通過Mellanox ConnectX NIC使用XDP加速

Accelerating with XDP over Mellanox ConnectX NICs

XDP（eXpress Data Path）是Linux內核網絡堆棧中的可編程數據路徑。為BPF提供了一個框架，可以在運行時實現高性能的包處理。XDP與Linux網絡堆棧協同工作，不是內核旁路。
由于XDP運行在內核網絡驅動程序中，可以從網卡的RX環讀取以太網幀并立即采取運行。XDP通過在驅動程序中實現的RX鉤子插入eBPF基礎架構。XDP是EBPF的一個應用程序，可以使用返回碼觸發操作、修改包內容和推/拉頭文件信息。

XDP有各種各樣的用例，比如包過濾、包轉發、負載平衡、DDOS緩解等等。一個常見的用例是XDP_DROP，指示驅動程序丟棄數據包。這可以通過運行自定義BPF程序來解析在驅動程序中接收到的傳入數據包來完成。這個程序返回一個決策判斷或返回碼（XDP_DROP），其中數據包在驅動程序級被丟棄，而不會浪費任何進一步的資源。Ethtool計數器可用于驗證XDP程序的操作。

Running XDP_DROP

XDP程序一進入網絡驅動程序就運行，從而提高了網絡性能。還提高了CPU利用率。Mellanox ConnectX NIC系列允許NIC硬件準備元數據。此元數據可用于對使用XDP的應用程序執行硬件加速。

下面是一個如何使用Mellanox ConnectX-5運行XDP_DROP的示例。

檢查當前內核是否支持bpf和xdp：

sysctl net/core/bpf_jit_enable

如果找不到，請編譯并運行啟用了BPF的內核。可以使用任何大于5.0的上游內核。
啟用以下kconfig標志：

· BPF BPF_SYSCALL

· BPF_JIT

· HAVE_BPF_JIT

· BPF_EVENTS

創新啟動新的kernel.

Install clang and llvm:

yum install -y llvm clang libcap-devel

按照以下方法編譯

cd make samples/bpf/

這將編譯所有可用的XDP應用程序。編譯完成后，將看到/sample/bpf下的所有XDP應用程序（圖1）。

Figure 1. XDP applications under /sample/bpf.

在前面的安裝中，現在可以運行XDP應用程序了。可以在兩種模式下運行：
驅動程序路徑必須在驅動程序中具有實現。以頁面分辨率工作，不創建SKB。性能明顯提高。Mellanox NIC支持此模式。

通用路徑適用于任何網絡設備。與SKBs合作，但性能更差。

在驅動程序路徑中運行XDP_DROP。XDP_DROP是在Linux中丟棄數據包最簡單、最快的方法之一。在這里，指示驅動程序在驅動程序的最早Rx階段丟棄數據包。這意味著數據包被回收回剛剛到達的RX環隊列中。

位于<linux\u source>/samples/bpf/implements XDP Drop的xdp1應用程序。

選擇選擇的流量生成器。使用Cisco TRex。

在RX端，使用以下命令在驅動程序路徑中啟動xdp1：

<PATH_TO_LINUX_SOURCE>/samples/bpf/xdp1 -N # -N can be omitted

可以使用應用程序輸出，同時ethtool計數器顯示XDP丟棄率：

ethtool -S | grep -iE rx[0-9]*_xdp_drop

Figure 2. Verify XDP drop counter using ethtool counters.

總結

以上是生活随笔為你收集整理的通过Mellanox ConnectX NIC使用XDP加速的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。