高性能网络SIG月度动态:龙蜥5.10内核将首次提供SMC-D本地通信试验性支持

2023/10/23 20:00
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高性能网络 SIG(Special Interest Group) :在云计算时代,软硬件高速发展,云原生、微服务等新的应用形态兴起,让更多的数据在进程之间流动,而网络则成为了这些数据流的载体,在整个云时代扮演着前所未有的重要角色。在这个万物互联的时代,云上的网络通信效率对各种服务至关重要,高性能网络兴趣组致力于利用 XDP、RDMA、VIRTIO 等新高效通信技术,结合软硬件一体化的思想,打造高性能网络协议栈,提升云计算时代数据中心应用的网络的性能。

01

SIG 整体进展

本月高性能网络 SIG 的主要工作聚焦在 ANCK 内核网络、SMC 和 virtio 上。

本月关键进展:

1. SIG 本月与 IBM SMC 小组通过多次会议与邮件确定了 SMC-D 虚拟 ISM 设备支持所需的全部协议修改。此特性将作为 supplemental feature 进入 SMCv2.1 协议中。该特性将从 ANCK-016 开始提供 Experimental 的支持。

2. SIG 本月发起了新的  virtio-net: support the RSS context  提案,用以支持 virtio 队列流量隔离需求;以及  virtio-net: support distinguishing between partial and full checksum  提案,用于实现在加载 XDP 的同时保持设备的 checksum 卸载能力。目前处在上游讨论与 review 中。

02

ANCK 内核网络

安全

本月网络方向共计修复 9 个 CVE,覆盖 sctp/sched/netfilter/tls/mpls 等模块,CVE 列表:

CVE-2023-1074,CVE-2022-47929,CVE-2023-32233,CVE-2023-1075,CVE-2023-26545,CVE-2023-28466,CVE-2023-1380,CVE-2023-4563,CVE-2023-40283,CVE-2023-4128。

03

SMC

本月 SIG 在 SMC 上工作主要聚焦于 SMC-D 虚拟设备协议拓展和 loopback-ism 的上游代码实现。

SMC-D v2.1 协议拓展与 loopback-ism 代码实现

本月 SIG 与 IBM SMC 小组的多次会议及邮件中最终确认了 SMC-D 虚拟设备所需的协议修改。SMC-D 虚拟设备的引入使 SMC-D 不再局限于 IBM z 平台,成为普惠的同物理设备内 TCP 加速方案。SMC-D 协议在现有 SMCv2.1 基础上增加对虚拟设备的 extended GID 支持、预留 CHID、以及 CLC 握手适配,作为 supplemental feature 进入 SMCv2.1 中。相应的,作为 SMC-D 虚拟设备之一的 loopback-ism 代码实现也发送至上游。loopback-ism 是一种模拟 IBM z 平台 ISM 设备的纯软件实现设备,与 SMC-D 协议配合以加速同 OS 内进程间或容器间通信。目前已 review 到  v4 版本

04

virtio

本月 SIG 在 virtio 上工作主要聚焦在 RSS context 提案、virtio XDP 支持与设备校验和能力共存、以及多个缺陷修复。

virtio RSS context

高性能网络小组为了支持 virtio 队列流量隔离的需求,和 Nvidia 共同发起了 RSS context 的提案。本月推进的 v3 版本,目前已经获得了另一个投票成员 Marvell 的 Satananda 的 Acked-by。

virtio XDP 支持与设备校验和能力共存

目前 virtio 同主机的 VM 之间支持接收具有部分校验和的报文,以节省设备的计算开销。由于 XDP 会重写报文的一些信息,导致具有部分校验和的报文被丢弃,因此,加载 XDP 程序必须清除设备的校验和卸载能力,然后这样会导致失去了硬件卸载 checksum 的能力。

为了实现在加载 XDP 程序的同时保持设备的 checksum 卸载的能力,高性能网络小组曾经尝试过在 XDP 处理后重新探测校验和的方法,但是该方法面临了众多挑战,例如 XDP 用户程序为报文增加了外层隧道,会造成无法探测和探测失败的问题;再例如程序执行 XDP_TX action 时,设备由于缺少部分校验和卸载需要的信息而造成丢包。因此,高性能网络小组从该问题的源头出发,重新设计了一个简单明了的解决方案,发起 virtio-net: support distinguishing between partial and full checksum 的提案,帮助虚拟机大大节省验证校验和造成的 cpu 开销,目前该提案正在与社区讨论中。

中断聚合

高性能网络小组为了在 virtio 上支持 netdim,发现并修复了多个相关的缺陷

相关链接:
高性能网络 SIG  主页:
https://openanolis.cn/sig/high-perf-network

注:更多龙蜥 SIG 月度动态可点击这里查看。

—— 完 ——

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