ASAP2技术:启用SR-IOV与OVS用户空间网络加速
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更新于2024-07-15
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"ASAP2OVSOFFLOADING技术在GSO(Generic Segmentation Offload)培训中的应用,探讨如何启用SR-IOV以及如何在用户空间、内核和eswitch中使用OpenvSwitch (OVS)。"
在现代数据中心和云计算环境中,提高网络性能和效率是至关重要的。ASAP2 (Accelerated Shared Address Space Protocol 2) 是一种旨在提升虚拟化环境中网络性能的技术。它通过将物理网络设备(如PCIe网卡)的多个实例呈现给操作系统或hypervisor,使得虚拟机可以直接访问硬件,从而实现接近裸机的性能。
SR-IOV(Single Root I/O Virtualization)是ASAP2中的关键技术,它允许一个物理网络接口卡(Physical Function, PF)被分割成多个独立的虚拟功能(Virtual Functions, VFs)。每个VF可以被分配给不同的虚拟机(VM),这样每个VM就能直接与硬件通信,减少传统虚拟化环境中的数据包转发延迟,提高带宽利用率,并减轻CPU负载。
OpenvSwitch(OVS)是一个开源的多层虚拟网络交换机,支持从第二层到第三层的网络功能,如二三层转发、NAT转换、流表策略(ACL)、连接跟踪等。OVS有两种运行模式:用户空间和内核空间。用户空间模式利用dpdk等加速库,可以提供更高的性能,而内核模块则负责基本的网络处理。
在传统的模型中,所有的网络处理都在软件层面完成,这会导致高延迟、低带宽和CPU资源的大量消耗。然而,通过硬件卸载技术,如ConnectX系列网卡提供的功能,可以将部分网络处理任务交给硬件执行,实现低延迟、高带宽和CPU效率的提升。ASAP2软件架构引入了VF代表器,它们模拟eSwitch端口,使得硬件能够更好地支持VF之间的通信,进一步优化性能。
在ASAP2中,首次流包会通过内核转发路径处理,后续的数据包则由硬件直接转发,这种机制显著提高了网络处理速度。同时,VF代表器支持的"代表者"概念简化了虚拟机与硬件的交互,使得管理VF和利用硬件加速变得更加容易。
ASAP2和SR-IOV的结合,配合OpenvSwitch的用户空间和内核模块,为云环境提供了高效、低延迟的网络解决方案。这对于需要高速网络通信的场景,如RDMA(Remote Direct Memory Access)应用,具有重大意义。通过这样的技术,数据中心可以充分利用硬件资源,优化虚拟机的网络性能,降低整体运营成本。
2020-11-09 上传
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mounter625
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