ネットワーク機能仮想化 (NFV: Network Functions Virtualization) とは、通信事業者 (CSP) が従来のプロプライエタリーハードウェアの範囲を超えて、運用コストを抑えつつ、効率性および敏捷性を向上するのに役立つソフトウェアベースのソリューションです。

NFV の概念に関する俯瞰的な情報は、『ネットワーク機能仮想化 (NFV) の製品ガイド』を参照してください。

Red Hat OpenStack Platform 10 director での SR-IOV および OVS-DPDK 設定に関する情報は『ネットワーク機能仮想化 (NFV) の設定ガイド』を参照してください。

アンダークラウドのホストには、最低でも以下のネットワークが必要です。

最小のオーバークラウドの構成は、以下のとおりです。

ネットワーク要件の詳しい情報は「ネットワーク要件」を参照してください。

オーバークラウドは通常、コントローラーノード、コンピュートノード、異なるストレージノード種別など、事前定義されたロールに分類されたノードで構成されます。これらのデフォルトの各ロールには、director ノード上にあるコアの Heat テンプレートコレクションで定義されているサービスセットが含まれます。

Red Hat OpenStack Platform 10 では、コンポーザブルロール機能を使用し、各ロールからサービスを追加/削除してカスタムのデプロイメントロールを作成できます。コンポーザブルロールの詳しい情報は「Composable Roles and Services」を参照してください。

以下のセクションでは例として、デプロイメントの途中に OVS-DPDK のカスタマイズロールを作成、追加、修正する手順が記載されています。このデプロイメント例の構成は、クラスターにコントローラーノードが 1 つ、コンピュートノードが 1 つ、OVS-DPDK が含まれたコンピュートノードが 1 つ (compute_with_ovs_dpdk) となっています。ここでは、compute_with_ovs_dpdk がカスタマイズロールで、サポートされる NIC が含まれるノードでのみ DPDK を有効化します。この例では、コンピュートノードで OVS-DPDK ロールを指定してクラスターをデプロイするために director のコンポーザブルロール機能の一部として必要な変更が記載されています。

クラスターの準備

OVS-DPDK クラスターを用意するには、対象のベアメタルノードが OVS-DPDK ロールとしてデプロイされるように、computeovsdpdk としてプロファイルを設定します。たとえば compute-1 という名前の ironic ノードは、OVS-DPDK ロールのデプロイの対象となります。

# ironic node-update compute-1 add properties/capabilities='profile:computeovsdpdk,boot_option:local'

この例では、特定のノードが対象となっているので、プロファイルを computeovsdpdk として設定し、アンダークラウドに新しいフレーバーを追加します。このプロファイルは、同じプロファイルの値を持つ固有のベアメタルノード上にデプロイするために新規ロールで使用されます。

# openstack flavor create --id auto --ram 4096 --disk 40 --vcpus 4 computeovsdpdk
# openstack flavor set --property "cpu_arch"="x86_64" --property "capabilities:boot_option"="local" --property "capabilities:profile"="computeovsdpdk" computeovsdpdk

ロールの定義

新しい OVS-DPDK ロールは、roles 定義に追加して、deploy コマンドの入力として渡す必要あります。既存のロールセットは、roles_data.yaml ファイルに保存されます。templates ディレクトリーにコピーして、以下の新しい定義を追加してください。以下の例では、新規ロールの全サービスは、通常のコンピュートロールと同じです。例外は、ComputeNeutronOvsAgent で、ComputeNeutronOvsDpdkAgent に置き換えて　OVS-DPDK サービスにマッピングされるようにする必要があります。

- name: ComputeOvsDpdk
  CountDefault: 1
  HostnameFormatDefault: '%stackname%-computeovsdpdk-%index%'
  ServicesDefault:
    - OS::TripleO::Services::CACerts
    - OS::TripleO::Services::CephClient
    - OS::TripleO::Services::CephExternal
    - OS::TripleO::Services::Timezone
    - OS::TripleO::Services::Ntp
    - OS::TripleO::Services::Snmp
    - OS::TripleO::Services::NovaCompute
    - OS::TripleO::Services::NovaLibvirt
    - OS::TripleO::Services::Kernel
    - OS::TripleO::Services::ComputeNeutronCorePlugin
    - OS::TripleO::Services::ComputeNeutronOvsDpdkAgent
    - OS::TripleO::Services::ComputeCeilometerAgent
    - OS::TripleO::Services::ComputeNeutronL3Agent
    - OS::TripleO::Services::ComputeNeutronMetadataAgent
    - OS::TripleO::Services::TripleoPackages
    - OS::TripleO::Services::TripleoFirewall
    - OS::TripleO::Services::NeutronSriovAgent
    - OS::TripleO::Services::OpenDaylightOvs
    - OS::TripleO::Services::SensuClient
    - OS::TripleO::Services::FluentdClient
    - OS::TripleO::Services::VipHosts

環境テンプレート

OVS-DPDK サービスのリソースマッピングは、以下のようにこのノードのネットワーク設定と合わせて、network-environment.yaml ファイルに追加する必要があります。

resource_registry:
  OS::TripleO::Services::ComputeNeutronOvsDpdkAgent: /home/stack/templates/openstack-tripleo-heat-templates/puppet/services/neutron-ovs-dpdk-agent.yaml
  OS::TripleO::ComputeOvsDpdk::Net::SoftwareConfig: /home/stack/templates/nic-configs/computeovsdpdk.yaml

デプロイのコマンド

環境のデプロイには、new-role.yaml ファイルと network-environment.yaml ファイルを、deploy コマンドの入力パラメーターとして追加する必要があります。

# openstack overcloud deploy --templates /home/stack/templates/openstack-tripleo-heat-templates/ \
    --timeout 180 \
    -r /home/stack/templates/roles_data.yaml \
    -e /home/stack/templates/network-environment.yaml

Red Hat OpenStack Platform director 向けに DPDK-accelerated Open vSwitch (OVS) を設定する詳細情報は「ネットワーク向けの DPDK-accelerated Open vSwitch (OVS) の設定」を参照してください。

Red Hat OpenStack Platform 10 director は、コンピュートノードがリソースの分割および微調整を有効にしてゲスト VNF のラインレートパフォーマンスを実現できるように設定します。NFV ユースケースの中での主要なパフォーマンス要素は、スループット、レイテンシー、ジッターです。

DPDK-accelerated OVS は、物理 NIC と仮想マシンの間で高性能のパケット切り替えを有効にします。OVS 2.5 with DPDK 2.2 は、vhost-user のマルチキューサポートを追加し、スケーラブルなパフォーマンスを実現できます。OVS-DPDK は、ゲスト VNF のラインレートパフォーマンスを提供します。

SR-IOV ネットワークでは、固有なネットワークや仮想マシンのスループットの向上など、強化された性能特性が提供されます。

パフォーマンスチューニングの他の重要な機能には、ヒュージページ、NUMA 調整、ホストの分離、CPU ピニングなどが挙げられます。VNF フレーバーには、パフォーマンス向上のためにヒュージページが必要です。ホストの分離や CPU ピニングにより、NFV パフォーマンスが向上され、擬似パケットロスが回避されます。

NFV のパフォーマンスチューニングやこれらの機能に関する詳細は「パフォーマンス向けの NFV チューニング」を参照してください。

以下の表では、参考資料として他の Red Hat のドキュメントを紹介しています。

Red Hat OpenStack Platform のドキュメントスイートは Red Hat OpenStack Platform 10 の製品ドキュメント から参照してください。

表 4.1. 参考資料一覧