkbond0 ----
    bond_mode: balance-slb
    bond may use recirculation: no, Recirc-ID : -1
    bond-hash-basis: 0
    updelay: 0 ms
    downdelay: 0 ms
    next rebalance: 9491 ms
    lacp_status: off
    lacp_fallback_ab: false
    active slave mac: ce:ee:c7:58:8e:b2(dpdk1)
    
    slave dpdk0: enabled
      may_enable: true
    
    slave dpdk1: enabled
      active slave
      may_enable: true

如果您使用 NovaPCIPassthrough 将 VF 传递给实例,请通过 为 SR-IOV 部署实例进行测试

7.3. NIC 分区配置示例

VF 上的 Linux 绑定

以下示例通过 VF 配置 Linux 绑定,禁用 spoofcheck,并将 VLAN 标签应用到 sriov_vf

- type: linux_bond
  name: bond_api
  bonding_options: "mode=active-backup"
  members:
    - type: sriov_vf
      device: eno2
      vfid: 1
      vlan_id:
        get_param: InternalApiNetworkVlanID
      spoofcheck: false
    - type: sriov_vf
      device: eno3
      vfid: 1
      vlan_id:
        get_param: InternalApiNetworkVlanID
      spoofcheck: false
  addresses:
    - ip_netmask:
      get_param: InternalApiIpSubnet
  routes:
    list_concat_unique:
    - get_param: InternalApiInterfaceRoutes

VF 上的 OVS 网桥

以下示例在 VF 上配置 OVS 网桥:

- type: ovs_bridge
  name: br-bond
  use_dhcp: true
  members:
    - type: vlan
      vlan_id:
      get_param: TenantNetworkVlanID
  addresses:
  - ip_netmask:
    get_param: TenantIpSubnet
  routes:
    list_concat_unique:
      - get_param: ControlPlaneStaticRoutes
  - type: ovs_bond
    name: bond_vf
    ovs_options: "bond_mode=active-backup"
    members:
      - type: sriov_vf
        device: p2p1
        vfid: 2
      - type: sriov_vf
        device: p2p2
        vfid: 2

VF 上的 OVS 用户网桥

以下示例在 VF 上配置 OVS 用户网桥,并将 VLAN 标签应用到 ovs_user_bridge

- type: ovs_user_bridge
  name: br-link0
  use_dhcp: false
  mtu: 9000
  ovs_extra:
    - str_replace:
        template: set port br-link0 tag=_VLAN_TAG_
        params:
          _VLAN_TAG_:
            get_param: TenantNetworkVlanID
  addresses:
    - ip_netmask:
    list_concat_unique:
      - get_param: TenantInterfaceRoutes
  members:
    - type: ovs_dpdk_bond
      name: dpdkbond0
      mtu: 9000
      ovs_extra:
        - set port dpdkbond0 bond_mode=balance-slb
      members:
        - type: ovs_dpdk_port
          name: dpdk0
          members:
            - type: sriov_vf
              device: eno2
              vfid: 3
        - type: ovs_dpdk_port
          name: dpdk1
          members:
            - type: sriov_vf
              device: eno3
              vfid: 3

7.4. 配置 OVS 硬件卸载

OVS 硬件卸载配置共享许多与配置 SR-IOV 相同的步骤。

注意

从 Red Hat OpenStack Platform 16.2.3 开始,若要从带有 OVS 硬件卸载和 ML2/OVS 的 Compute 节点卸载流量,您必须在 openvswitch_agent.ini 配置文件中将 disable_packet_marking 参数设置为 true,然后重启 neutron_ovs_agent 容器。

+

cat /var/lib/config-data/puppet-generated/neutron/\
etc/neutron/plugins/ml2/openvswitch_agent.ini
  [ovs]
  disable_packet_marking=True

流程

  1. 为基于 Compute 角色的 OVS 硬件卸载生成 overcloud 角色:

    openstack overcloud roles generate -o roles_data.yaml \
    Controller Compute:ComputeOvsHwOffload
  2. 可选:更改 HostnameFormatDefault: '%stackname%-compute-%index%' 名称,用于 ComputeOvsHwOffload 角色。
  3. OvsHwOffload 参数添加到角色特定参数下,值设为 true
  4. 要将 neutron 配置为使用 iptables/hybrid 驱动实现,请包括: NeutronOVSFirewallDriver: iptables_hybrid。有关 NeutronOVSFirewallDriver 的更多信息,请参阅高级 Overcloud 自定义指南中的 使用 Open vSwitch 防火墙
  5. 配置 physical_network 参数以匹配您的环境。

    • 对于 VLAN,将 physical_network 参数设置为部署后您在 neutron 中创建的网络名称。这个值也应在 NeutronBridgeMappings 中。
    • 对于 VXLAN,将 physical_network 参数设置为 null

      例如:

      parameter_defaults:
        NeutronOVSFirewallDriver: iptables_hybrid
        ComputeSriovParameters:
          IsolCpusList: 2-9,21-29,11-19,31-39
          KernelArgs: "default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=128 intel_iommu=on iommu=pt"
          OvsHwOffload: true
          TunedProfileName: "cpu-partitioning"
          NeutronBridgeMappings:
            - tenant:br-tenant
          NovaPCIPassthrough:
            - vendor_id: <vendor-id>
              product_id: <product-id>
              address: <address>
              physical_network: "tenant"
            - vendor_id: <vendor-id>
              product_id: <product-id>
              address: <address>
              physical_network: "null"
          NovaReservedHostMemory: 4096
          NovaComputeCpuDedicatedSet: 1-9,21-29,11-19,31-39
    • <vendor-id > 替换为物理 NIC 的供应商 ID。
    • <product-id > 替换为 NIC VF 的产品 ID。
    • < address> 替换为物理 NIC 的地址。

      有关如何配置 NovaPCIPassthrough 的更多信息,请参阅 为实例创建配置计算服务指南中的 配置 NovaPCIPassthrough 的指南。

  6. 确保默认过滤器列表包含 NUMATopologyFilter

    parameter_defaults:
      NovaSchedulerEnabledFilters:
        - AvailabilityZoneFilter
        - ComputeFilter
        - ComputeCapabilitiesFilter
        - ImagePropertiesFilter
        - ServerGroupAntiAffinityFilter
        - ServerGroupAffinityFilter
        - PciPassthroughFilter
        - NUMATopologyFilter
    注意

    可选:有关如何对带有 Mellanox ConnectX5 NIC 的 RHOSP 16.2 中的 OVS Hardware Offload 问题进行故障排除和配置 OVS Hardware Offload 的详情,请参阅 对 Hardware Offload 进行故障排除

  7. compute-sriov.yaml 配置文件中配置用于硬件卸载的一个或多个网络接口:

      - type: ovs_bridge
        name: br-tenant
        mtu: 9000
        members:
        - type: sriov_pf
          name: p7p1
          numvfs: 5
          mtu: 9000
          primary: true
          promisc: true
          use_dhcp: false
          link_mode: switchdev
    注意
    • 在配置 Open vSwitch 硬件卸载时,不要使用 NeutronSriovNumVFs 参数。使用 os-net-config 使用的网络配置文件中的 numvfs 参数来指定虚拟功能的数量。红帽不支持在更新或重新部署过程中修改 numvfs 设置。
    • 不要将 Mellanox 网络接口配置为 nic-config 接口类型 ovs-vlan,因为这可防止 VXLAN 等隧道端点因为驱动程序限制而传递流量。
  8. overcloud deploy 命令中包含 ovs-hw-offload.yaml 文件:

    TEMPLATES_HOME=”/usr/share/openstack-tripleo-heat-templates”
    CUSTOM_TEMPLATES=”/home/stack/templates”
    
    openstack overcloud deploy --templates \
      -r ${CUSTOM_TEMPLATES}/roles_data.yaml \
      -e ${TEMPLATES_HOME}/environments/ovs-hw-offload.yaml \
      -e ${CUSTOM_TEMPLATES}/network-environment.yaml \
      -e ${CUSTOM_TEMPLATES}/neutron-ovs.yaml

验证

  1. 确认 PCI 设备处于 switchdev 模式:

    # devlink dev eswitch show pci/0000:03:00.0
    pci/0000:03:00.0: mode switchdev inline-mode none encap enable
  2. 验证 OVS 中是否启用了卸载:

    # ovs-vsctl get Open_vSwitch . other_config:hw-offload
    “true”

7.5. OVS 硬件卸载的调优示例

要获得最佳性能,您必须完成额外的配置步骤。

调整每个网络接口的频道数以提高性能

频道包括中断请求(IRQ)以及触发 IRQ 的队列集合。当您将 mlx5_core 驱动程序设置为 switchdev 模式时,mlx5_core 驱动程序默认为一个组合频道,它们可能无法提供最佳性能。

流程

  • 在 PF 代表器上,输入以下命令来调整主机可用的 CPU 数量。使用您要可用的 CPU 数量替换 $(nproc):

    $ sudo ethtool -L enp3s0f0 combined $(nproc)

CPU 固定

为防止性能从跨 NUMA 操作中造成降级,请在同一 NUMA 节点中找到 NIC、其应用程序、VF 客户机和 OVS。如需更多信息,请参阅配置实例创建指南中的在 Compute 节点上配置 CPU 固定

7.6. 配置 OVS 硬件卸载的组件

使用 Mellanox 智能 NIC 配置和排除 OVS HW Offload 组件的引用。

Nova

将 Nova 调度程序配置为使用 NovaPCIPassthrough 过滤器以及 NUMATopologyFilterDerivePciWhitelistEnabled 参数。当您启用 OVS HW Offload 时,Nova 调度程序与生成实例的 SR-IOV 透传类似。

Neutron

当您启用 OVS HW Offload 时,使用 devlink cli 工具将 NIC e-switch 模式设置为 switchdevSwitchdev 模式在映射到 VF 的 NIC 上建立代表端口。

流程

  1. 要从一个启用了 switchdev 的 NIC 中分配一个端口,以 admin 用户身份登录,创建一个带有值为 binding-profilecapabilities,并禁用端口安全性:

    $ openstack port create --network private --vnic-type=direct --binding-profile '{"capabilities": ["switchdev"]}' direct_port1 --disable-port-security
  2. 在创建实例时传递此端口信息。

    您可以将代表器端口与实例 VF 接口关联,并将代表器端口连接到 OVS 网桥 br-int,以进行一次性 OVS 数据路径处理。VF 端口代表或类似物理"补丁面板"前端的软件版本。

    有关新实例创建的更多信息,请参阅为 SR-IOV 部署实例

OVS

在配置了硬件卸载的环境中,传输的第一个数据包会遍历 OVS 内核路径,此数据包过程负责为实例流量传入和传出流量建立 ml2 OVS 规则。在建立了流量流时,OVS 使用流量控制(TC)流程序程序在 NIC 硬件上推送这些流。

流程

  1. 使用 director 在 OVS 上应用以下配置:

    $ sudo ovs-vsctl set Open_vSwitch . other_config:hw-offload=true
  2. 重新启动 以启用 HW Offload。

流量控制(TC)子系统

当您启用 hw-offload 标志时,OVS 会使用 TC 数据路径。TC Flower 是一个 iproute2 工具,用于在硬件上写入数据路径流。这样可确保流在硬件和软件数据路径上编程,以实现冗余。

流程

  1. 应用以下配置:如果您没有显式配置 tc-policy,则这是默认选项:

    $ sudo ovs-vsctl set Open_vSwitch . other_config:tc-policy=none
  2. 重启 OVS。

NIC PF 和 VF 驱动程序

Mlx5_core 是 Mellanox ConnectX-5 NIC 的 PF 和 VF 驱动程序。mlx5_core 驱动程序执行以下任务:

  • 在硬件上创建路由表。
  • 管理网络流管理。
  • 配置以太网交换机设备驱动程序模型,switchdev
  • 创建块设备。

流程

  • 使用以下 devlink 命令,以查询 PCI 设备的模式。

    $ sudo devlink dev eswitch set pci/0000:03:00.0 mode switchdev
    $ sudo devlink dev eswitch show pci/0000:03:00.0
    pci/0000:03:00.0: mode switchdev inline-mode none encap enable

NIC 固件

NIC 固件执行以下任务:

  • 维护路由表和规则。
  • 修复表的管道。
  • 管理硬件资源。
  • 创建 VF。

固件可与驱动程序配合使用,以获得最佳性能。

虽然 NIC 固件不是易失性,但重启后会保留下来,您可以在运行时修改配置。

流程

  • 在接口和代表端口中应用以下配置,以确保 TC 流程序在端口级别推送流编程:

     $ sudo ethtool -K enp3s0f0 hw-tc-offload on
注意

确保您保持固件更新。Yumdnf 更新可能不会完成固件更新。如需更多信息,请参阅厂商文档。

7.7. OVS 硬件卸载故障排除

先决条件

  • Linux 内核 4.13 或更新版本
  • OVS 2.8 或更新版本
  • RHOSP 12 或更新版本
  • iproute 4.12 或更新版本
  • Mellanox NIC 固件,如 FW ConnectX-5 16.21.0338 或更新版本

有关支持的先决条件的更多信息,请参阅红帽知识库解决方案 网络适配器 Fast Datapath 功能支持列表

在 OVS HW 卸载部署中配置网络

在 HW 卸载部署中,您可以根据您的要求选择以下场景之一:

  • 您可以使用附加到绑定的同一接口集合,或为每个类型使用一组不同的 NIC,在 VXLAN 和 VLAN 上使用一组不同的 NIC。
  • 您可以使用 Linux 绑定绑定 Mellanox NIC 的两个端口。
  • 您可以在 Mellanox Linux 绑定之上的 VLAN 接口上托管租户 VXLAN 网络。

确保单独的 NIC 和绑定是 ovs-bridge 的成员。

请参阅以下示例网络配置:

             - type: ovs_bridge
                name: br-offload
                mtu: 9000
                use_dhcp: false
                members:
                - type: linux_bond
                  name: bond-pf
                  bonding_options: "mode=active-backup miimon=100"
                  members:
                  - type: sriov_pf
                    name: p5p1
                    numvfs: 3
                    primary: true
                    promisc: true
                    use_dhcp: false
                    defroute: false
                    link_mode: switchdev
                  - type: sriov_pf
                    name: p5p2
                    numvfs: 3
                    promisc: true
                    use_dhcp: false
                    defroute: false
                    link_mode: switchdev

              - type: vlan
                vlan_id:
                  get_param: TenantNetworkVlanID
                device: bond-pf
                addresses:
                - ip_netmask:
                    get_param: TenantIpSubnet

支持以下绑定配置:

  • active-backup - mode=1
  • active-active 或 balance-xor - mode=2
  • 802.3ad(LACP)- mode=4

不支持以下绑定配置:

  • xmit_hash_policy=layer3+4

验证接口配置

通过以下步骤验证接口配置。

流程

  1. 在部署过程中,使用主机网络配置工具 os-net-config 启用 hw-tc-offload
  2. 每当您重新引导 Compute 节点时,在 sriov_config 服务上启用 hw-tc-offload
  3. 将附加到绑定的 NIC 的 hw-tc-offload 参数设置为 on

    [root@overcloud-computesriov-0 ~]# ethtool -k ens1f0 | grep tc-offload
    hw-tc-offload: on

验证接口模式

使用以下步骤验证接口模式。

流程

  1. 将 eswitch 模式设置为 switchdev 用于 HW 卸载的接口。
  2. 使用主机网络配置工具 os-net-config 在部署期间启用 eswitch
  3. 每当您重新引导 Compute 节点时,在 sriov_config 服务中启用 eswitch

    [root@overcloud-computesriov-0 ~]# devlink dev eswitch show pci/$(ethtool -i ens1f0 | grep bus-info | cut -d ':' -f 2,3,4 | awk '{$1=$1};1')
注意

PF 接口的驱动程序设置为 "mlx5e_rep",以表明它是 e-switch uplink 端口的代表器。这不会影响功能。

验证 OVS 中的卸载状态

通过下列步骤,验证 OVS 中的卸载状态。

  • 在 Compute 节点上的 OVS 中启用硬件卸载。

    [root@overcloud-computesriov-0 ~]# ovs-vsctl get Open_vSwitch . other_config:hw-offload
    "true"

验证 VF 代表端口的名称

为确保 VF 代表器端口的一致性命名,os-net-config 使用 udev 规则重命名 <PF-name>_<VF_id> 格式的端口。

流程

  • 在部署后,验证 VF 代表端口是否正确命名。

    root@overcloud-computesriov-0 ~]# cat /etc/udev/rules.d/80-persistent-os-net-config.rules
    # This file is autogenerated by os-net-config
    
    SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTR{phys_switch_id}!="", ATTR{phys_port_name}=="pf*vf*", ENV{NM_UNMANAGED}="1"
    SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", DRIVERS=="?*", KERNELS=="0000:65:00.0", NAME="ens1f0"
    SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTR{phys_switch_id}=="98039b7f9e48", ATTR{phys_port_name}=="pf0vf*", IMPORT{program}="/etc/udev/rep-link-name.sh $attr{phys_port_name}", NAME="ens1f0_$env{NUMBER}"
    SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", DRIVERS=="?*", KERNELS=="0000:65:00.1", NAME="ens1f1"
    SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTR{phys_switch_id}=="98039b7f9e49", ATTR{phys_port_name}=="pf1vf*", IMPORT{program}="/etc/udev/rep-link-name.sh $attr{phys_port_name}", NAME="ens1f1_$env{NUMBER}"

检查网络流量流

HW 卸载的网络流功能与具有特定于应用集成电路(ASIC)芯片的物理交换机或路由器类似。您可以访问交换机或路由器的 ASIC shell,以检查路由表和其他调试。以下流程使用 Cumulus Linux 交换机中的 Broadcom 芯片组作为示例。替换适合您环境的值。

流程

  1. 要获得 Broadcom 芯片表内容,请使用 bcmcmd 命令。

    root@dni-7448-26:~# cl-bcmcmd l2 show
    
    mac=00:02:00:00:00:08 vlan=2000 GPORT=0x2 modid=0 port=2/xe1
    mac=00:02:00:00:00:09 vlan=2000 GPORT=0x2 modid=0 port=2/xe1 Hit
  2. 检查流量控制(TC)层。

    # tc -s filter show dev p5p1_1 ingress
    …
    filter block 94 protocol ip pref 3 flower chain 5
    filter block 94 protocol ip pref 3 flower chain 5 handle 0x2
      eth_type ipv4
      src_ip 172.0.0.1
      ip_flags nofrag
      in_hw in_hw_count 1
            action order 1: mirred (Egress Redirect to device eth4) stolen
            index 3 ref 1 bind 1 installed 364 sec used 0 sec
            Action statistics:
            Sent 253991716224 bytes 169534118 pkt (dropped 0, overlimits 0 requeues 0)
            Sent software 43711874200 bytes 30161170 pkt
            Sent hardware 210279842024 bytes 139372948 pkt
            backlog 0b 0p requeues 0
            cookie 8beddad9a0430f0457e7e78db6e0af48
            no_percpu
  3. 检查此输出中的 in_hw 标志和统计数据。词语 硬件 表示硬件处理网络流量。如果使用 tc-policy=none,您可以检查此输出或 tcpdump 以调查硬件或软件处理数据包的时间。当驱动程序无法卸载数据包时,您可以在 dmesgovs-vswitch.log 中看到对应的日志消息。
  4. 例如,在 Mellanox 中,日志条目与 dmesg 中的 syndrome 消息类似。

    [13232.860484] mlx5_core 0000:3b:00.0: mlx5_cmd_check:756:(pid 131368): SET_FLOW_TABLE_ENTRY(0x936) op_mod(0x0) failed, status bad parameter(0x3), syndrome (0x6b1266)

    在本例中,错误代码(0x6b1266)代表以下行为:

    0x6B1266 |  set_flow_table_entry: pop vlan and forward to uplink is not allowed

验证系统

通过以下步骤验证您的系统。

流程

  1. 确定系统上已启用 SR-IOV 和 VT-d。
  2. 通过在内核参数中添加 intel_iommu=on 来启用 IOMMU,例如使用 GRUB。

限制

您不能将 OVS 防火墙驱动程序用于 HW 卸载,因为 OVS 2.11 中的卸载路径不支持流的连接跟踪属性。

7.8. 调试硬件卸载流

如果您在 ovs-vswitch.log 文件中遇到以下信息,您可以使用以下步骤:

2020-01-31T06:22:11.257Z|00473|dpif_netlink(handler402)|ERR|failed to offload flow: Operation not supported: p6p1_5

流程

  1. 要启用卸载模块的日志记录,并获取此故障的额外日志信息,请在 Compute 节点上使用以下命令:

    ovs-appctl vlog/set dpif_netlink:file:dbg
    # Module name changed recently (check based on the version used
    ovs-appctl vlog/set netdev_tc_offloads:file:dbg [OR] ovs-appctl vlog/set netdev_offload_tc:file:dbg
    ovs-appctl vlog/set tc:file:dbg
  2. 再次检查 ovs-vswitchd 日志,以查看与该问题相关的其他详细信息。

    在以下示例中,因为不支持的属性标记,卸载会失败。

     2020-01-31T06:22:11.218Z|00471|dpif_netlink(handler402)|DBG|system@ovs-system: put[create] ufid:61bd016e-eb89-44fc-a17e-958bc8e45fda recirc_id(0),dp_hash(0/0),skb_priority(0/0),in_port(7),skb_mark(0),ct_state(0/0),ct_zone(0/0),ct_mark(0/0),ct_label(0/0),eth(src=fa:16:3e:d2:f5:f3,dst=fa:16:3e:c4:a3:eb),eth_type(0x0800),ipv4(src=10.1.1.8/0.0.0.0,dst=10.1.1.31/0.0.0.0,proto=1/0,tos=0/0x3,ttl=64/0,frag=no),icmp(type=0/0,code=0/0), actions:set(tunnel(tun_id=0x3d,src=10.10.141.107,dst=10.10.141.124,ttl=64,tp_dst=4789,flags(df|key))),6
    
    2020-01-31T06:22:11.253Z|00472|netdev_tc_offloads(handler402)|DBG|offloading attribute pkt_mark isn't supported
    
    2020-01-31T06:22:11.257Z|00473|dpif_netlink(handler402)|ERR|failed to offload flow: Operation not supported: p6p1_5

调试 Mellanox NIC

Mellanox 提供了系统信息脚本,类似于 Red Hat SOS 报告。

https://github.com/Mellanox/linux-sysinfo-snapshot/blob/master/sysinfo-snapshot.py

当您运行此命令时,您可以为相关日志信息创建 zip 文件,这对于支持问题单很有用。

流程

  • 您可以使用以下命令运行这个系统信息脚本:

    # ./sysinfo-snapshot.py --asap --asap_tc --ibdiagnet --openstack

您还可以安装 Mellanox Firmware Tools(MFT)、mlxconfig、mlxlink 和 OpenFabrics Enterprise Distribution(OFED)驱动程序。

有用的 CLI 命令

使用 ethtool 实用程序收集诊断信息:

  • ethtool -l <uplink representor> : 查看频道数
  • ethtool -I <uplink/VFs> : Check statistics
  • ethtool -i <uplink rep> : View driver information
  • ethtool -g <uplink rep> : Check ring size
  • ethtool -k <uplink/VFs> : View enabled 的功能

在 representor 和 PF 端口中使用 tcpdump 程序来相似检查流量流。

  • 您对代表端口的链接状态所做的任何更改都会影响 VF 链接状态。
  • Representor 端口统计数据显示 VF 统计数据还显示 VF 统计数据。

使用以下命令获取有用的诊断信息:

$ ovs-appctl dpctl/dump-flows -m type=offloaded

$ ovs-appctl dpctl/dump-flows -m

$ tc filter show dev ens1_0 ingress

$ tc -s filter show dev ens1_0 ingress

$ tc monitor

7.9. 为 SR-IOV 部署实例

使用主机聚合来分隔高性能计算主机。有关创建主机聚合和相关类别以进行调度的详情,请参考 创建主机聚合

注意

固定 CPU 实例可以位于与未固定实例相同的 Compute 节点上。如需更多信息,请参阅配置实例创建指南中的在 Compute 节点上配置 CPU 固定

通过执行以下步骤,为单根 I/O 虚拟化(SR-IOV)部署实例:

流程

  1. 创建类别。

    $ openstack flavor create <flavor> --ram <MB> --disk <GB> --vcpus <#>
    提示

    您可以通过在您的类别中添加额外 spec hw:pci_numa_affinity_policy 来为 PCI 透传设备和 SR-IOV 接口指定 NUMA 关联性策略。有关更多信息,请参阅配置实例创建 指南中的 类别服务元数据

  2. 创建 网络。

    $ openstack network create net1 --provider-physical-network tenant --provider-network-type vlan --provider-segment <VLAN-ID>
    $ openstack subnet create subnet1 --network net1 --subnet-range 192.0.2.0/24 --dhcp
  3. 创建端口。

    • 使用 vnic-type direct 创建 SR-IOV 虚拟功能(VF)端口。

      $ openstack port create --network net1 --vnic-type direct sriov_port
    • 使用以下命令来创建带有硬件卸载的虚拟功能。您必须是一个 admin 用户来设置 --binding-profile

      $ openstack port create --network net1 --vnic-type direct --binding-profile '{"capabilities": ["switchdev"]} sriov_hwoffload_port
    • 使用 vnic-type direct-physical 创建专用于单个实例的 SR-IOV 物理功能(PF)端口。这个 PF 端口是 Networking 服务(neutron)端口,但不由网络服务控制,不作为网络适配器可见,因为它是一个通过实例传递给实例的 PCI 设备。

      $ openstack port create --network net1 --vnic-type direct-physical sriov_port
  4. 部署实例。

    $ openstack server create --flavor <flavor> --image <image> --nic port-id=<id> <instance name>

7.10. 创建主机聚合

为提高性能,部署具有 CPU 固定和巨页的客户机。您可以通过使用类别元数据匹配聚合元数据,将高性能实例调度到主机的子集。

流程

  1. 您可以通过部署模板中的 heat 参数 NovaSchedulerEnabledFilters(在 parameter_defaults in your deployment templates. 下),配置 AggregateInstanceExtraSpecsFilter 值和其他必要的过滤。

    parameter_defaults:
      NovaSchedulerEnabledFilters:
        - AggregateInstanceExtraSpecsFilter
        - AvailabilityZoneFilter
        - ComputeFilter
        - ComputeCapabilitiesFilter
        - ImagePropertiesFilter
        - ServerGroupAntiAffinityFilter
        - ServerGroupAffinityFilter
        - PciPassthroughFilter
        - NUMATopologyFilter
    注意

    要将此参数添加到现有集群的配置中,您可以将其添加到 heat 模板,然后再次运行原始部署脚本。

  2. 为 SR-IOV 创建聚合组,并添加相关主机。定义与定义的类别元数据匹配的元数据,如 sriov=true

    # openstack aggregate create sriov_group
    # openstack aggregate add host sriov_group compute-sriov-0.localdomain
    # openstack aggregate set --property sriov=true sriov_group
  3. 创建类别。

    # openstack flavor create <flavor> --ram <MB> --disk <GB> --vcpus <#>
  4. 设置其他类别属性。请注意,定义的元数据 sriov=true 与 SR-IOV 聚合上的定义元数据匹配。

    # openstack flavor set --property sriov=true --property hw:cpu_policy=dedicated --property hw:mem_page_size=1GB <flavor>

第 8 章 规划 OVS-DPDK 部署

要使用 NFV 的 Data Plane Development Kit(OVS-DPDK)部署优化 Open vSwitch,您应该了解 OVS-DPDK 如何使用 Compute 节点硬件(CPU、NUMA 节点、内存、NIC)以及根据您的 Compute 节点确定各个 OVS-DPDK 参数的注意事项。

重要

使用 OVS-DPDK 和 OVS 原生防火墙(基于 conntrack 的有状态防火墙)时,您只能跟踪使用 ICMPv4、ICMPv6、TCP 和 UDP 协议的数据包。OVS 将所有其他网络流量类型标记为无效。

重要

红帽不支持将 OVS-DPDK 用于非 NFV 工作负载。如果您需要用于非 NFV 工作负载的 OVS-DPDK 功能,请联络您的大客户经理(TAM)或打开客户服务请求案例,来讨论支持例外和其他选项。要创建一个客户服务请求案例,请访问创建一个问题单,然后选择 Account > Customer Service Requesthttps://access.redhat.com/support/cases/new

8.1. 带有 CPU 分区和 NUMA 拓扑的 OVS-DPDK

OVS-DPDK 对主机、客户机和本身的硬件资源进行分区。OVS-DPDK 轮询模式驱动程序(PMD)运行 DPDK 活跃循环,这需要专用的 CPU 内核。因此,您必须将一些 CPU 和巨页分配给 OVS-DPDK。

示例分区包括在双插槽 Compute 节点上每个 NUMA 节点的 16 个内核。流量需要额外的 NIC,因为您无法在主机和 OVS-DPDK 间共享 NIC。

图 8.1. NUMA 拓扑:带有 CPU 分区的 OVS-DPDK

OpenStack NFV Hardware Capacities 464931 0118 OVS DPDK
注意

您必须在两个 NUMA 节点上保留 DPDK PMD 线程,即使 NUMA 节点没有关联的 DPDK NIC。

为获得最佳 OVS-DPDK 性能,请为 NUMA 节点保留本地内存块。选择与用于内存和 CPU 固定相同 NUMA 节点关联的 NIC。确保两个绑定的接口都来自同一 NUMA 节点上的 NIC。

8.2. 工作流和派生参数

该功能在此发行版本中作为技术预览提供,因此不享有红帽的全面支持。它只应用于测试,不应部署在生产环境中。有关技术预览功能的更多信息,请参阅覆盖范围详细信息

您可以使用 Red Hat OpenStack Platform Workflow(mistral)服务根据可用裸机节点的功能生成参数。工作流使用 YAML 文件来定义一组要执行的任务和操作。您可以在 tripleo-common/workbooks/ 目录中使用一个预先定义的 practice: derive_params.yaml。此工作簿提供了从裸机内省的结果中获取每个支持的参数的工作流。derive_params.yaml 工作流使用 tripleo-common/workbooks/derive_params_formulas.yaml 中的公式来计算派生参数。

注意

您可以修改 derive_params_formulas.yaml 来适合您的环境。

derive_params.yaml worker 假设特定可组合角色的所有节点具有相同的硬件规格。工作流认为 flavor-profile 关联和 nova 放置调度程序以匹配与角色关联的节点,然后使用与角色匹配的第一个节点的内省数据。

有关工作流的更多信息,请参阅故障排除工作流和执行

您可以使用 -p--plan-environment-file 选项,将自定义 plan_environment.yaml 文件添加到 openstack overcloud deploy 命令中。结果工作流将派生的参数合并到自定义 plan_environment.yaml 中,在其中供 overcloud 部署使用。

有关如何在部署中使用 --plan-environment-file 选项的详情,请参阅 Plan environment metadata

8.3. 派生 OVS-DPDK 参数

该功能在此发行版本中作为技术预览提供,因此不享有红帽的全面支持。它只应用于测试,不应部署在生产环境中。有关技术预览功能的更多信息,请参阅覆盖范围详细信息

derived _params.yaml 中的工作流派生与使用 ComputeNeutronOvsDpdk 服务的角色关联的 DPDK 参数。

工作流可以自动生成 OVS-DPDK 的以下参数。NovaVcpuPinSet 参数现已弃用,并被用于专用固定工作流的 NovaComputeCpuDedicatedSet 替代:

  • IsolCpusList
  • KernelArgs
  • NovaReservedHostMemory
  • NovaComputeCpuDedicatedSet
  • OvsDpdkSocketMemory
  • OvsPmdCoreList
注意

要避免错误,您必须为特定于角色的参数配置角色特定的标记。

OvsDpdkMemoryChannels 参数不能源自内省内存银行数据,因为内存插槽名称格式在不同的硬件环境中不一致。

在大多数情况下,OvsDpdkMemoryChannels 的默认数量是四。请咨询您的硬件手册,以确定每个插槽的内存频道数,并使用这个值更新默认号码。

有关工作流参数的更多信息,请参阅使用 工作流生成 DPDK 参数

8.4. OVS-DPDK 参数

本节介绍 OVS-DPDK 如何使用 director network_environment.yaml heat 模板中的参数来配置 CPU 和内存,以实现最佳性能。使用此信息评估您的 Compute 节点上的硬件支持以及如何对硬件进行分区以优化 OVS-DPDK 部署。

注意

有关如何使用 derived_parameters.yaml 工作流生成这些值的更多信息,请参阅 工作流和派生参数

注意

在分配 CPU 内核时,始终将 CPU 同级线程或逻辑 CPU 分组到物理内核中。

有关如何确定 Compute 节点上的 CPU 和 NUMA 节点的详情,请参阅 发现 NUMA 节点拓扑。使用此信息映射 CPU 和其他参数,以支持主机、虚拟客户机实例和 OVS-DPDK 进程需求。

8.4.1. CPU 参数

OVS-DPDK 使用以下参数来进行 CPU 分区:

OvsPmdCoreList

提供用于 DPDK 轮询模式驱动程序(PMD)的 CPU 内核。选择与 DPDK 接口本地 NUMA 节点关联的 CPU 核心。将 OvsPmdCoreList 用于 OVS 中 pmd-cpu-mask 值。对 OvsPmdCoreList 使用以下建议:

  • 将 sibling 线程组合在一起。
  • 性能取决于为此 PMD 核心列表分配的物理内核数。在与 DPDK NIC 关联的 NUMA 节点上,分配所需的内核。
  • 对于带有 DPDK NIC 的 NUMA 节点,根据性能要求确定所需的物理内核数,并为每个物理内核包括所有同级线程或逻辑 CPU。
  • 对于没有 DPDK NIC 的 NUMA 节点,分配任意物理内核的同级线程或逻辑 CPU,但 NUMA 节点的第一个物理内核除外。
注意

您必须在两个 NUMA 节点上保留 DPDK PMD 线程,即使 NUMA 节点没有关联的 DPDK NIC。

NovaComputeCpuDedicatedSet

可以调度用于固定实例 CPU 的进程的逗号分隔列表或物理主机 CPU 范围。例如,NovaComputeCpuDedicatedSet: [4-12,^8,15] 保留来自 4-12 和 15 的核心,不包括 8。

  • OvsPmdCoreList 排除所有核心。
  • 包括所有剩余的内核。
  • 将 sibling 线程组合在一起。
NovaComputeCpuSharedSet
用于决定实例仿真程序线程的主机 CPU 数字的逗号分隔列表或物理主机 CPU 范围。
IsolCpusList

与主机进程隔离的一组 CPU 内核。IsolCpusListtuned-profiles-cpu-partitioning 组件的 cpu-partitioning-variable.conf 文件中的 isolated_cores 值。对 IsolCpusList 使用以下建议:

  • 匹配 OvsPmdCoreListNovaComputeCpuDedicatedSet 中的核心列表。
  • 将 sibling 线程组合在一起。
DerivePciWhitelistEnabled

要为虚拟机保留虚拟功能(VF),请使用 NovaPCIPassthrough 参数创建通过 Nova 传递给 Nova 的 VF 列表。排除了从列表中排除的主机可用的 VF。

对于列表中的每个 VF,使用解析到地址值的正则表达式填充 address 参数。

以下是手动列表创建过程的示例。如果在名为 eno2 的设备中启用 NIC 分区,使用以下命令列出 VF 的 PCI 地址:

[tripleo-admin@compute-0 ~]$ ls -lh /sys/class/net/eno2/device/ | grep virtfn
lrwxrwxrwx. 1 root root    0 Apr 16 09:58 virtfn0 -> ../0000:18:06.0
lrwxrwxrwx. 1 root root    0 Apr 16 09:58 virtfn1 -> ../0000:18:06.1
lrwxrwxrwx. 1 root root    0 Apr 16 09:58 virtfn2 -> ../0000:18:06.2
lrwxrwxrwx. 1 root root    0 Apr 16 09:58 virtfn3 -> ../0000:18:06.3
lrwxrwxrwx. 1 root root    0 Apr 16 09:58 virtfn4 -> ../0000:18:06.4
lrwxrwxrwx. 1 root root    0 Apr 16 09:58 virtfn5 -> ../0000:18:06.5
lrwxrwxrwx. 1 root root    0 Apr 16 09:58 virtfn6 -> ../0000:18:06.6
lrwxrwxrwx. 1 root root    0 Apr 16 09:58 virtfn7 -> ../0000:18:06.7

在这种情况下,eno2 用于 NIC 分区,使用 VF 0、4 和 6。手动配置 NovaPCIPassthrough 使其包含 VF 1-3、5 和 7,从而无法排除 VF 0、4 和 6,如下例所示:

NovaPCIPassthrough:
  - physical_network: "sriovnet2"
  address: {"domain": ".*", "bus": "18", "slot": "06", "function": "[1-3]"}
  - physical_network: "sriovnet2"
  address: {"domain": ".*", "bus": "18", "slot": "06", "function": "[5]"}
  - physical_network: "sriovnet2"
  address: {"domain": ".*", "bus": "18", "slot": "06", "function": "[7]"}

8.4.2. 内存参数

OVS-DPDK 使用下列内存参数:

OvsDpdkMemoryChannels

在每个 NUMA 节点的 CPU 中映射内存频道。OvsDpdkMemoryChannels 是 OVS 中的 other_config:dpdk-extra="-n <value>" 值。观察 OvsDpdkMemoryChannels 的以下建议:

  • 使用 dmidecode -t 内存 或硬件手册决定可用的内存频道数。
  • 使用 ls /sys/devices/system/node* -d 确定 NUMA 节点数量。
  • 将可用的内存通道数除以 NUMA 节点数。
NovaReservedHostMemory

为主机上的任务保留内存(以 MB 为单位)。NovaReservedHostMemorynova.conf 中 Compute 节点的 reserved_host_memory_mb 值。观察 NovaReservedHostMemory 的以下建议:

  • 使用静态推荐的值 4096 MB。
OvsDpdkSocketMemory

指定每个 NUMA 节点预先从巨页池分配的内存量,以 MB 为单位。OvsDpdkSocketMemory 是 OVS 中的 other_config:dpdk-socket-mem 值。观察 OvsDpdkSocketMemory 的以下建议:

  • 以逗号分隔列表形式提供。
  • 对于没有 DPDK NIC 的 NUMA 节点,请使用静态推荐 1024 MB(1GB)
  • 从 NUMA 节点上每个 NIC 的 MTU 值计算 OvsDpdkSocketMemory 值。
  • 以下 equation approximates 值 OvsDpdkSocketMemory:

    • MEMORY_REQD_PER_MTU = (ROUNDUP_PER_MTU + 800) * (4096 * 64) Bytes

      • 800 是开销值。
      • 4096 * 64 是 mempool 中数据包的数量。
  • 为 NUMA 节点上设置的每个 MTU 值添加 MEMORY_REQD_PER_MTU,再添加另一个 512 MB 作为缓冲。将值向上取整为 1024 的倍数。

Calculation - MTU 2000 和 MTU 9000

DPDK NIC dpdk0 和 dpdk1 位于同一 NUMA 节点 0,并分别配置了 MTUs 9000 和 2000。获取所需内存的计算示例如下:

  1. 将 MTU 值从最接近的 1024 字节。

    The MTU value of 9000 becomes 9216 bytes.
    The MTU value of 2000 becomes 2048 bytes.
  2. 根据这些舍入字节值计算每个 MTU 值所需的内存。

    Memory required for 9000 MTU = (9216 + 800) * (4096*64) = 2625634304
    Memory required for 2000 MTU = (2048 + 800) * (4096*64) = 746586112
  3. 计算需要的总内存(以字节为单位)。

    2625634304 + 746586112 + 536870912 = 3909091328 bytes.

    此计算代表(MTU 为 9000 所需的内存)+( 2000 的 MTU 需要内存)+(512 MB 缓冲)。

  4. 将所需的总内存转换为 MB。

    3909091328 / (1024*1024) = 3728 MB.
  5. 将此值舍入到最接近的 1024。

    3724 MB rounds up to 4096 MB.
  6. 使用这个值设置 OvsDpdkSocketMemory

        OvsDpdkSocketMemory: "4096,1024"

Calculation - MTU 2000

DPDK NIC dpdk0 和 dpdk1 位于相同的 NUMA 节点 0 中,各自配置了 2000 的 MTU。获取所需内存的计算示例如下:

  1. 将 MTU 值从最接近的 1024 字节。

    The MTU value of 2000 becomes 2048 bytes.
  2. 根据这些舍入字节值计算每个 MTU 值所需的内存。

    Memory required for 2000 MTU = (2048 + 800) * (4096*64) = 746586112
  3. 计算需要的总内存(以字节为单位)。

    746586112 + 536870912 = 1283457024 bytes.

    此计算代表(MTU 为 2000 所需的内存)+(512 MB 缓冲)。

  4. 将所需的总内存转换为 MB。

    1283457024 / (1024*1024) = 1224 MB.
  5. 将此值舍入到最接近 1024 的倍数。

    1224 MB rounds up to 2048 MB.
  6. 使用这个值设置 OvsDpdkSocketMemory

        OvsDpdkSocketMemory: "2048,1024"

8.4.3. 网络参数

OvsDpdkDriverType
设置 DPDK 使用的驱动程序类型。使用 vfio-pci 的默认值。
NeutronDatapathType
OVS 网桥的数据路径类型。DPDK 使用 netdev 的默认值。
NeutronVhostuserSocketDir
为 OVS 设置 vhost-user 套接字目录。为 vhost 客户端模式使用 /var/lib/vhost_sockets

8.4.4. 其他参数

NovaSchedulerEnabledFilters
提供有序的过滤器列表,该过滤器用于为请求的客户机实例查找匹配的 Compute 节点。
VhostuserSocketGroup

设置 vhost-user 套接字目录组。默认值为 qemu。将 VhostuserSocketGroup 设置为 hugetlbfs,以便 ovs-vswitchdqemu 进程可以访问共享巨页和 unix 套接字来配置 virtio-net 设备。此值特定于角色,应当应用于利用 OVS-DPDK 的任何角色。

重要

要使用参数 VhostuserSocketGroup,还必须设置 NeutronVhostuserSocketDir。如需更多信息,请参阅 第 8.4.3 节 “网络参数”

KernelArgs

在引导时为 /etc/default/grub 提供多个内核参数。根据您的配置添加以下值:

  • hugepagesz :设置 CPU 上的巨页大小。这个值可能会因 CPU 硬件而异。设置为 1G,用于 OVS-DPDK 部署(default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G)。使用这个命令检查 pdpe1gb CPU 标记,确认您的 CPU 支持 1G。

    lshw -class processor | grep pdpe1gb
  • hugepages count :根据可用主机内存设置可用巨页数量。使用大多数可用内存,但 NovaReservedHostMemory 除外。您还必须在 Compute 节点类别中配置巨页数值。
  • IOMMU: 对于 Intel CPU,添加 "intel_iommu=on iommu=pt"
  • isolcpus :设置用于调优的 CPU 内核。这个值与 IsolCpusList 匹配。

有关 CPU 隔离的更多信息,请参阅红帽知识库解决方案 OpenStack CPU 隔离指南,以了解 RHEL 8 和 RHEL 9

DdpPackage

配置动态设备个性化(DDP),以在部署时应用配置集软件包到设备,以更改设备的数据包处理管道。将以下行添加到 network_environment.yaml 模板,使其包含 DDP 软件包:

parameter_defaults:
  ComputeOvsDpdkSriovParameters:
    DdpPackage: "ddp-comms"

8.4.5. VM 实例类别规格

在 NFV 环境中部署虚拟机实例之前,创建一个使用 CPU 固定、巨面和仿真器线程固定的类别。

hw:cpu_policy
当此参数设置为 专用 时,客户机使用固定 CPU。从设定此参数的类别中创建的实例具有 1:1 的有效过量使用比例。默认值为 shared
hw:mem_page_size

将此参数设置为带有标准后缀(例如: 4KB8MB1GB)的特定值的有效字符串。使用 1GB 匹配 hugepagesz 引导参数。通过从引导参数减去 OvsDpdkSocketMemory 来计算虚拟机的巨页数量。以下值也有效:

  • small (默认)- 使用最小页面大小
  • 大 - 只使用大页大小。(x86 构架中的 2MB 或 1GB)
  • any - 计算驱动程序可以使用大页面,但如果没有可用的,则默认为 small。
hw:emulator_threads_policy
将此参数的值设置为 shared,以便仿真程序线程锁定在 heat 参数 NovaComputeCpuSharedSet 中发现的 CPU。如果仿真程序线程在带有轮询模式驱动程序(PMD)或实时处理的 vCPU 上运行,则可能会遇到负面影响,如数据包丢失。

8.5. 两个 NUMA 节点示例 OVS-DPDK 部署

以下示例中的 Compute 节点包含两个 NUMA 节点:

  • NUMA 0 具有内核 0-7。同级线程对有(0,1)、(2,3)、(4,5)和(6,7)
  • NUMA 1 具有内核 8-15。同级线程对有(8,9),(10,11),(12,13)和(14,15)。
  • 每个 NUMA 节点都连接到物理 NIC,即 NUMA 0 上的 NIC1 和 NUMA 1 上的 NIC2。

图 8.2. OVS-DPDK:两个 NUMA 节点示例

OpenStack NFV NUMA Nodes 453316 0717 ECE OVS DPDK Deployment
注意

为非数据路径 DPDK 进程保留第一个物理内核或每个 NUMA 节点(0、1 和 89)的线程对。

本例还假定 MTU 配置 1500,因此所有用例中的 OvsDpdkSocketMemory 都相同:

OvsDpdkSocketMemory: "1024,1024"

NIC 1 用于 DPDK,一个指向 PMD 的物理内核

在这种情况下,您可以在 NUMA 0 上为 PMD 分配一个物理内核。您还必须在 NUMA 1 中分配一个物理内核,即使该 NUMA 节点的 NIC 中没有启用 DPDK。剩余的内核为客户机实例分配。生成的参数设置有:

OvsPmdCoreList: "2,3,10,11"
NovaComputeCpuDedicatedSet: "4,5,6,7,12,13,14,15"

NIC 1 用于 DPDK,有两个用于 PMD 的物理内核

在这种情况下,您可以为 PMD 在 NUMA 0 上分配两个物理内核。您还必须在 NUMA 1 中分配一个物理内核,即使该 NUMA 节点的 NIC 中没有启用 DPDK。剩余的内核为客户机实例分配。生成的参数设置有:

OvsPmdCoreList: "2,3,4,5,10,11"
NovaComputeCpuDedicatedSet: "6,7,12,13,14,15"

NIC 2 用于 DPDK,一个指向 PMD 的物理内核

在这种情况下,您可以在 NUMA 1 中为 PMD 分配一个物理内核。您还必须在 NUMA 0 中分配一个物理内核,即使该 NUMA 节点的 NIC 中没有启用 DPDK。剩余的内核为客户机实例分配。生成的参数设置有:

OvsPmdCoreList: "2,3,10,11"
NovaComputeCpuDedicatedSet: "4,5,6,7,12,13,14,15"

NIC 2 用于 DPDK,有两个用于 PMD 的物理内核

在这种情况下,您可以为 PMD 在 NUMA 1 中分配两个物理内核。您还必须在 NUMA 0 中分配一个物理内核,即使该 NUMA 节点的 NIC 中没有启用 DPDK。剩余的内核为客户机实例分配。生成的参数设置有:

OvsPmdCoreList: "2,3,10,11,12,13"
NovaComputeCpuDedicatedSet: "4,5,6,7,14,15"

NIC 1 和 NIC2 用于 DPDK,两个物理内核用于 PMD

在这种情况下,您可以为 PMD 在每个 NUMA 节点上分配两个物理内核。剩余的内核为客户机实例分配。生成的参数设置有:

OvsPmdCoreList: "2,3,4,5,10,11,12,13"
NovaComputeCpuDedicatedSet: "6,7,14,15"

8.6. NFV OVS-DPDK 部署的拓扑

这个示例部署显示 OVS-DPDK 配置,它由两个虚拟网络功能(VNF)组成,每个接口有两个接口:

  • 管理界面,由 mgt 表示。
  • data plane 接口。

在 OVS-DPDK 部署中,VNF 与支持物理接口的内置 DPDK 一起运作。OVS-DPDK 在 vSwitch 级别启用绑定。为了提高 OVS-DPDK 部署的性能,建议您分隔内核和 OVS-DPDK NIC。要分隔管理(mgt)网络,连接到虚拟机的 Base 提供商网络,请确保拥有额外的 NIC。Compute 节点由两个用于 Red Hat OpenStack Platform API 管理的常规 NIC 组成,这些 NIC 可以被 Ceph API 重新使用,但不能与任何 OpenStack 项目共享。

图 8.3. Compute 节点: NFV OVS-DPDK

NFV OVS-DPDK 部署

NFV OVS-DPDK 拓扑

下图显示了 NFV 的 OVS-DPDK 的拓扑。它由具有 1 个或 10 Gbps NIC 的 Compute 和 Controller 节点以及 director 节点组成。

图 8.4. NFV 拓扑:OVS-DPDK

NFV OVS-DPDK 拓扑

第 9 章 配置 OVS-DPDK 部署

本节在 Red Hat OpenStack Platform 环境中部署 OVS-DPDK。overcloud 通常由预定义角色的节点组成,如 Controller 节点、计算节点和不同的存储节点类型。这些默认角色各自包含 director 节点上的核心 heat 模板中定义的一组服务。

下图显示了一个 OVS-DPDK 拓扑,其 control plane 和数据平面有两个绑定端口:

图 9.1. OVS-DPDK 拓扑示例

OpenStack NFV Config Guide Topology 450694 0617 ECE OVS DPDK

本指南提供了与拓扑和用例不同的 CPU 分配、内存分配和 NIC 配置的示例。有关硬件和配置选项的更多信息,请参阅 NFV 的硬件要求

9.1. 使用工作流划分 DPDK 参数

重要

该功能在此发行版本中作为技术预览提供,因此不享有红帽的全面支持。它只应用于测试,不应部署在生产环境中。有关技术预览功能的更多信息,请参阅覆盖范围详细信息

有关 DPDK 的 Mistral 工作流的概述,请参阅 工作流和派生参数

先决条件

您必须有裸机内省,包括启用了硬件检查额外(inspection_extras)来提供此工作流检索的数据。硬件检查额外功能会被默认启用。有关节点硬件的更多信息,请参阅创建裸机节点硬件清单

定义 DPDK 的工作流和输入参数

以下列表概述了您可以提供给 OVS-DPDK 工作流的输入参数:

num_phy_cores_per_numa_node_for_pmd
此输入参数指定与 DPDK NIC 关联的 NUMA 节点所需的最小内核数。为其他没有与 DPDK NIC 关联的 NUMA 节点分配物理内核。确保此参数设置为 1。
huge_page_allocation_percentage
此输入参数指定了内存总量所需的百分比,不包括 NovaReservedHostMemory,它们可以配置为巨页。KernelArgs 参数使用根据指定的 huge_page_allocation_percentage 计算的巨页。确保此参数设为 50。

工作流从这些输入参数和裸机内省详情计算适当的 DPDK 参数值。

为 DPDK 定义工作流和输入参数:

  1. usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/plan-environment-derived-params.yaml 文件复制到本地目录,并设置输入参数以适合您的环境。

      workflow_parameters:
        tripleo.derive_params.v1.derive_parameters:
          # DPDK Parameters #
          # Specifies the minimum number of CPU physical cores to be allocated for DPDK
          # PMD threads. The actual allocation will be based on network config, if
          # the a DPDK port is associated with a numa node, then this configuration
          # will be used, else 1.
          num_phy_cores_per_numa_node_for_pmd: 1
          # Amount of memory to be configured as huge pages in percentage. Ouf the
          # total available memory (excluding the NovaReservedHostMemory), the
          # specified percentage of the remaining is configured as huge pages.
          huge_page_allocation_percentage: 50
  2. 运行 openstack overcloud deploy 命令并包含以下信息:

    • update-plan-only 选项
    • 角色文件和所有环境文件特定于您的环境
    • 带有 --plan-environment-file 可选参数的 plan-environment-derived-parms.yaml 文件

      $ openstack overcloud deploy --templates --update-plan-only \
      -r /home/stack/roles_data.yaml \
      -e /home/stack/<environment-file> \
      ... _#repeat as necessary_ ...
      **-p /home/stack/plan-environment-derived-params.yaml**

此命令的输出显示派生的结果,也会合并到 plan-environment.yaml 文件中。

Started Mistral Workflow tripleo.validations.v1.check_pre_deployment_validations. Execution ID: 55ba73f2-2ef4-4da1-94e9-eae2fdc35535
Waiting for messages on queue '472a4180-e91b-4f9e-bd4c-1fbdfbcf414f' with no timeout.
Removing the current plan files
Uploading new plan files
Started Mistral Workflow tripleo.plan_management.v1.update_deployment_plan. Execution ID: 7fa995f3-7e0f-4c9e-9234-dd5292e8c722
Plan updated.
Processing templates in the directory /tmp/tripleoclient-SY6RcY/tripleo-heat-templates
Invoking workflow (tripleo.derive_params.v1.derive_parameters) specified in plan-environment file
Started Mistral Workflow tripleo.derive_params.v1.derive_parameters. Execution ID: 2d4572bf-4c5b-41f8-8981-c84a363dd95b
Workflow execution is completed. result:
ComputeOvsDpdkParameters:
 IsolCpusList: 1,2,3,4,5,6,7,9,10,17,18,19,20,21,22,23,11,12,13,14,15,25,26,27,28,29,30,31
 KernelArgs: default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=32 iommu=pt intel_iommu=on
   isolcpus=1,2,3,4,5,6,7,9,10,17,18,19,20,21,22,23,11,12,13,14,15,25,26,27,28,29,30,31
 NovaReservedHostMemory: 4096
 NovaComputeCpuDedicatedSet: 2,3,4,5,6,7,18,19,20,21,22,23,10,11,12,13,14,15,26,27,28,29,30,31
 OvsDpdkMemoryChannels: 4
 OvsDpdkSocketMemory: 1024,1024
 OvsPmdCoreList: 1,17,9,25
注意

OvsDpdkMemoryChannels 参数无法从内省详情中获取。在大多数情况下,这个值应该是 4。

使用衍生参数部署 overcloud

使用这些派生参数部署 overcloud:

  1. 将 deploy 命令输出中派生的参数复制到 network-environment.yaml 文件中。

      # DPDK compute node.
      ComputeOvsDpdkParameters:
        KernelArgs: default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=32 iommu=pt intel_iommu=on
        TunedProfileName: "cpu-partitioning"
        IsolCpusList: "1,2,3,4,5,6,7,9,10,17,18,19,20,21,22,23,11,12,13,14,15,25,26,27,28,29,30,31"
        NovaComputeCpuDedicatedSet: ['2,3,4,5,6,7,18,19,20,21,22,23,10,11,12,13,14,15,26,27,28,29,30,31']
        NovaReservedHostMemory: 4096
        OvsDpdkSocketMemory: "1024,1024"
        OvsDpdkMemoryChannels: "4"
        OvsPmdCoreList: "1,17,9,25"
    注意

    这些参数适用于特定的角色 ComputeOvsDpdk。您可以在全局范围内应用这些参数,但特定于角色的参数会覆盖任何全局参数。

  2. 使用角色文件和特定于您的环境的所有环境文件来部署 overcloud。
 openstack overcloud deploy --templates \
 -r /home/stack/roles_data.yaml \
 -e /home/stack/<environment-file> \
... #repeat as necessary ...
注意

在具有 Compute、ComputeOvsDpdk 和 ComputeSriov 的集群中,工作流只对 ComputeOvsDpdk 角色应用公式,而不是 Compute 或 ComputeSriovs。

9.2. 使用可组合角色来部署 OVS-DPDK 拓扑

使用 Red Hat OpenStack Platform,您可以创建自定义部署角色来为每个角色添加或删除服务。

注意

Red Hat OpenStack Platform 在 OVS 客户端模式下运行,用于 OVS-DPDK 部署。

先决条件

  • OVS 2.10
  • DPDK 17
  • 一个受支持的 NIC。

    要查看 NFV 支持的 NIC 列表,请参阅为 NFV 测试 NIC

  • RHOSP undercloud。

    您必须安装和配置 undercloud,然后才能部署 overcloud。详情请参阅 Director 安装和使用指南

    注意

    不要手动编辑或更改 director heat 模板修改的 etc/tuned/cpu-partitioning-variables.conf 中的 isolated_cores 或其他值。

流程

要配置 OVS-DPDK,请执行以下任务:

  1. 如果使用可组合角色,请复制和修改 roles_data.yaml 文件,以添加 OVS-DPDK 的自定义角色。
  2. 更新适当的 network-environment.yaml 文件,使其包含内核参数和 DPDK 参数的参数。
  3. 更新 compute.yaml 文件,使其包含 DPDK 接口参数的网桥。
  4. 更新 controller.yaml 文件,使其包含 DPDK 接口参数的相同网桥详情。
  5. 运行 overcloud_deploy.sh 脚本,以使用 DPDK 参数部署 overcloud。

其他资源

9.3. 为 OVS-DPDK 接口设置 MTU 值

Red Hat OpenStack Platform 支持 OVS-DPDK 的巨型帧。要为巨型帧设置最大传输单元(MTU)值,您必须:

  • network-environment.yaml 文件中为 networking 设置全局 MTU 值。
  • compute.yaml 文件中设置物理 DPDK 端口 MTU 值。vhost 用户界面也使用这个值。
  • 在 Compute 节点上的任何客户机实例内设置 MTU 值,以确保您的配置中最终具有可比的 MTU 值。
注意

VXLAN 数据包在标头中包含额外的 50 字节。根据这些额外的标头字节,计算您的 MTU 要求。例如,MTU 值为 9000 表示 VXLAN 隧道 MTU 的值为 8950,用于考虑这些额外字节。

注意

您不需要针对物理 NIC 的任何特殊配置,因为 NIC 由 DPDK PMD 控制,并且具有由 compute.yaml 文件设置的相同的 MTU 值。您不能设置大于物理 NIC 支持的最大值的 MTU 值。

设置 OVS-DPDK 接口的 MTU 值:

  1. network-environment.yaml 文件中设置 NeutronGlobalPhysnetMtu 参数。

    parameter_defaults:
      # MTU global configuration
      NeutronGlobalPhysnetMtu: 9000
    注意

    确保 network-environment.yaml 文件中的 OvsDpdkSocketMemory 值足够大,以支持巨型帧。如需更多信息,请参阅 内存参数

  2. 将网桥上的 MTU 值设为 controller.yaml 文件中的 Compute 节点。

      -
        type: ovs_bridge
        name: br-link0
        use_dhcp: false
        members:
          -
            type: interface
            name: nic3
            mtu: 9000
  3. compute.yaml 文件中设置 OVS-DPDK 绑定的 MTU 值:

    - type: ovs_user_bridge
      name: br-link0
      use_dhcp: false
      members:
        - type: ovs_dpdk_bond
          name: dpdkbond0
          mtu: 9000
          rx_queue: 2
          members:
            - type: ovs_dpdk_port
              name: dpdk0
              mtu: 9000
              members:
                - type: interface
                  name: nic4
            - type: ovs_dpdk_port
              name: dpdk1
              mtu: 9000
              members:
                - type: interface
                  name: nic5

9.4. 为安全组配置防火墙

DataPlane 接口在有状态防火墙中需要高性能。要保护这些接口,请考虑将电信级防火墙部署为虚拟网络功能(VNF)。

要在 ML2/OVS 部署中配置 control plane 接口,将 NeutronOVSFirewallDriver 参数设置为 openvswitch。要使用基于流的 OVS 防火墙驱动程序,修改 parameter_defaults 下的 network-environment.yaml 文件。在 OVN 部署中,您可以使用访问控制列表(ACL)实施安全组。

您不能将 OVS 防火墙驱动程序用于 HW 卸载,因为卸载路径不支持流跟踪属性。

例如:

parameter_defaults:
  NeutronOVSFirewallDriver: openvswitch

使用 openstack port set 命令,为 dataplane 接口禁用 OVS 防火墙驱动程序。

例如:

openstack port set --no-security-group  --disable-port-security ${PORT}

9.5. 为 OVS-DPDK 接口设置多队列

注意

多队列是实验性的,仅支持手动队列固定。

流程

  • 要为 Compute 节点上的 OVS-DPDK 中接口设置相同的队列,请修改 compute.yaml 文件:

    - type: ovs_user_bridge
      name: br-link0
      use_dhcp: false
      members:
        - type: ovs_dpdk_bond
          name: dpdkbond0
          mtu: 9000
          rx_queue: 2
          members:
            - type: ovs_dpdk_port
              name: dpdk0
              mtu: 9000
              members:
                - type: interface
                  name: nic4
            - type: ovs_dpdk_port
              name: dpdk1
              mtu: 9000
              members:
                - type: interface
                  name: nic5

9.6. 配置 OVS PMD Auto Load Balance

重要

该功能在此发行版本中作为技术预览提供,因此不享有红帽的全面支持。它只应用于测试,不应部署在生产环境中。有关技术预览功能的更多信息,请参阅覆盖范围详细信息

您可以使用 Open vSwitch(OVS)轮询模式驱动程序(PMD)线程对用户空间上下文切换执行以下任务:

  • 为数据包持续轮询输入端口。
  • 对接收的数据包分类。
  • 在分类后对数据包执行操作。

通过编辑 baremetal 节点预置备和 overcloud 部署的参数,将 RHOSP 部署配置为自动负载平衡 OVS PMD 线程。目前,您必须在节点预置备和 overcloud 部署过程中配置该功能。要跟踪进度以消除重复配置的需求,请参阅 BZ2139352

流程

  1. baremetal_deployment.yaml 文件或自定义文件中,设置以下 baremetal 节点预置备参数:

    pmd_auto_lb
    设置为 true 以启用 PMD 自动负载平衡。
    pmd_load_threshold
    在触发 PMD 负载均衡前,其中一个 PMD 线程必须使用的处理周期百分比。整数,范围 0-100。
    pmd_improvement_threshold

    在触发 PMD 自动负载平衡的非隔离 PMD 线程中评估改进的最小百分比。整数,范围 0-100。

    为计算预计改进,完成重新分配的空运行,与当前的差异相比估计的负载差异。默认为 25%。

    pmd_rebal_interval

    连续两个 PMD Auto Load Balance 操作之间的最短时间(以分钟为单位)。范围 0-20,000 分钟。

    配置此值,以防止在流量模式可改变时触发频繁重新分配。例如,您可以每 10 分钟触发一次重新分配,或者每几分钟后触发一次。

    示例

    ansible_playbooks:
    …
      - playbook: /usr/share/ansible/tripleo-playbooks/cli-overcloud-openvswitch-dpdk.yaml
      extra_vars:
       …
       pmd_auto_lb: true
       pmd_load_threshold: "70"
       pmd_improvement_threshold: "25"
       pmd_rebal_interval: "2"

  2. openstack overcloud node provision 命令中包含 baremetal 部署文件,如下例所示:

    示例

     openstack overcloud node provision \
        --stack overcloud \
        --network-config \
        --templates /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates \
        --output ~/templates/overcloud-baremetal-deployed.yaml   \
        home/stack/$OSP17REF/network/baremetal_deployment.yaml

  3. dpdk-config.yaml 或自定义文件中,设置以下 overcloud 部署参数:

    OvsPmdAutoLb

    等同于 pmd_auto_lb 的 Heat。

    设置为 true 以启用 PMD 自动负载平衡。

    OvsPmdLoadThreshold

    等同于 pmd_load_threshold 的 Heat。

    在触发 PMD 负载均衡前,其中一个 PMD 线程必须使用的处理周期百分比。整数,范围 0-100。

    OvsPmdImprovementThreshold

    等同于 pmd_improvement_threshold 的 Heat。

    在触发 PMD 自动负载平衡的非隔离 PMD 线程中评估改进的最小百分比。整数,范围 0-100。

    为计算预计改进,完成重新分配的空运行,与当前的差异相比估计的负载差异。默认为 25%。

    OvsPmdRebalInterval

    等同于 pmd_rebal_interval 的 Heat。

    连续两个 PMD Auto Load Balance 操作之间的最短时间(以分钟为单位)。范围 0-20,000 分钟。

    配置此值,以防止在流量模式可改变时触发频繁重新分配。例如,您可以每 10 分钟触发一次重新分配,或者每几分钟后触发一次。

    示例

    parameter_merge_strategies:
      ComputeOvsDpdkSriovParameters:merge
    …
    parameter_defaults:
      ComputeOvsDpdkSriovParameters:
       …
       OvsPmdAutoLb: true
       OvsPmdLoadThreshold: 70
       OvsPmdImprovementThreshold: 25
       OvsPmdRebalInterval: 2

  4. 使用其他环境文件将 dpdk-config.yaml 或您的 dpdk 配置文件添加到堆栈中,并部署 overcloud:

    示例

    (undercloud)$ openstack overcloud deploy --templates \
    -e <your_environment_files> \
    -e /home/stack/templates/dpdk-config.yaml

9.7. OVS-DPDK 的已知限制

在为 NFV 配置 OVS-DPDK 时,观察以下限制:

  • 对非 DPDK 流量使用 Linux 绑定和 control plane 网络,如内部、管理、存储、存储管理和租户。确保绑定中使用的 PCI 设备位于同一 NUMA 节点上,以实现最佳性能。红帽不支持 Neutron Linux 网桥配置。
  • 在使用 OVS-DPDK 的主机上运行的每个实例都需要巨页。如果客户端中没有巨页,接口会出现但无法正常工作。
  • 使用 OVS-DPDK 时,使用 tap 设备(如分布式虚拟路由(DVR))的服务性能下降。得到的性能不适用于生产环境。
  • 使用 OVS-DPDK 时,同一 Compute 节点上的所有网桥都必须是 ovs_user_bridge 类型。director 可以接受配置,但 Red Hat OpenStack Platform 不支持在同一节点上混合 ovs_bridgeovs_user_bridge

9.8. 为 OVS-DPDK 创建类别和部署实例

在使用 NFV 为 Red Hat OpenStack Platform 部署配置 OVS-DPDK 后,您可以创建类别,并使用以下步骤部署实例:

  1. 创建聚合组,并为 OVS-DPDK 添加相关主机。定义与定义的类别元数据匹配的元数据,如 dpdk=true

     # openstack aggregate create dpdk_group
     # openstack aggregate add host dpdk_group [compute-host]
     # openstack aggregate set --property dpdk=true dpdk_group
    注意

    固定 CPU 实例可以位于与未固定实例相同的 Compute 节点上。如需更多信息,请参阅配置实例创建指南中的在 Compute 节点上配置 CPU 固定

  2. 创建类别。

    # openstack flavor create <flavor> --ram <MB> --disk <GB> --vcpus <#>
  3. 设置类别属性。请注意,定义的元数据 dpdk=true 与 DPDK 聚合中定义的元数据匹配。

    # openstack flavor set <flavor> --property dpdk=true --property hw:cpu_policy=dedicated --property hw:mem_page_size=1GB --property hw:emulator_threads_policy=isolate

    有关性能改进的仿真程序线程策略的详情,请参考 Configuring the Compute Service for Instance Creation 指南中的 Configuring emulator threads 部分。

  4. 创建 网络。

    # openstack network create net1 --provider-physical-network tenant --provider-network-type vlan --provider-segment <VLAN-ID>
    # openstack subnet create subnet1 --network net1 --subnet-range 192.0.2.0/24 --dhcp
  5. 可选:如果您在 OVS-DPDK 中使用多队列,请在您要用于创建实例的镜像上设置 hw_vif_multiqueue_enabled 属性:

    # openstack image set --property hw_vif_multiqueue_enabled=true <image>
  6. 部署实例。

    # openstack server create --flavor <flavor> --image <glance image> --nic net-id=<network ID> <server_name>

9.9. 对 OVS-DPDK 配置进行故障排除

本节介绍对 OVS-DPDK 配置进行故障排除的步骤。

  1. 检查网桥配置,并确认网桥具有 datapath_type=netdev

    # ovs-vsctl list bridge br0
    _uuid               : bdce0825-e263-4d15-b256-f01222df96f3
    auto_attach         : []
    controller          : []
    datapath_id         : "00002608cebd154d"
    datapath_type       : netdev
    datapath_version    : "<built-in>"
    external_ids        : {}
    fail_mode           : []
    flood_vlans         : []
    flow_tables         : {}
    ipfix               : []
    mcast_snooping_enable: false
    mirrors             : []
    name                : "br0"
    netflow             : []
    other_config        : {}
    ports               : [52725b91-de7f-41e7-bb49-3b7e50354138]
    protocols           : []
    rstp_enable         : false
    rstp_status         : {}
    sflow               : []
    status              : {}
    stp_enable          : false
  2. 另外,您可以查看错误的日志,如容器无法启动。

    # less /var/log/containers/neutron/openvswitch-agent.log
  3. 确认 ovs-dpdk 的 Poll Mode Driver CPU 掩码已固定到 CPU。如果是超线程,请使用同级 CPU。

    例如,要检查 CPU4 的同级设备,请运行以下命令:

    # cat /sys/devices/system/cpu/cpu4/topology/thread_siblings_list
    4,20

    CPU4 的同级是 CPU20,因此使用以下命令:

    # ovs-vsctl set Open_vSwitch . other_config:pmd-cpu-mask=0x100010

    显示状态:

    # tuna -t ovs-vswitchd -CP
    thread  ctxt_switches pid SCHED_ rtpri affinity voluntary nonvoluntary       cmd
    3161	OTHER 	0    	6	765023      	614	ovs-vswitchd
    3219   OTHER 	0    	6     	1        	0   	handler24
    3220   OTHER 	0    	6     	1        	0   	handler21
    3221   OTHER 	0    	6     	1        	0   	handler22
    3222   OTHER 	0    	6     	1        	0   	handler23
    3223   OTHER 	0    	6     	1        	0   	handler25
    3224   OTHER 	0    	6     	1        	0   	handler26
    3225   OTHER 	0    	6     	1        	0   	handler27
    3226   OTHER 	0    	6     	1        	0   	handler28
    3227   OTHER 	0    	6     	2        	0   	handler31
    3228   OTHER 	0    	6     	2        	4   	handler30
    3229   OTHER 	0    	6     	2        	5   	handler32
    3230   OTHER 	0    	6	953538      	431   revalidator29
    3231   OTHER 	0    	6   1424258      	976   revalidator33
    3232   OTHER 	0    	6   1424693      	836   revalidator34
    3233   OTHER 	0    	6	951678      	503   revalidator36
    3234   OTHER 	0    	6   1425128      	498   revalidator35
    *3235   OTHER 	0    	4	151123       	51       	pmd37*
    *3236   OTHER 	0   	20	298967       	48       	pmd38*
    3164   OTHER 	0    	6 	47575        	0  dpdk_watchdog3
    3165   OTHER 	0    	6	237634        	0   vhost_thread1
    3166   OTHER 	0    	6  	3665        	0       	urcu2

第 10 章 调优 Red Hat OpenStack Platform 环境

10.1. 固定仿真程序线程

仿真程序线程处理虚拟机硬件模拟的中断请求和非阻塞进程。这些线程浮点值用于客户机用于处理的 CPU。如果用于轮询模式驱动程序(PMD)或实时处理的线程在这些客户机 CPU 上运行,您可以遇到数据包丢失或错过的期限。

您可以通过将线程固定到自己的客户机 CPU,将仿真程序线程与虚拟机处理任务分开,从而提高性能。

为提高性能,为托管仿真程序线程保留主机 CPU 子集。

流程

  1. 使用为给定角色定义的 NovaComputeCpuSharedSet 部署 overcloud。NovaComputeCpuSharedSet 的值适用于该角色内主机的 nova.conf 文件中的 cpu_shared_set 参数。

    parameter_defaults:
        ComputeOvsDpdkParameters:
            NovaComputeCpuSharedSet: "0-1,16-17"
            NovaComputeCpuDedicatedSet: "2-15,18-31"
  2. 创建类别,以构建将仿真程序线程分隔到共享池的实例。

    openstack flavor create --ram <size_mb> --disk <size_gb> --vcpus <vcpus> <flavor>
  3. 添加 hw:emulator_threads_policy 额外规格,并将值设为 共享。使用这个类别创建的实例将使用 nova.conf 文件中的 cpu_share_set 参数中定义的实例 CPU。

    openstack flavor set <flavor> --property hw:emulator_threads_policy=share
注意

您必须在 nova.conf 文件中设置 cpu_share_set 参数,以便为这个额外规格启用共享策略。您应该优先使用 heat,因为编辑 nova.conf 可能无法在重新部署后保留。

验证

  1. 识别给定实例的主机名。

    openstack server show <instance_id>
  2. 使用 SSH 以 tripleo-admin 用户身份登录标识的主机。

    ssh tripleo-admin@compute-1
    [compute-1]$ sudo virsh dumpxml instance-00001 | grep `'emulatorpin cpuset'`

10.2. 配置虚拟和物理功能之间的信任

您可以配置物理功能(PF)和虚拟功能(VF)之间的信任,以便 VF 能够执行特权操作,如启用混杂模式或修改硬件地址。

先决条件

  • Red Hat OpenStack Platform 的操作安装,包括 director

流程

完成以下步骤,在物理和虚拟功能间使用信任的 overcloud 配置和部署 overcloud:

  1. parameter_defaults 部分中添加 NeutronPhysicalDevMappings 参数,以链接逻辑网络名称和物理接口。

    parameter_defaults:
      NeutronPhysicalDevMappings:
        - sriov2:p5p2
  2. 将新属性 trusted 添加到 SR-IOV 参数。

    parameter_defaults:
      NeutronPhysicalDevMappings:
        - sriov2:p5p2
      NovaPCIPassthrough:
        - vendor_id: "8086"
          product_id: "1572"
          physical_network: "sriov2"
          trusted: "true"
    注意

    您必须在值 "true" 中包含双引号。

10.3. 使用可信 VF 网络

  1. 创建类型为 vlan 的网络。

    openstack network create trusted_vf_network  --provider-network-type vlan \
     --provider-segment 111 --provider-physical-network sriov2 \
     --external --disable-port-security
  2. 创建子网。

    openstack subnet create --network trusted_vf_network \
      --ip-version 4 --subnet-range 192.168.111.0/24 --no-dhcp \
     subnet-trusted_vf_network
  3. 创建端口。将 vnic-type 选项设置为 direct,将 binding-profile 选项设置为 true

    openstack port create --network sriov111 \
    --vnic-type direct --binding-profile trusted=true \
    sriov111_port_trusted
  4. 创建一个实例,并将它绑定到之前创建的可信端口。

    openstack server create --image rhel --flavor dpdk  --network internal --port trusted_vf_network_port_trusted --config-drive True --wait rhel-dpdk-sriov_trusted

验证

确认虚拟机监控程序上的可信 VF 配置:

  1. 在您创建的实例的计算节点上,输入以下命令:

    # ip link
    7: p5p2: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 9000 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
        link/ether b4:96:91:1c:40:fa brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
        vf 6 MAC fa:16:3e:b8:91:c2, vlan 111, spoof checking off, link-state auto, trust on, query_rss off
        vf 7 MAC fa:16:3e:84:cf:c8, vlan 111, spoof checking off, link-state auto, trust off, query_rss off
  2. 验证 上 VF 的信任状态是 信任。示例输出中包含包含两个端口的环境的详细信息。请注意,vf 6 包含 上的文本信任
  3. 如果您在网络服务(neutron)网络中设置了 port_security_enabled: false,或者在运行 openstack port create 命令时包含参数 --disable-port-security,可以禁用 spoof 检查。

10.4. 通过管理 RX-TX 队列大小来防止数据包丢失

出于许多原因,您可能会遇到高于每秒 350 万条数据包的数据包丢失,例如:

  • 网络中断
  • a SMI
  • Virtual Network Function 中的数据包处理延迟

要防止数据包丢失,将队列大小从默认值 512 增加到最多 1024。

先决条件

  • 访问 stack 用户的 undercloud 主机和凭据。

流程

  1. stack 用户身份登录 undercloud 主机。
  2. 查找 stackrc undercloud 凭证文件:

    $ source ~/stackrc
  3. 创建自定义环境 YAML 文件并在 parameter_defaults 下添加以下定义来提高 RX 和 TX 队列大小:

    parameter_defaults:
      NovaLibvirtRxQueueSize: 1024
      NovaLibvirtTxQueueSize: 1024
  4. 运行部署命令并包括核心 heat 模板、其他环境文件、包含 RX 和 TX 队列大小更改的环境文件:

    示例

    $ openstack overcloud deploy --templates \
    -e <other_environment_files> \
    -e /home/stack/my_tx-rx_queue_sizes.yaml

验证

  1. 观察 nova.conf 文件中 RX 队列大小和 TX 队列大小的值。

    $ egrep "^[rt]x_queue_size" /var/lib/config-data/puppet-generated/\
    nova_libvirt/etc/nova/nova.conf

    您应该看到以下内容:

    rx_queue_size=1024
    tx_queue_size=1024
  2. 在 Compute 主机上 libvirt 生成的 VM 实例 XML 文件中检查 RX 队列大小和 TX 队列大小的值:

    1. 创建新实例。
    2. 获取 Compute 主机和实例名称:

      $ openstack server show testvm-queue-sizes -c OS-EXT-SRV-ATTR:\
      hypervisor_hostname -c OS-EXT-SRV-ATTR:instance_name

      输出示例

      您应该看到类似如下的输出:

      +-------------------------------------+------------------------------------+
      | Field                               | Value                              |
      +-------------------------------------+------------------------------------+
      | OS-EXT-SRV-ATTR:hypervisor_hostname | overcloud-novacompute-1.sales      |
      | OS-EXT-SRV-ATTR:instance_name       | instance-00000059                  |
      +-------------------------------------+------------------------------------+
    3. 登录 Compute 主机并转储实例定义。

      示例

      $ podman exec nova_libvirt virsh dumpxml instance-00000059

      输出示例

      您应该看到类似如下的输出:

      ...
         <interface type='vhostuser'>
           <mac address='56:48:4f:4d:5e:6f'/>
           <source type='unix' path='/tmp/vhost-user1' mode='server'/>
           <model type='virtio'/>
           <driver name='vhost' rx_queue_size='1024'   tx_queue_size='1024' />
           <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x10' function='0x0'/>
         </interface>
      ...

10.5. 配置 NUMA 感知 vSwitch

该功能在此发行版本中作为技术预览提供,因此不享有红帽的全面支持。它只应用于测试,不应部署在生产环境中。有关技术预览功能的更多信息,请参阅覆盖范围详细信息

在实施 NUMA 感知的 vSwitch 前,请检查您的硬件配置的以下组件:

  • 物理网络的数量。
  • PCI 卡的放置。
  • 服务器的物理架构。

内存映射的 I/O(MMIO)设备(如 PCIe NIC)与特定的 NUMA 节点关联。当 VM 和 NIC 位于不同的 NUMA 节点上时,性能会显著降低。为提高性能,使 PCIe NIC 放置和实例处理在同一 NUMA 节点上保持一致。

使用此功能来确保共享物理网络的实例位于同一 NUMA 节点上。要优化数据中心硬件的使用,您必须使用多个 physnets。

警告

要配置 NUMA 感知网络以实现最佳服务器利用率,您必须了解 PCIe 插槽和 NUMA 节点的映射。有关您特定硬件的详细信息,请参阅您的供应商文档。如果无法正确规划或实施 NUMA 感知 vSwitch,则可能导致服务器只使用单个 NUMA 节点。

要防止跨 NUMA 配置,请将虚拟机放置在正确的 NUMA 节点上,方法是向 Nova 提供 NIC 的位置。

先决条件

  • 您已启用了过滤器 NUMATopologyFilter

流程

  1. 设置一个新的 NeutronPhysnetNUMANodesMapping 参数,将物理网络映射到您与物理网络关联的 NUMA 节点。
  2. 如果使用 VxLAN 或 GRE 等隧道,还必须设置 NeutronTunnelNUMANodes 参数。

    parameter_defaults:
      NeutronPhysnetNUMANodesMapping: {<physnet_name>: [<NUMA_NODE>]}
      NeutronTunnelNUMANodes: <NUMA_NODE>,<NUMA_NODE>

    示例

    以下是两个到 NUMA 节点 0 的物理网络的示例:

    • 与 NUMA 节点 0 关联的项目网络
    • 一个没有关联性的管理网络

      parameter_defaults:
        NeutronBridgeMappings:
          - tenant:br-link0
        NeutronPhysnetNUMANodesMapping: {tenant: [1], mgmt: [0,1]}
        NeutronTunnelNUMANodes: 0
    • 在本例中,将名为 eno2 的设备的 physnet 分配给 NUMA 编号 0。

      # ethtool -i eno2
      bus-info: 0000:18:00.1
      
      # cat /sys/devices/pci0000:16/0000:16:02.0/0000:18:00.1/numa_node
      0

      观察示例 heat 模板中的 physnet 设置:

      NeutronBridgeMappings: 'physnet1:br-physnet1'
      NeutronPhysnetNUMANodesMapping: {physnet1: [0] }
      
      - type: ovs_user_bridge
                      name: br-physnet1
                      mtu: 9000
                      members:
                        - type: ovs_dpdk_port
                          name: dpdk2
                          members:
                            - type: interface
                              name: eno2

验证

按照以下步骤测试您的 NUMA 感知 vSwitch:

  1. 观察 /var/lib/config-data/puppet-generated/nova_libvirt/etc/nova/nova.conf 文件中的配置:

    [neutron_physnet_tenant]
    numa_nodes=1
    [neutron_tunnel]
    numa_nodes=1
  2. 使用 lscpu 命令确认新配置:

    $ lscpu
  3. 启动附加到适当网络的 NIC 的虚拟机。

10.6. NUMA 感知 vSwitches 已知的限制

该功能在此发行版本中作为技术预览提供,因此不享有红帽的全面支持。它只应用于测试,不应部署在生产环境中。有关技术预览功能的更多信息,请参阅覆盖范围详细信息

本节列出了在 Red Hat OpenStack Platform (RHOSP) 网络功能虚拟化 (NFVi) 中实施 NUMA 感知 vSwitch 的限制。

  • 如果您没有指定双节点客户机 NUMA 拓扑,则无法启动有两个 NIC 连接到不同 NUMA 节点上的 physnet。
  • 如果您没有指定双节点客户机 NUMA 拓扑,则无法启动一个连接到 physnet 的 NIC,以及连接到不同 NUMA 节点上的隧道网络的 NIC。
  • 如果您没有指定双节点客户机 NUMA 拓扑,则无法启动具有一个 vhost 端口和不同 NUMA 节点上的一个 VF。
  • NUMA 感知 vSwitch 参数特定于 overcloud 角色。例如,Compute 节点 1 和 Compute 节点 2 可以有不同的 NUMA 拓扑。
  • 如果虚拟机的接口有 NUMA 关联性,请确保关联性只用于单个 NUMA 节点。您可以在任何 NUMA 节点上找到任何没有 NUMA 关联性的接口。
  • 为 data plane 网络配置 NUMA 关联性,而不是管理网络。
  • 隧道网络的 NUMA 关联性是一个全局设置,适用于所有虚拟机。

10.7. NFVi 环境中的服务质量 (QoS)

您可以使用服务质量(QoS)策略为虚拟机实例提供不同的服务级别,以将速率限制应用到在网络功能虚拟化(NFVi)网络中 Red Hat OpenStack Platform (RHOSP)网络上的出口和入口流量。

在 NFVi 环境中,QoS 支持仅限于以下规则类型:

  • SR-IOV 上的 最小带宽 (如果供应商支持)。
  • SR-IOV 和 OVS-DPDK 出口接口的 带宽限制

10.8. 创建使用 DPDK 的 HCI overcloud

您可以通过共置(co-locating)并配置计算和 Ceph Storage 服务来优化资源使用量,通过部署带有超融合节点的 NFV 基础架构。

有关超融合基础架构(HCI)的更多信息,请参阅 超融合基础架构指南

以下章节提供了各种配置示例。

10.8.1. NUMA 节点配置示例

为提高性能,将租户网络和 Ceph 对象服务守护进程(OSD)放在一个 NUMA-0 中,如 NUMA-0,以及 VNF 和另一个 NUMA 节点上的任何非 NFV 虚拟机,如 NUMA-1。

CPU 分配:
NUMA-0NUMA-1

Ceph OSD 数量 * 4 HT

用于 VNF 和非NFV 虚拟机的客户机 vCPU

DPDK lcore - 2 HT

DPDK lcore - 2 HT

DPDK PMD - 2 HT

DPDK PMD - 2 HT

CPU 分配示例:
 NUMA-0NUMA-1

Ceph OSD

32,34,36,38,40,42,76,78,80,82,84,86

 

DPDK-lcore

0,44

1,45

DPDK-pmd

2,46

3,47

Nova

 

5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,37,39,41,43,49,51,53,55,57,59,61,63,65,67,69,71,73,75,77,79,81,83,85,87

10.8.2. ceph 配置文件示例

parameter_defaults:
  CephPoolDefaultSize: 3
  CephPoolDefaultPgNum: 64
  CephPools:
    - {"name": backups, "pg_num": 128, "pgp_num": 128, "application": "rbd"}
    - {"name": volumes, "pg_num": 256, "pgp_num": 256, "application": "rbd"}
    - {"name": vms, "pg_num": 64, "pgp_num": 64, "application": "rbd"}
    - {"name": images, "pg_num": 32, "pgp_num": 32, "application": "rbd"}
  CephConfigOverrides:
    osd_recovery_op_priority: 3
    osd_recovery_max_active: 3
    osd_max_backfills: 1
  CephAnsibleExtraConfig:
    nb_retry_wait_osd_up: 60
    delay_wait_osd_up: 20
    is_hci: true
    # 3 OSDs * 4 vCPUs per SSD = 12 vCPUs (list below not used for VNF)
    ceph_osd_docker_cpuset_cpus: "32,34,36,38,40,42,76,78,80,82,84,86" # 1
    # cpu_limit 0 means no limit as we are limiting CPUs with cpuset above
    ceph_osd_docker_cpu_limit: 0                                       # 2
    # numactl preferred to cross the numa boundary if we have to
    # but try to only use memory from numa node0
    # cpuset-mems would not let it cross numa boundary
    # lots of memory so NUMA boundary crossing unlikely
    ceph_osd_numactl_opts: "-N 0 --preferred=0"                        # 3
  CephAnsibleDisksConfig:
    osds_per_device: 1
    osd_scenario: lvm
    osd_objectstore: bluestore
    devices:
      - /dev/sda
      - /dev/sdb
      - /dev/sdc

使用下列参数,为 ceph OSD 进程分配 CPU 资源。根据此超融合环境中的工作负载和硬件来调整值。

1
ceph_osd_docker_cpuset_cpus:为每个 OSD 为 SSD 磁盘分配 4 个 CPU 线程,或为每个 OSD 为 HDD 磁盘分配 1 个 CPU。包括与 ceph 关联的 NUMA 节点的内核和同级线程列表,以及三个列表中的 CPU: NovaComputeCpuDedicatedSetOvsPmdCoreList
2
ceph_osd_docker_cpu_limit:将此值设置为 0, 将 ceph OSD 固定到 ceph_osd_docker_cpuset_cpus 中的 CPU 列表。
3
ceph_osd_numactl_opts:将此值设置为 首选 跨 NUMA 操作,作为预ca。

10.8.3. DPDK 配置文件示例

parameter_defaults:
  ComputeHCIParameters:
    KernelArgs: "default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=240 intel_iommu=on iommu=pt                                           # 1
      isolcpus=2,46,3,47,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,37,39,41,43,49,51,53,55,57,59,61,63,65,67,69,71,73,75,77,79,81,83,85,87"
    TunedProfileName: "cpu-partitioning"
    IsolCpusList:                                               # 2
      ”2,46,3,47,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,37,39,41,43,49,51,
      53,55,57,59,61,63,65,67,69,71,73,75,77,79,81,83,85,87"
    VhostuserSocketGroup: hugetlbfs
    OvsDpdkSocketMemory: "4096,4096"                            # 3
    OvsDpdkMemoryChannels: "4"

    OvsPmdCoreList: "2,46,3,47"                                 # 4
1
KernelArgs:要计算 大页,从总内存中减去 NovaReservedHostMemory 参数的值。
2
IsolCpusList:分配一组 CPU 内核,使用这个参数与主机进程隔离。将 OvsPmdCoreList 参数的值添加到 NovaComputeCpuDedicatedSet 参数的值,以计算 IsolCpusList 参数的值。
3
OvsDpdkSocketMemory:使用 OvsDpdkSocketMemory 参数指定从每个 NUMA 节点的巨页池预先分配的内存量。有关计算 OVS-DPDK 参数的更多信息,请参阅 OVS-DPDK 参数
4
OvsPmdCoreList:指定用于带有这个参数的 DPDK 轮询模式驱动程序(PMD)的 CPU 核心。选择与 DPDK 接口本地 NUMA 节点关联的 CPU 核心。为每个 NUMA 节点分配 2 HT 同级线程,以计算 OvsPmdCoreList 参数的值。

10.8.4. nova 配置文件示例

parameter_defaults:
  ComputeHCIExtraConfig:
    nova::cpu_allocation_ratio: 16 # 2
    NovaReservedHugePages:                                         # 1
        - node:0,size:1GB,count:4
        - node:1,size:1GB,count:4
  NovaReservedHostMemory: 123904                                   # 2
  # All left over cpus from NUMA-1
  NovaComputeCpuDedicatedSet:                                                  # 3
  ['5','7','9','11','13','15','17','19','21','23','25','27','29','31','33','35','37','39','41','43','49','51','|
  53','55','57','59','61','63','65','67','69','71','73','75','77','79','81','83','85','87
1
NovaReservedHugePages:使用 NovaReservedHugePages 参数从巨页池中分配内存(以 MB 为单位)。它是与 OvsDpdkSocketMemory 参数的值相同的内存。
2
NovaReservedHostMemory:使用 NovaReservedHostMemory 参数为主机上的任务保留内存(以 MB 为单位)。使用以下指南计算您必须保留的内存量:
  • 每个 OSD 的 5 GB。
  • 每个虚拟机的 0.5 GB 开销。
  • 4GB 用于一般主机处理。请确定您分配足够内存,以防止由跨 NUMA OSD 操作导致的潜在性能下降。
3
NovaComputeCpuDedicatedSet:列出 OvsPmdCoreList 中未找到的 CPU,或使用 NovaComputeCpuDedicatedSet 参数列出 Ceph_osd_docker_cpuset_cpus。CPU 必须与 DPDK NIC 位于同一 NUMA 节点上。

10.8.5. HCI-DPDK 部署的推荐配置

表 10.1. HCI 部署的可调整参数
块设备类型OSD、内存、每个设备的 vCPU

NVMe

内存:每个 OSD 5GB
每个设备的 OSD: 4
vCPU:3

SSD

内存:每个 OSD 5GB
每个设备的 OSD: 1
vCPU 每个设备:4

HDD

内存:每个 OSD 5GB
每个设备的 OSD: 每个设备 1
vCPU:1

为以下功能使用相同的 NUMA 节点:

  • 磁盘控制器
  • 存储网络
  • 存储 CPU 和内存

为 DPDK 提供商网络的以下功能分配另一个 NUMA 节点:

  • NIC
  • PMD CPU
  • 套接字内存

10.8.6. 部署 HCI-DPDK overcloud

按照以下步骤部署使用 DPDK 的超融合 overcloud。

先决条件

  • Red Hat OpenStack Platform (RHOSP) 16.2。
  • 最新版本的 Red Hat Ceph Storage 4。
  • ceph-ansible 4 的最新版本,如 rhceph-4-tools-for-rhel-8-x86_64-rpms 存储库提供。

流程

  1. 在 undercloud 上安装 ceph-ansible

    $ sudo yum install ceph-ansible -y
  2. 为 Controller 和 ComputeHCIOvsDpdk 角色生成 roles_data.yaml 文件。

    $ openstack overcloud roles generate -o ~/<templates>/roles_data.yaml \
    Controller ComputeHCIOvsDpdk
  3. 使用 openstack flavor createopenstack flavor set 命令创建和配置新类别。

    有关更多信息,请参阅高级 Overcloud 自定义指南中的创建新角色https://access.redhat.com/documentation/zh-cn/red_hat_openstack_platform/16.2/html/advanced_overcloud_customization/assembly_composable-services-and-custom-roles#proc_creating-a-new-role_composable-services-and-custom-roles

  4. 使用您生成的自定义 roles_data.yaml 文件部署 overcloud。

    示例

    $ openstack overcloud deploy --templates \
      --timeout 360 \
      -r ~/<templates>/roles_data.yaml \
      -e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/\
      cephadm/cephadm-rbd-only.yaml \
      -e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/network-isolation.yaml \
      -e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services-docker/neutron-ovs-dpdk.yaml \
      -e ~/<templates>/<custom environment file>

    重要

    本例在没有 Ceph RGW (对象存储)的情况下部署 Ceph RBD (块存储)。要在部署中包含 RGW,请使用 cephadm.yaml 而不是 cephadm-rbd-only.yaml

10.9. 将您的计算节点与 Timemaster 同步

该功能在此发行版本中作为技术预览提供,因此不享有红帽的全面支持。它只应用于测试,不应部署在生产环境中。有关技术预览功能的更多信息,请参阅覆盖范围详细信息

使用时间协议在系统之间保持一致的时间戳。

Red Hat OpenStack Platform(RHOSP)包括对 Precision Time Protocol(PTP)和网络时间协议(NTP)的支持。

您可以使用 NTP 在 millisecond 范围内同步网络中的时钟,您可以使用 PTP 将时钟同步到更高、微秒的准确性。PTP 用例的示例是虚拟无线电访问网络(vRAN),它包含多个 antennas,它提供更高的吞吐量,并具有更高的干扰风险。

timemaster 是一个使用 ptp4lphc2syschronydntpd 结合的程序,将系统时钟与 NTP 和 PTP 时间源同步。phc2sysptp4l 程序使用 Shared Memory Driver(SHM)引用时钟将 PTP 时间发送到 chronydntpd,后者与时间源与系统时钟进行比较。

Red Hat Enterprise Linux(RHEL)内核中的 PTPv2 协议的实现是 linuxptp

linuxptp 软件包包括 PTP 边界时钟和普通时钟同步的 ptp4l 程序,以及硬件时间戳的 phc2sys 程序。有关 PTP 的更多信息,请参阅 Red Hat Enterprise Linux 系统管理员指南中的 PTP 简介

Chrony 是 NTP 协议的实现。Chrony 的两个主要组件是 chronyd (Chrony 守护进程),chronyc 守护进程是 Chrony 命令行界面。

有关 Chrony 的更多信息,请参阅 配置基本系统设置指南中的使用 Chrony 套件配置 NTP

以下镜像是 PTP 配置中数据包之旅概述。

图 10.1. PTP 数据包之旅概述

PTP 数据包之旅概述

以下镜像是 PTP 配置中 Compute 节点上的数据包之旅概述。

图 10.2. PTP 数据包之旅详情

PTP 数据包之旅详情

10.9.1. timemaster 硬件要求

请确定您有以下硬件功能:

  • 您已使用硬件时间戳功能配置了 NIC。
  • 您已将交换机配置为允许多播数据包。
  • 您已将交换机配置为作为边界或透明时钟。

您可以使用 ethtool -T <device> 命令验证硬件时间戳。

$ ethtool -T p5p1
Time stamping parameters for p5p1:
Capabilities:
        hardware-transmit     (SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE)
        software-transmit     (SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE)
        hardware-receive      (SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE)
        software-receive      (SOF_TIMESTAMPING_RX_SOFTWARE)
        software-system-clock (SOF_TIMESTAMPING_SOFTWARE)
        hardware-raw-clock    (SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE)
PTP Hardware Clock: 6
Hardware Transmit Timestamp Modes:
        off                   (HWTSTAMP_TX_OFF)
        on                    (HWTSTAMP_TX_ON)
Hardware Receive Filter Modes:
        none                  (HWTSTAMP_FILTER_NONE)
        ptpv1-l4-sync         (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_SYNC)
        ptpv1-l4-delay-req    (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_DELAY_REQ)
        ptpv2-event           (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_EVENT)

您可以使用透明或边界时钟交换机,提高准确性和延迟。您可以为边界时钟使用 uplink 开关。边界时钟切换使用 PTPv2 标头上的 8 位 correctionField 更正延迟变体,并确保最终时钟的准确性更大。在透明时钟切换中,最终时钟将计算延迟变化,而不是 correctionField

10.9.2. 配置 Timemaster

overcloud 节点上的时间同步的默认 Red Hat OpenStack Platform(RHOSP)服务是 OS::TripleO::Services::Timesync

已知限制

  • 为虚拟化控制器启用 NTP,并为裸机节点启用 PTP。
  • VirtIO 接口不兼容,因为 ptp4l 需要兼容的 PTP 设备。
  • 对带有 SR-IOV 的虚拟机使用物理功能(PF)。虚拟功能(VF)不会公开 PTP 所需的寄存器,虚拟机使用 kvm_ptp 来计算时间。
  • 具有多个源的高可用性(HA)接口以及多个网络路径不兼容。

流程

  1. 要在属于您选择的角色的节点上启用 Timemaster 服务,请将包含 OS::TripleO::Services::Timesync 的行替换为 role _data.yaml 文件中的 roles ::TripleO::Services::TimeMaster

    #- OS::TripleO::Services::Timesync
    - OS::TripleO::Services::TimeMaster
  2. 为您使用的计算角色配置 heat 参数。

    #Example
    ComputeSriovParameters:
      PTPInterfaces: ‘0:eno1,1:eno2’
      PTPMessageTransport: ‘UDPv4’
  3. openstack overcloud deploy 命令中包含新环境文件,以及其他与您环境相关的环境文件:

    $ openstack overcloud deploy \
    --templates \
    
    …
    -e <existing_overcloud_environment_files> \
    -e <new_environment_file1> \
    -e <new_environment_file2> \
    …
    • 使用现有部署一部分的环境文件列表替换。<existing_overcloud_environment_files>
    • 将 <new_environment_file> 替换为您要包含在 overcloud 部署过程中的新环境文件或文件。

验证

  • 使用命令 phc_ctl,使用 ptp4linux 安装以查询 NIC 硬件时钟。

    # phc_ctl <clock_name> get
    # phc_ctl <clock_name> cmp

10.9.3. timemaster 配置示例

$ cat /etc/timemaster.conf
# Configuration file for timemaster

#[ntp_server ntp-server.local]
#minpoll 4
#maxpoll 4

[ptp_domain 0]
interfaces eno1
#ptp4l_setting network_transport l2
#delay 10e-6

[timemaster]
ntp_program chronyd

[chrony.conf]
#include /etc/chrony.conf
server clock.redhat.com iburst minpoll 6 maxpoll 10

[ntp.conf]
includefile /etc/ntp.conf

[ptp4l.conf]
#includefile /etc/ptp4l.conf
network_transport L2

[chronyd]
path /usr/sbin/chronyd

[ntpd]
path /usr/sbin/ntpd
options -u ntp:ntp -g

[phc2sys]
path /usr/sbin/phc2sys
#options -w

[ptp4l]
path /usr/sbin/ptp4l
#options -2 -i eno1

10.9.4. timemaster 操作示例

$ systemctl status timemaster
● timemaster.service - Synchronize system clock to NTP and PTP time sources
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/timemaster.service; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since Tue 2020-08-25 19:10:18 UTC; 2min 6s ago
 Main PID: 2573 (timemaster)
    Tasks: 6 (limit: 357097)
   Memory: 5.1M
   CGroup: /system.slice/timemaster.service
           ├─2573 /usr/sbin/timemaster -f /etc/timemaster.conf
           ├─2577 /usr/sbin/chronyd -n -f /var/run/timemaster/chrony.conf
           ├─2582 /usr/sbin/ptp4l -l 5 -f /var/run/timemaster/ptp4l.0.conf -H -i eno1
           ├─2583 /usr/sbin/phc2sys -l 5 -a -r -R 1.00 -z /var/run/timemaster/ptp4l.0.socket -t [0:eno1] -n 0 -E ntpshm -M 0
           ├─2587 /usr/sbin/ptp4l -l 5 -f /var/run/timemaster/ptp4l.1.conf -H -i eno2
           └─2588 /usr/sbin/phc2sys -l 5 -a -r -R 1.00 -z /var/run/timemaster/ptp4l.1.socket -t [0:eno2] -n 0 -E ntpshm -M 1

Aug 25 19:11:53 computesriov-0 ptp4l[2587]: [152.562] [0:eno2] selected local clock e4434b.fffe.4a0c24 as best master

第 11 章 为 NFV 工作负载启用 RT-KVM

为了便于安装和配置 Red Hat Enterprise Linux Real Time KVM (RT-KVM),Red Hat OpenStack Platform 提供以下功能:

  • 为实时置备 Red Hat Enterprise Linux 的实时 Compute 节点角色。
  • 额外的 RT-KVM 内核模块。
  • Compute 节点自动配置。

11.1. 规划 RT-KVM Compute 节点

在计划 RT-KVM Compute 节点时,请确保完成以下任务:

构建实时镜像

  1. 在 undercloud 上安装 libguestfs-tools 软件包,以获取 virt-customize 工具:

    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ sudo dnf install libguestfs-tools
    重要

    如果在 undercloud 上安装 libguestfs-tools 软件包,请禁用 iscsid.socket,以避免与 undercloud 上的 tripleo_iscsid 服务冲突:

    $ sudo systemctl disable --now iscsid.socket
  2. 解压镜像:

    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ tar -xf /usr/share/rhosp-director-images/overcloud-full.tar
    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ tar -xf /usr/share/rhosp-director-images/ironic-python-agent.tar
  3. 复制默认镜像:

    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ cp overcloud-hardened-uefi-full.qcow2 overcloud-realtime-compute.qcow2
  4. 注册您的镜像以启用与您的自定义相关的红帽软件仓库。将 [username][password] 替换为以下示例中的有效凭证。

    virt-customize -a overcloud-realtime-compute.qcow2 --run-command \
    'subscription-manager register --username=[username] --password=[password]' \
    subscription-manager release --set 8.4
    注意

    为安全起见,如果在命令提示符中使用它们,则可从历史记录文件中删除凭证。您可以使用 history -d 命令和行号删除历史记录中的个别行。

  5. 从您的帐户的订阅中找到池 ID 列表,并将适当的池 ID 附加到您的镜像。

    sudo subscription-manager list --all --available | less
    ...
    virt-customize -a overcloud-realtime-compute.qcow2 --run-command \
    'subscription-manager attach --pool [pool-ID]'
  6. 添加使用 NFV 的 Red Hat OpenStack Platform 所需的存储库。

    virt-customize -a overcloud-realtime-compute.qcow2 --run-command \
    'sudo subscription-manager repos --enable=rhel-8-for-x86_64-baseos-eus-rpms \
    --enable=rhel-8-for-x86_64-appstream-eus-rpms \
    --enable=rhel-8-for-x86_64-highavailability-eus-rpms \
    --enable=ansible-2.9-for-rhel-8-x86_64-rpms \
    --enable=openstack-16.2-for-rhel-8-x86_64-rpms \
    --enable=rhel-8-for-x86_64-nfv-rpms \
    --enable=fast-datapath-for-rhel-8-x86_64-rpms'
  7. 创建一个脚本,以配置镜像的实时功能。

    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ cat <<'EOF' > rt.sh
      #!/bin/bash
    
      set -eux
    
      dnf -v -y --setopt=protected_packages= erase kernel.$(uname -m)
      dnf -v -y install kernel-rt kernel-rt-kvm tuned-profiles-nfv-host
      grubby --set-default /boot/vmlinuz*rt*
      EOF
  8. 运行脚本以配置实时镜像:

    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ virt-customize -a overcloud-realtime-compute.qcow2 -v --run rt.sh 2>&1 | tee virt-customize.log
    注意

    如果您在 rt.sh 脚本输出中看到以下行,"grubby fatal error: 无法找到合适的模板",您可以忽略此错误。

  9. 检查之前命令生成的 virt-customize.log 文件,以使用 rt.sh 脚本检查是否正确安装的软件包。

    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ cat virt-customize.log | grep Verifying
    
      Verifying  : kernel-3.10.0-957.el7.x86_64                                 1/1
      Verifying  : 10:qemu-kvm-tools-rhev-2.12.0-18.el7_6.1.x86_64              1/8
      Verifying  : tuned-profiles-realtime-2.10.0-6.el7_6.3.noarch              2/8
      Verifying  : linux-firmware-20180911-69.git85c5d90.el7.noarch             3/8
      Verifying  : tuned-profiles-nfv-host-2.10.0-6.el7_6.3.noarch              4/8
      Verifying  : kernel-rt-kvm-3.10.0-957.10.1.rt56.921.el7.x86_64            5/8
      Verifying  : tuna-0.13-6.el7.noarch                                       6/8
      Verifying  : kernel-rt-3.10.0-957.10.1.rt56.921.el7.x86_64                7/8
      Verifying  : rt-setup-2.0-6.el7.x86_64                                    8/8
  10. 重新标记 SELinux:

    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ virt-customize -a overcloud-realtime-compute.qcow2 --selinux-relabel
  11. 提取 vmlinuz 和 initrd:

    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ mkdir image
    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ guestmount -a overcloud-realtime-compute.qcow2 -i --ro image
    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ cp image/boot/vmlinuz-3.10.0-862.rt56.804.el7.x86_64 ./overcloud-realtime-compute.vmlinuz
    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ cp image/boot/initramfs-3.10.0-862.rt56.804.el7.x86_64.img ./overcloud-realtime-compute.initrd
    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ guestunmount image
    注意

    vmlinuzinitramfs 文件名中的软件版本与内核版本不同。

  12. 上传镜像:

    (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ openstack overcloud image upload --update-existing --os-image-name overcloud-realtime-compute.qcow2

现在,您有一个实时镜像,可用于所选 Compute 节点上的 ComputeOvsDpdkRT 可组合角色。

修改 RT-KVM Compute 节点上的 BIOS 设置

要减少 RT-KVM Compute 节点上的延迟,请在 Compute 节点 BIOS 设置中禁用以下参数的所有选项:

  • 电源管理
  • 超线程
  • CPU 睡眠状态
  • 逻辑处理器

11.2. 使用 RT-KVM 配置 OVS-DPDK

注意

您必须确定您在 network-environment.yaml 文件中设置的 OVS-DPDK 参数的最佳值,以便为 OVS-DPDK 优化 OpenStack 网络。如需了解更多详细信息,请参阅使用工作流处理 DPDK 参数

11.2.1. 生成 ComputeOvsDpdk 可组合角色

使用 ComputeOvsDpdkRT 角色为实时计算镜像指定 Compute 节点。

ComputeOvsDpdkRT 角色生成 roles_data.yaml

# (undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ openstack overcloud roles generate -o roles_data.yaml Controller ComputeOvsDpdkRT

11.2.2. 配置 OVS-DPDK 参数

重要

确定 network-environment.yaml 文件中的 OVS-DPDK 参数的最佳值,以优化您的部署。更多信息请参阅 第 9.1 节 “使用工作流划分 DPDK 参数”

  1. resource_registry 下的 OVS-DPDK 角色添加 NIC 配置:

    resource_registry:
      # Specify the relative/absolute path to the config files you want to use for override the default.
      OS::TripleO::ComputeOvsDpdkRT::Net::SoftwareConfig: nic-configs/compute-ovs-dpdk.yaml
      OS::TripleO::Controller::Net::SoftwareConfig: nic-configs/controller.yaml
  2. parameter_defaults 下,设置 OVS-DPDK 和 RT-KVM 参数:

      # DPDK compute node.
      ComputeOvsDpdkRTParameters:
        KernelArgs: "default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=32 iommu=pt intel_iommu=on isolcpus=1-7,17-23,9-15,25-31"
        TunedProfileName: "realtime-virtual-host"
        IsolCpusList: "1,2,3,4,5,6,7,9,10,17,18,19,20,21,22,23,11,12,13,14,15,25,26,27,28,29,30,31"
        NovaComputeCpuDedicatedSet: ['2,3,4,5,6,7,18,19,20,21,22,23,10,11,12,13,14,15,26,27,28,29,30,31']
        NovaReservedHostMemory: 4096
        OvsDpdkSocketMemory: "1024,1024"
        OvsDpdkMemoryChannels: "4"
        OvsPmdCoreList: "1,17,9,25"
        VhostuserSocketGroup: "hugetlbfs"
      ComputeOvsDpdkRTImage: "overcloud-realtime-compute"

11.2.3. 部署 overcloud

为 ML2-OVS 部署 overcloud:

(undercloud) [stack@undercloud-0 ~]$ openstack overcloud deploy \
--templates \
-r /home/stack/ospd-16-vlan-dpdk-ctlplane-bonding-rt/roles_data.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/network-isolation.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services/neutron-ovs.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services/neutron-ovs-dpdk.yaml \
-e /home/stack/ospd-16-vxlan-dpdk-data-bonding-rt-hybrid/containers-prepare-parameter.yaml \
-e /home/stack/ospd-16-vxlan-dpdk-data-bonding-rt-hybrid/network-environment.yaml

11.3. 启动 RT-KVM 实例

执行以下步骤在实时启用的 Compute 节点上启动 RT-KVM 实例:

  1. 在 overcloud 中创建 RT-KVM 类别:

    # openstack flavor create  r1.small 99 4096 20 4
    # openstack flavor set --property hw:cpu_policy=dedicated 99
    # openstack flavor set --property hw:cpu_realtime=yes 99
    # openstack flavor set --property hw:mem_page_size=1GB 99
    # openstack flavor set --property hw:cpu_realtime_mask="^0-1" 99
    # openstack flavor set --property hw:cpu_emulator_threads=isolate 99
  2. 启动 RT-KVM 实例:

    # openstack server create  --image <rhel> --flavor r1.small --nic net-id=<dpdk-net> test-rt
  3. 要验证实例是否使用分配的仿真程序线程,请运行以下命令:

    # virsh dumpxml <instance-id> | grep vcpu -A1
    <vcpu placement='static'>4</vcpu>
    <cputune>
      <vcpupin vcpu='0' cpuset='1'/>
      <vcpupin vcpu='1' cpuset='3'/>
      <vcpupin vcpu='2' cpuset='5'/>
      <vcpupin vcpu='3' cpuset='7'/>
      <emulatorpin cpuset='0-1'/>
      <vcpusched vcpus='2-3' scheduler='fifo'
      priority='1'/>
    </cputune>

第 12 章 示例:使用 VXLAN 隧道配置 OVS-DPDK 和 SR-IOV

您可以使用 OVS-DPDK 和 SR-IOV 接口部署 Compute 节点。集群包括 ML2/OVS 和 VXLAN 隧道。

重要

在角色配置文件中,如 roles_data.yaml,在生成 overcloud 角色时,注释掉或删除包含 OS::TripleO::Services::Tuned 的行。

ServicesDefault:
# - OS::TripleO::Services::Tuned

当您注释掉或删除了 OS::TripleO::Services::Tuned 时,您可以设置 TunedProfileName 参数以符合您的要求,如 "cpu-partitioning "。如果您没有注释掉或删除第 OS::TripleO::Services::Tuned 行,则 TunedProfileName 参数获取 " throughput-performance" 的默认值,而不是您设置的任何其他值。

12.1. 配置角色数据

Red Hat OpenStack Platform 在 roles_data.yaml 文件中提供一组默认角色。您可以创建自己的 roles_data.yaml 文件来支持您需要的角色。

在本例中,创建 ComputeOvsDpdkSriov 角色。

其他资源

12.2. 配置 OVS-DPDK 参数

注意

您必须确定您在 network-environment.yaml 文件中设置的 OVS-DPDK 参数的最佳值,以便为 OVS-DPDK 优化 OpenStack 网络。如需了解更多详细信息,请参阅使用工作流处理 DPDK 参数

  1. resource_registry 下为 OVS-DPDK 添加自定义资源:

      resource_registry:
        # Specify the relative/absolute path to the config files you want to use for override the default.
        OS::TripleO::ComputeOvsDpdkSriov::Net::SoftwareConfig: nic-configs/computeovsdpdksriov.yaml
        OS::TripleO::Controller::Net::SoftwareConfig: nic-configs/controller.yaml
  2. parameter_defaults 下,将隧道类型设置为 vxlan,并将网络类型设置为 vxlan,vlan

    NeutronTunnelTypes: 'vxlan'
    NeutronNetworkType: 'vxlan,vlan'
  3. parameters_defaults 下,设置网桥映射:

    # The OVS logical->physical bridge mappings to use.
    NeutronBridgeMappings:
      - dpdk-mgmt:br-link0
  4. parameter_defaults 下,为 ComputeOvsDpdkSriov 角色设置特定于角色的参数:

      ##########################
      # OVS DPDK configuration #
      ##########################
      ComputeOvsDpdkSriovParameters:
        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"
        NovaComputeCpuDedicatedSet: ['4-19,24-39']
        NovaReservedHostMemory: 4096
        OvsDpdkSocketMemory: "3072,1024"
        OvsDpdkMemoryChannels: "4"
        OvsPmdCoreList: "2,22,3,23"
        NovaComputeCpuSharedSet: [0,20,1,21]
        NovaLibvirtRxQueueSize: 1024
        NovaLibvirtTxQueueSize: 1024
    注意

    要防止客户机创建过程中故障,在每个 NUMA 节点上至少分配一个带有同级线程的 CPU。在示例中,OvsPmdCoreList 参数的值代表来自 NUMA 0 的核心 2 和 22,以及来自 NUMA 1 的内核 3 和 23。

    注意

    这些巨页由虚拟机消耗,由 OVS-DPDK 使用 OvsDpdkSocketMemory 参数,如此过程所示。可用于虚拟机的巨页数量是 引导参数,减去 OvsDpdkSocketMemory

    您还必须将 hw:mem_page_size=1GB 添加到与 DPDK 实例关联的类别。

    注意

    OvsDpdkMemoryChannels 是这个流程的必要设置。对于最佳操作,请确保使用适当的参数和值部署 DPDK。

  5. 为 SR-IOV 配置特定于角色的参数:

      NovaPCIPassthrough:
        - vendor_id: "8086"
          product_id: "1528"
          address: "0000:06:00.0"
          trusted: "true"
          physical_network: "sriov-1"
        - vendor_id: "8086"
          product_id: "1528"
          address: "0000:06:00.1"
          trusted: "true"
          physical_network: "sriov-2"

12.3. 配置控制器节点

  1. 为隔离的网络创建 control-plane Linux 绑定。

      - type: linux_bond
        name: bond_api
        bonding_options: "mode=active-backup"
        use_dhcp: false
        dns_servers:
          get_param: DnsServers
        members:
        - type: interface
          name: nic2
          primary: true
  2. 将 VLAN 分配给此 Linux 绑定。

      - 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
  3. 创建 OVS 网桥,以访问 neutron-dhcp-agentneutron-metadata-agent 服务。

      - type: ovs_bridge
        name: br-link0
        use_dhcp: false
        mtu: 9000
        members:
        - type: interface
          name: nic3
          mtu: 9000
        - type: vlan
          vlan_id:
            get_param: TenantNetworkVlanID
          mtu: 9000
          addresses:
          - ip_netmask:
              get_param: TenantIpSubnet

12.4. 为 DPDK 和 SR-IOV 配置 Compute 节点

从默认 compute.yaml 文件创建 computeovsdpdksriov.yaml 文件,并进行以下更改:

  1. 为隔离的网络创建 control-plane Linux 绑定。

      - type: linux_bond
        name: bond_api
        bonding_options: "mode=active-backup"
        use_dhcp: false
        dns_servers:
          get_param: DnsServers
        members:
        - type: interface
          name: nic3
          primary: true
        - type: interface
          name: nic4
  2. 将 VLAN 分配给此 Linux 绑定。

      - 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
  3. 设置带有 DPDK 端口的网桥,以链接到控制器。

      - 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: nic7
              - type: ovs_dpdk_port
                name: dpdk1
                members:
                  - type: interface
                    name: nic8
    注意

    要包含多个 DPDK 设备,请为您要添加的每个 DPDK 设备重复 类型 代码部分。

    注意

    使用 OVS-DPDK 时,同一 Compute 节点上的所有网桥都必须是 ovs_user_bridge 类型。Red Hat OpenStack Platform 不支持同一节点上的 ovs_bridgeovs_user_bridge

12.5. 部署 overcloud

第 13 章 使用 NFV 升级红帽 OpenStack 平台

有关升级配置了 OVS-DPDK 的 Red Hat OpenStack Platform (RHOSP)的更多信息,请参阅 Framework for Upgrades (13 to 16.2) 指南中的 Preparing network functions virtualization (NFV) 部分。

第 14 章 DPDK SR-IOV YAML 文件示例

本节提供了示例 yaml 文件,作为在同一计算节点上添加单一根 I/O 虚拟化(SR-IOV)和数据平面开发套件(DPDK)接口的参考。

注意

这些模板来自完全配置的环境,包括与 NFV 不相关的参数,它们可能不适用于您的部署。有关组件支持级别列表,请参阅红帽知识库解决方案 组件支持 Graduation

14.1. roles_data.yaml

  • 运行 openstack overcloud roles generate 命令来生成 roles_data.yaml 文件。

    根据您要在您的环境中部署的角色,在命令中包括角色名称,如 ControllerComputeSriovComputeOvsDpdkRTComputeOvsDpdkSriov 或其他角色。

    示例

    例如,要生成包含 ControllerComputeHCIOvsDpdkSriov 角色的 roles_data.yaml 文件,请运行以下命令:

     $ openstack overcloud roles generate -o roles_data.yaml \
     Controller ComputeHCIOvsDpdkSriov
    ###############################################################################
    # File generated by TripleO
    ###############################################################################
    ###############################################################################
    # Role: Controller                                                            #
    ###############################################################################
    - name: Controller
      description: |
        Controller role that has all the controller services loaded and handles
        Database, Messaging and Network functions.
      CountDefault: 1
      tags:
        - primary
        - controller
      networks:
        External:
          subnet: external_subnet
        InternalApi:
          subnet: internal_api_subnet
        Storage:
          subnet: storage_subnet
        StorageMgmt:
          subnet: storage_mgmt_subnet
        Tenant:
          subnet: tenant_subnet
      # For systems with both IPv4 and IPv6, you may specify a gateway network for
      # each, such as ['ControlPlane', 'External']
      default_route_networks: ['External']
      HostnameFormatDefault: '%stackname%-controller-%index%'
      # Deprecated & backward-compatible values (FIXME: Make parameters consistent)
      # Set uses_deprecated_params to True if any deprecated params are used.
      uses_deprecated_params: True
      deprecated_param_extraconfig: 'controllerExtraConfig'
      deprecated_param_flavor: 'OvercloudControlFlavor'
      deprecated_param_image: 'controllerImage'
      deprecated_nic_config_name: 'controller.yaml'
      update_serial: 1
      ServicesDefault:
        - OS::TripleO::Services::Aide
        - OS::TripleO::Services::AodhApi
        - OS::TripleO::Services::AodhEvaluator
        - OS::TripleO::Services::AodhListener
        - OS::TripleO::Services::AodhNotifier
        - OS::TripleO::Services::AuditD
        - OS::TripleO::Services::BarbicanApi
        - OS::TripleO::Services::BarbicanBackendSimpleCrypto
        - OS::TripleO::Services::BarbicanBackendDogtag
        - OS::TripleO::Services::BarbicanBackendKmip
        - OS::TripleO::Services::BarbicanBackendPkcs11Crypto
        - OS::TripleO::Services::BootParams
        - OS::TripleO::Services::CACerts
        - OS::TripleO::Services::CeilometerAgentCentral
        - OS::TripleO::Services::CeilometerAgentNotification
        - OS::TripleO::Services::CephExternal
        - OS::TripleO::Services::CephGrafana
        - OS::TripleO::Services::CephMds
        - OS::TripleO::Services::CephMgr
        - OS::TripleO::Services::CephMon
        - OS::TripleO::Services::CephRbdMirror
        - OS::TripleO::Services::CephRgw
        - OS::TripleO::Services::CertmongerUser
        - OS::TripleO::Services::CinderApi
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellPs
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellSc
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellEMCPowermax
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellEMCPowerStore
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellEMCSc
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellEMCUnity
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellEMCVMAXISCSI
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellEMCVNX
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellEMCVxFlexOS
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellEMCXtremio
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendDellEMCXTREMIOISCSI
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendNetApp
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendPure
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendScaleIO
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendVRTSHyperScale
        - OS::TripleO::Services::CinderBackendNVMeOF
        - OS::TripleO::Services::CinderBackup
        - OS::TripleO::Services::CinderHPELeftHandISCSI
        - OS::TripleO::Services::CinderScheduler
        - OS::TripleO::Services::CinderVolume
        - OS::TripleO::Services::Clustercheck
        - OS::TripleO::Services::Collectd
        - OS::TripleO::Services::ContainerImagePrepare
        - OS::TripleO::Services::DesignateApi
        - OS::TripleO::Services::DesignateCentral
        - OS::TripleO::Services::DesignateProducer
        - OS::TripleO::Services::DesignateWorker
        - OS::TripleO::Services::DesignateMDNS
        - OS::TripleO::Services::DesignateSink
        - OS::TripleO::Services::Docker
        - OS::TripleO::Services::Ec2Api
        - OS::TripleO::Services::Etcd
        - OS::TripleO::Services::ExternalSwiftProxy
        - OS::TripleO::Services::GlanceApi
        - OS::TripleO::Services::GnocchiApi
        - OS::TripleO::Services::GnocchiMetricd
        - OS::TripleO::Services::GnocchiStatsd
        - OS::TripleO::Services::HAproxy
        - OS::TripleO::Services::HeatApi
        - OS::TripleO::Services::HeatApiCloudwatch
        - OS::TripleO::Services::HeatApiCfn
        - OS::TripleO::Services::HeatEngine
        - OS::TripleO::Services::Horizon
        - OS::TripleO::Services::IpaClient
        - OS::TripleO::Services::Ipsec
        - OS::TripleO::Services::IronicApi
        - OS::TripleO::Services::IronicConductor
        - OS::TripleO::Services::IronicInspector
        - OS::TripleO::Services::IronicPxe
        - OS::TripleO::Services::IronicNeutronAgent
        - OS::TripleO::Services::Iscsid
        - OS::TripleO::Services::Keepalived
        - OS::TripleO::Services::Kernel
        - OS::TripleO::Services::Keystone
        - OS::TripleO::Services::LoginDefs
        - OS::TripleO::Services::ManilaApi
        - OS::TripleO::Services::ManilaBackendCephFs
        - OS::TripleO::Services::ManilaBackendIsilon
        - OS::TripleO::Services::ManilaBackendNetapp
        - OS::TripleO::Services::ManilaBackendUnity
        - OS::TripleO::Services::ManilaBackendVNX
        - OS::TripleO::Services::ManilaBackendVMAX
        - OS::TripleO::Services::ManilaScheduler
        - OS::TripleO::Services::ManilaShare
        - OS::TripleO::Services::Memcached
        - OS::TripleO::Services::MetricsQdr
        - OS::TripleO::Services::MistralApi
        - OS::TripleO::Services::MistralEngine
        - OS::TripleO::Services::MistralExecutor
        - OS::TripleO::Services::MistralEventEngine
        - OS::TripleO::Services::Multipathd
        - OS::TripleO::Services::MySQL
        - OS::TripleO::Services::MySQLClient
        - OS::TripleO::Services::NeutronApi
        - OS::TripleO::Services::NeutronBgpVpnApi
        - OS::TripleO::Services::NeutronSfcApi
        - OS::TripleO::Services::NeutronCorePlugin
        - OS::TripleO::Services::NeutronDhcpAgent
        - OS::TripleO::Services::NeutronL2gwAgent
        - OS::TripleO::Services::NeutronL2gwApi
        - OS::TripleO::Services::NeutronL3Agent
        - OS::TripleO::Services::NeutronLinuxbridgeAgent
        - OS::TripleO::Services::NeutronMetadataAgent
        - OS::TripleO::Services::NeutronML2FujitsuCfab
        - OS::TripleO::Services::NeutronML2FujitsuFossw
        - OS::TripleO::Services::NeutronOvsAgent
        - OS::TripleO::Services::NeutronVppAgent
        - OS::TripleO::Services::NeutronAgentsIBConfig
        - OS::TripleO::Services::NovaApi
        - OS::TripleO::Services::NovaConductor
        - OS::TripleO::Services::NovaIronic
        - OS::TripleO::Services::NovaMetadata
        - OS::TripleO::Services::NovaScheduler
        - OS::TripleO::Services::NovaVncProxy
        - OS::TripleO::Services::ContainersLogrotateCrond
        - OS::TripleO::Services::OctaviaApi
        - OS::TripleO::Services::OctaviaDeploymentConfig
        - OS::TripleO::Services::OctaviaHealthManager
        - OS::TripleO::Services::OctaviaHousekeeping
        - OS::TripleO::Services::OctaviaWorker
        - OS::TripleO::Services::OpenStackClients
        - OS::TripleO::Services::OVNDBs
        - OS::TripleO::Services::OVNController
        - OS::TripleO::Services::Pacemaker
        - OS::TripleO::Services::PankoApi
        - OS::TripleO::Services::PlacementApi
        - OS::TripleO::Services::OsloMessagingRpc
        - OS::TripleO::Services::OsloMessagingNotify
        - OS::TripleO::Services::Podman
        - OS::TripleO::Services::Rear
        - OS::TripleO::Services::Redis
        - OS::TripleO::Services::Rhsm
        - OS::TripleO::Services::Rsyslog
        - OS::TripleO::Services::RsyslogSidecar
        - OS::TripleO::Services::SaharaApi
        - OS::TripleO::Services::SaharaEngine
        - OS::TripleO::Services::Securetty
        - OS::TripleO::Services::Snmp
        - OS::TripleO::Services::Sshd
        - OS::TripleO::Services::SwiftProxy
        - OS::TripleO::Services::SwiftDispersion
        - OS::TripleO::Services::SwiftRingBuilder
        - OS::TripleO::Services::SwiftStorage
        - OS::TripleO::Services::Timesync
        - OS::TripleO::Services::Timezone
        - OS::TripleO::Services::TripleoFirewall
        - OS::TripleO::Services::TripleoPackages
        - OS::TripleO::Services::Tuned
        - OS::TripleO::Services::Vpp
        - OS::TripleO::Services::Zaqar
    ###############################################################################
    # Role: ComputeHCIOvsDpdkSriov                                                #
    ###############################################################################
    - name: ComputeHCIOvsDpdkSriov
      description: |
        ComputeOvsDpdkSriov Node role hosting Ceph OSD too
      networks:
        InternalApi:
          subnet: internal_api_subnet
        Tenant:
          subnet: tenant_subnet
        Storage:
          subnet: storage_subnet
        StorageMgmt:
          subnet: storage_mgmt_subnet
      # CephOSD present so serial has to be 1
      update_serial: 1
      RoleParametersDefault:
        TunedProfileName: "cpu-partitioning"
        VhostuserSocketGroup: "hugetlbfs"
        NovaLibvirtRxQueueSize: 1024
        NovaLibvirtTxQueueSize: 1024
      ServicesDefault:
        - OS::TripleO::Services::Aide
        - OS::TripleO::Services::AuditD
        - OS::TripleO::Services::BootParams
        - OS::TripleO::Services::CACerts
        - OS::TripleO::Services::CephClient
        - OS::TripleO::Services::CephExternal
        - OS::TripleO::Services::CephOSD
        - OS::TripleO::Services::CertmongerUser
        - OS::TripleO::Services::Collectd
        - OS::TripleO::Services::ComputeCeilometerAgent
        - OS::TripleO::Services::ComputeNeutronCorePlugin
        - OS::TripleO::Services::ComputeNeutronL3Agent
        - OS::TripleO::Services::ComputeNeutronMetadataAgent
        - OS::TripleO::Services::ComputeNeutronOvsDpdk
        - OS::TripleO::Services::Docker
        - OS::TripleO::Services::IpaClient
        - OS::TripleO::Services::Ipsec
        - OS::TripleO::Services::Iscsid
        - OS::TripleO::Services::Kernel
        - OS::TripleO::Services::LoginDefs
        - OS::TripleO::Services::MetricsQdr
        - OS::TripleO::Services::Multipathd
        - OS::TripleO::Services::MySQLClient
        - OS::TripleO::Services::NeutronBgpVpnBagpipe
        - OS::TripleO::Services::NeutronSriovAgent
        - OS::TripleO::Services::NeutronSriovHostConfig
        - OS::TripleO::Services::NovaAZConfig
        - OS::TripleO::Services::NovaCompute
        - OS::TripleO::Services::NovaLibvirt
        - OS::TripleO::Services::NovaLibvirtGuests
        - OS::TripleO::Services::NovaMigrationTarget
        - OS::TripleO::Services::OvsDpdkNetcontrold
        - OS::TripleO::Services::ContainersLogrotateCrond
        - OS::TripleO::Services::Podman
        - OS::TripleO::Services::Rear
        - OS::TripleO::Services::Rhsm
        - OS::TripleO::Services::Rsyslog
        - OS::TripleO::Services::RsyslogSidecar
        - OS::TripleO::Services::Securetty
        - OS::TripleO::Services::Snmp
        - OS::TripleO::Services::Sshd
        - OS::TripleO::Services::Timesync
        - OS::TripleO::Services::Timezone
        - OS::TripleO::Services::TripleoFirewall
        - OS::TripleO::Services::TripleoPackages
        - OS::TripleO::Services::OVNController
        - OS::TripleO::Services::OVNMetadataAgent
        - OS::TripleO::Services::Ptp

14.2. network-environment-overrides.yaml

resource_registry:
  # Specify the relative/absolute path to the config files you want to use for override the default.
  OS::TripleO::ComputeOvsDpdkSriov::Net::SoftwareConfig: nic-configs/computeovsdpdksriov.yaml
  OS::TripleO::Controller::Net::SoftwareConfig: nic-configs/controller.yaml

# Customize all these values to match the local environment
parameter_defaults:
  # The tunnel type for the project network (vxlan or gre). Set to '' to disable tunneling.
  NeutronTunnelTypes: 'vxlan'
  # The project network type for Neutron (vlan or vxlan).
  NeutronNetworkType: 'vxlan,vlan'
  # The OVS logical->physical bridge mappings to use.
  NeutronBridgeMappings: 'access:br-access,dpdk-mgmt:br-link0'
  # The Neutron ML2 and OpenVSwitch vlan mapping range to support.
  NeutronNetworkVLANRanges: 'access:423:423,dpdk-mgmt:134:137,sriov-1:138:139,sriov-2:138:139'
  # Define the DNS servers (maximum 2) for the overcloud nodes
  DnsServers: ["10.46.0.31","10.46.0.32"]
  # Nova flavor to use.
  OvercloudControllerFlavor: controller
  OvercloudComputeOvsDpdkSriovFlavor: computeovsdpdksriov
  # Number of nodes to deploy.
  ControllerCount: 3
  ComputeOvsDpdkSriovCount: 2
  # NTP server configuration.
  NtpServer: ['clock.redhat.com']
  # MTU global configuration
  NeutronGlobalPhysnetMtu: 9000
  # Configure the classname of the firewall driver to use for implementing security groups.
  NeutronOVSFirewallDriver: openvswitch
  SshServerOptions:
    UseDns: 'no'
  # Enable log level DEBUG for supported components
  Debug: True

  ControllerHostnameFormat: 'controller-%index%'
  ControllerSchedulerHints:
    'capabilities:node': 'controller-%index%'
  ComputeOvsDpdkSriovHostnameFormat: 'computeovsdpdksriov-%index%'
  ComputeOvsDpdkSriovSchedulerHints:
    'capabilities:node': 'computeovsdpdksriov-%index%'

  # From Rocky live migration with NumaTopologyFilter disabled by default
  # https://bugs.launchpad.net/nova/+bug/1289064
  NovaEnableNUMALiveMigration: true

  ##########################
  # OVS DPDK configuration #
  ##########################

  # In the future, most parameters will be derived by mistral plan.
  # Currently mistral derive parameters is blocked:
  # https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=1777841
  # https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=1777844
  ComputeOvsDpdkSriovParameters:
    KernelArgs: "default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=64 iommu=pt intel_iommu=on isolcpus=2-19,22-39"
    TunedProfileName: "cpu-partitioning"
    IsolCpusList: "2-19,22-39"
    NovaComputeCpuDedicatedSet: ['2-10,12-17,19,22-30,32-37,39']
    NovaReservedHostMemory: 4096
    OvsDpdkSocketMemory: "1024,3072"
    OvsDpdkMemoryChannels: "4"
    OvsPmdCoreList: "11,18,31,38"
    NovaComputeCpuSharedSet: [0,20,1,21]
    # When using NIC partitioning on SR-IOV enabled setups, 'derive_pci_passthrough_whitelist.py'
    # script will be executed which will override NovaPCIPassthrough.
    # No option to disable as of now - https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=1774403
    NovaPCIPassthrough:
      - address: "0000:19:0e.3"
        trusted: "true"
        physical_network: "sriov1"
      - address: "0000:19:0e.0"
        trusted: "true"
        physical_network: "sriov-2"
    # NUMA aware vswitch
    NeutronPhysnetNUMANodesMapping: {dpdk-mgmt: [0]}
    NeutronTunnelNUMANodes: [0]
    NeutronPhysicalDevMappings:
    - sriov1:enp6s0f2
    - sriov2:enp6s0f3

  ############################
  #  Scheduler configuration #
  ############################
  NovaSchedulerDefaultFilters:
    - "AvailabilityZoneFilter"
    - "ComputeFilter"
    - "ComputeCapabilitiesFilter"
    - "ImagePropertiesFilter"
    - "ServerGroupAntiAffinityFilter"
    - "ServerGroupAffinityFilter"
    - "PciPassthroughFilter"
    - "NUMATopologyFilter"
    - "AggregateInstanceExtraSpecsFilter"

14.3. controller.yaml

heat_template_version: rocky
description: >
  Software Config to drive os-net-config to configure VLANs for the controller role.
parameters:
  ControlPlaneIp:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the ctlplane network
    type: string
  ExternalIpSubnet:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the external network
    type: string
  ExternalInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the external network traffic. JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}] Unless
      the default is changed, the parameter is automatically resolved from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  InternalApiIpSubnet:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the internal_api network
    type: string
  InternalApiInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the internal_api network traffic. JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}] Unless
      the default is changed, the parameter is automatically resolved from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  StorageIpSubnet:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the storage network
    type: string
  StorageInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the storage network traffic. JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}] Unless
      the default is changed, the parameter is automatically resolved from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  StorageMgmtIpSubnet:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the storage_mgmt network
    type: string
  StorageMgmtInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the storage_mgmt network traffic. JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}] Unless
      the default is changed, the parameter is automatically resolved from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  TenantIpSubnet:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the tenant network
    type: string
  TenantInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the tenant network traffic. JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}] Unless
      the default is changed, the parameter is automatically resolved from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  ManagementIpSubnet: # Only populated when including environments/network-management.yaml
    default: ''
    description: IP address/subnet on the management network
    type: string
  ManagementInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the management network traffic. JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}] Unless
      the default is changed, the parameter is automatically resolved from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  BondInterfaceOvsOptions:
    default: bond_mode=active-backup
    description: >-
      The ovs_options string for the bond interface. Set things like lacp=active and/or bond_mode=balance-slb using this option.
    type: string
  ExternalNetworkVlanID:
    default: 10
    description: Vlan ID for the external network traffic.
    type: number
  InternalApiNetworkVlanID:
    default: 20
    description: Vlan ID for the internal_api network traffic.
    type: number
  StorageNetworkVlanID:
    default: 30
    description: Vlan ID for the storage network traffic.
    type: number
  StorageMgmtNetworkVlanID:
    default: 40
    description: Vlan ID for the storage_mgmt network traffic.
    type: number
  TenantNetworkVlanID:
    default: 50
    description: Vlan ID for the tenant network traffic.
    type: number
  ManagementNetworkVlanID:
    default: 60
    description: Vlan ID for the management network traffic.
    type: number
  ExternalInterfaceDefaultRoute:
    default: 10.0.0.1
    description: default route for the external network
    type: string
  ControlPlaneSubnetCidr:
    default: ''
    description: >
      The subnet CIDR of the control plane network. (The parameter is automatically resolved from the ctlplane subnet's cidr
      attribute.)
    type: string
  ControlPlaneDefaultRoute:
    default: ''
    description: >-
      The default route of the control plane network. (The parameter is automatically resolved from the ctlplane subnet's
      gateway_ip attribute.)
    type: string
  DnsServers: # Override this via parameter_defaults
    default: []
    description: >
      DNS servers to use for the Overcloud (2 max for some implementations). If not set the nameservers configured in the
      ctlplane subnet's dns_nameservers attribute will be used.
    type: comma_delimited_list
  EC2MetadataIp:
    default: ''
    description: >-
      The IP address of the EC2 metadata server. (The parameter is automatically resolved from the ctlplane subnet's host_routes
      attribute.)
    type: string
  ControlPlaneStaticRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the ctlplane network traffic. JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}] Unless
      the default is changed, the parameter is automatically resolved from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  ControlPlaneMtu:
    default: 1500
    description: >-
      The maximum transmission unit (MTU) size(in bytes) that is guaranteed to pass through the data path of the segments
      in the network. (The parameter is automatically resolved from the ctlplane network's mtu attribute.)
    type: number
  StorageMtu:
    default: 1500
    description: >-
      The maximum transmission unit (MTU) size(in bytes) that is guaranteed to pass through the data path of the segments
      in the Storage network.
    type: number
  StorageMgmtMtu:
    default: 1500
    description: >-
      The maximum transmission unit (MTU) size(in bytes) that is guaranteed to pass through the data path of the segments
      in the StorageMgmt network.
    type: number
  InternalApiMtu:
    default: 1500
    description: >-
      The maximum transmission unit (MTU) size(in bytes) that is guaranteed to pass through the data path of the segments
      in the InternalApi network.
    type: number
  TenantMtu:
    default: 1500
    description: >-
      The maximum transmission unit (MTU) size(in bytes) that is guaranteed to pass through the data path of the segments
      in the Tenant network.
    type: number
  ExternalMtu:
    default: 1500
    description: >-
      The maximum transmission unit (MTU) size(in bytes) that is guaranteed to pass through the data path of the segments
      in the External network.
    type: number
resources:
  OsNetConfigImpl:
    type: OS::Heat::SoftwareConfig
    properties:
      group: script
      config:
        str_replace:
          template:
            get_file: /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/network/scripts/run-os-net-config.sh
          params:
            $network_config:
              network_config:
              - type: interface
                name: nic1
                use_dhcp: false
                addresses:
                - ip_netmask:
                    list_join:
                    - /
                    - - get_param: ControlPlaneIp
                      - get_param: ControlPlaneSubnetCidr
                routes:
                - ip_netmask: 169.254.169.254/32
                  next_hop:
                    get_param: EC2MetadataIp

              - type: ovs_bridge
                name: br-link0
                use_dhcp: false
                mtu: 9000
                members:
                - type: interface
                  name: nic2
                  mtu: 9000

                - type: vlan
                  vlan_id:
                    get_param: TenantNetworkVlanID
                  mtu: 9000
                  addresses:
                  - ip_netmask:
                      get_param: TenantIpSubnet

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

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

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

              - type: ovs_bridge
                name: br-access
                use_dhcp: false
                mtu: 9000
                members:
                - type: interface
                  name: nic3
                  mtu: 9000
                - type: vlan
                  vlan_id:
                    get_param: ExternalNetworkVlanID
                  mtu: 9000
                  addresses:
                  - ip_netmask:
                      get_param: ExternalIpSubnet
                  routes:
                  - default: true
                    next_hop:
                      get_param: ExternalInterfaceDefaultRoute
outputs:
  OS::stack_id:
    description: The OsNetConfigImpl resource.
    value:
      get_resource: OsNetConfigImpl

14.4. compute-ovs-dpdk.yaml

heat_template_version: rocky

description: >
  Software Config to drive os-net-config to configure VLANs for the
  compute role.

parameters:
  ControlPlaneIp:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the ctlplane network
    type: string
  ExternalIpSubnet:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the external network
    type: string
  ExternalInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the external network traffic.
      JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}]
      Unless the default is changed, the parameter is automatically resolved
      from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  InternalApiIpSubnet:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the internal_api network
    type: string
  InternalApiInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the internal_api network traffic.
      JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}]
      Unless the default is changed, the parameter is automatically resolved
      from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  StorageIpSubnet:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the storage network
    type: string
  StorageInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the storage network traffic.
      JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}]
      Unless the default is changed, the parameter is automatically resolved
      from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  StorageMgmtIpSubnet:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the storage_mgmt network
    type: string
  StorageMgmtInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the storage_mgmt network traffic.
      JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}]
      Unless the default is changed, the parameter is automatically resolved
      from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  TenantIpSubnet:
    default: ''
    description: IP address/subnet on the tenant network
    type: string
  TenantInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the tenant network traffic.
      JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}]
      Unless the default is changed, the parameter is automatically resolved
      from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  ManagementIpSubnet: # Only populated when including environments/network-management.yaml
    default: ''
    description: IP address/subnet on the management network
    type: string
  ManagementInterfaceRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the management network traffic.
      JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}]
      Unless the default is changed, the parameter is automatically resolved
      from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  BondInterfaceOvsOptions:
    default: 'bond_mode=active-backup'
    description: The ovs_options string for the bond interface. Set things like
                 lacp=active and/or bond_mode=balance-slb using this option.
    type: string
  ExternalNetworkVlanID:
    default: 10
    description: Vlan ID for the external network traffic.
    type: number
  InternalApiNetworkVlanID:
    default: 20
    description: Vlan ID for the internal_api network traffic.
    type: number
  StorageNetworkVlanID:
    default: 30
    description: Vlan ID for the storage network traffic.
    type: number
  StorageMgmtNetworkVlanID:
    default: 40
    description: Vlan ID for the storage_mgmt network traffic.
    type: number
  TenantNetworkVlanID:
    default: 50
    description: Vlan ID for the tenant network traffic.
    type: number
  ManagementNetworkVlanID:
    default: 60
    description: Vlan ID for the management network traffic.
    type: number
  ExternalInterfaceDefaultRoute:
    default: '10.0.0.1'
    description: default route for the external network
    type: string
  ControlPlaneSubnetCidr:
    default: ''
    description: >
      The subnet CIDR of the control plane network. (The parameter is
      automatically resolved from the ctlplane subnet's cidr attribute.)
    type: string
  ControlPlaneDefaultRoute:
    default: ''
    description: The default route of the control plane network. (The parameter
      is automatically resolved from the ctlplane subnet's gateway_ip attribute.)
    type: string
  DnsServers: # Override this via parameter_defaults
    default: []
    description: >
      DNS servers to use for the Overcloud (2 max for some implementations).
      If not set the nameservers configured in the ctlplane subnet's
      dns_nameservers attribute will be used.
    type: comma_delimited_list
  EC2MetadataIp:
    default: ''
    description: The IP address of the EC2 metadata server. (The parameter
      is automatically resolved from the ctlplane subnet's host_routes attribute.)
    type: string
  ControlPlaneStaticRoutes:
    default: []
    description: >
      Routes for the ctlplane network traffic. JSON route e.g. [{'destination':'10.0.0.0/16', 'nexthop':'10.0.0.1'}] Unless
      the default is changed, the parameter is automatically resolved from the subnet host_routes attribute.
    type: json
  ControlPlaneMtu:
    default: 1500
    description: >-
      The maximum transmission unit (MTU) size(in bytes) that is guaranteed to pass through the data path of the segments
      in the network. (The parameter is automatically resolved from the ctlplane network's mtu attribute.)
    type: number
  StorageMtu:
    default: 1500
    description: >-
      The maximum transmission unit (MTU) size(in bytes) that is guaranteed to pass through the data path of the segments
      in the Storage network.
    type: number
  InternalApiMtu:
    default: 1500
    description: >-
      The maximum transmission unit (MTU) size(in bytes) that is guaranteed to pass through the data path of the segments
      in the InternalApi network.
    type: number
  TenantMtu:
    default: 1500
    description: >-
      The maximum transmission unit (MTU) size(in bytes) that is guaranteed to pass through the data path of the segments
      in the Tenant network.
    type: number

resources:
  OsNetConfigImpl:
    type: OS::Heat::SoftwareConfig
    properties:
      group: script
      config:
        str_replace:
          template:
            get_file: /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/network/scripts/run-os-net-config.sh
          params:
            $network_config:
              network_config:
              - type: interface
                name: nic1
                use_dhcp: false
                defroute: false

              - type: interface
                name: nic2
                use_dhcp: false
                addresses:
                - ip_netmask:
                    list_join:
                    - /
                    - - get_param: ControlPlaneIp
                      - get_param: ControlPlaneSubnetCidr
                routes:
                - ip_netmask: 169.254.169.254/32
                  next_hop:
                    get_param: EC2MetadataIp
                - default: true
                  next_hop:
                    get_param: ControlPlaneDefaultRoute

              - type: linux_bond
                name: bond_api
                bonding_options: mode=active-backup
                use_dhcp: false
                dns_servers:
                  get_param: DnsServers
                members:
                - type: interface
                  name: nic3
                  primary: true
                - type: interface
                  name: nic4

              - 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: 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: nic7
                  - type: ovs_dpdk_port
                    name: dpdk1
                    members:
                    - type: interface
                      name: nic8

              - type: sriov_pf
                name: nic9
                mtu: 9000
                numvfs: 10
                use_dhcp: false
                defroute: false
                nm_controlled: true
                hotplug: true
                promisc: false

              - type: sriov_pf
                name: nic10
                mtu: 9000
                numvfs: 10
                use_dhcp: false
                defroute: false
                nm_controlled: true
                hotplug: true
                promisc: false
outputs:
  OS::stack_id:
    description: The OsNetConfigImpl resource.
    value:
      get_resource: OsNetConfigImpl

14.5. overcloud_deploy.sh

#!/bin/bash

THT_PATH='/home/stack/ospd-16-vxlan-dpdk-sriov-ctlplane-dataplane-bonding-hybrid'

openstack overcloud deploy \
--templates \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/network-environment.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/network-isolation.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services/neutron-ovs.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services/neutron-ovs-dpdk.yaml \
-e /usr/share/openstack-tripleo-heat-templates/environments/services/neutron-sriov.yaml \
-e /home/stack/containers-prepare-parameter.yaml \
-r $THT_PATH/roles_data.yaml \
-e $THT_PATH/network-environment-overrides.yaml \
-n $THT_PATH/network-data.yaml

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