Intel E810 Advanced RSS介绍

一、Advanced RSS的特性

Legacy的RSS是对普通五元组(src ip, dst ip, src port, dst port, protocol)进行哈希,而且默认情况下是对报文的五元组同时进行哈希。Intel E810对RSS做了增强,支持Advanced RSS, 主要体现在以下方面:

(1) 支持通过RTE_FLOW API对RSS的input set, hash function等进行动态配置。如只对ipv4报文的src ip或者dst ip进行哈希; 对ipv4报文设置hash function达到对称哈希,交换src ip和dst ip的值,报文到达同一个队列。对称哈希的意义: 对上下行的业务,到达同一个core,使得效率更高。

(2) 随着DDP(Dynamic Device Personalization)的出现,可以对更多的协议进行解析并哈希,如对GTPU的teid, PPPoE的session id , L2TPv3的session id, ESP的spi, AH的spi等。

二、硬件实现概念

RSS和flow director一样,都属于分类过滤器,从高层面的角度看,分类过滤器的框图如图1,此图来源于Intel E810 Datasheet

图1 分类过滤器的框图

图1中主要模块的描述如下

Profile ID: 一个由包的类型,包的标识以及VSI生成的功能。

Field Vector: 以filter的profile id为基础,从包头中被抽取出来的内容。

Input Set: 从包头中抽取出来的一些域,一般等同于field vector或者是其中某几位的掩码。

Filter Lookup: 通过精确匹配或者是RSS来分发,并把包和一些行为(action)关联起来。

Action: 如指定到达某个queue、拒绝或接收某个类型的包等行为。

Priority Resolver: 默认的优先级从高到低是ACL, switch, FDIR, RSS。

上面描述的是RSS, FDIR等过滤器的通用模块,针对RSS,它有自己的逻辑框图,如图2。

图2 RSS的逻辑框图

Incoming packets进入到parser模块,五元组src ip、dst ip、src port、dst port和protocol中的子集作为input set,结合一个任意的hash key以及hash function(默认hash function是Toeplitz function)计算得到hash value,用hash value求模redirection table size的结果去索引redirection table以得到被最终散列到的队列,并最终被对应的CPU worker收到。

三、AVF RSS的软件实现流程

Advanced RSS同时支持DPDK PF和AVF。以AVF RSS为例,其实现机制:在AVF中对到达的flow进行解析,将解析的结果通过virtual channel传递给PF,在PF中实现创建或者删除这条规则。这里的virtual channel是作为PF和VF之间协商的消息通道,即PF和VF共用的相关数据结构。对增加或者删除一条RSS规则来说,VF传递给PF的信息是这条规则的具体信息,包括报文类型,报文协议的层数,需要哈希的域,非隧道报文或隧道报文,哈希function(用来指定对称哈希或非对称哈希)等。其流程图如图3。

图3 在AVF中配置RSS Flow的流程图

四、测试用例

(1) Example 1: 创建一个对ipv4报文的src进行哈希的规则

一条RSS flow由pattern和action构成,pattern是eth_ipv4, action是RSS, type表示input set,即对包的哪些域进行哈希。在这个例子中,ipv4表示rss type,需和前面的pattern一致,l3-src-only是对rss type ipv4的修饰,表示对ipv4的src进行哈希。Key_len 0和queues end表示在rte_flow的命令中暂时不支持对RSS的key_len和queue的配置,但可在flow director中配置queue region。

测试结果如下: 发一个ipv4类型的报文,改变src的值,可以观察到不同src ip的报文被散列到不同的队列中。

(2) Example 2: 创建一个对ipv4-udp报文对称哈希的规则

pattern是eth_ipv4_udp,通过指定rss func为symmetric Toeplitz hash来配置对称哈希,rss type为ipv4-udp,和前面的pattern保持一致,表示对ipv4-udp的报文进行对称hash,即交换src ipv4和dst ipv4、src udp port和dst udp port,hash结果保持不变,到达同一个队列。

测试结果如下:

五、总结

本文主要介绍Intel E810 Advanced RSS的概念、硬件实现和测试用例,以及AVF Advanced RSS软件实现流程。目前Advanced RSS在5G UPF等workload中有广泛的应用。如果大家对Advanced RSS感兴趣,欢迎继续关注后续Advanced RSS在VPP中具体应用的文章。

文章转载自DPDK与SPDK开源社区


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SDNLAB君 发表于20-10-14
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