Red Hat OpenStack Platform 11 は、director を使用した SR-IOV および OVS-DPDK のインストール向けの NFV デプロイメントをサポートしています。Red Hat OpenStack Platform 11 director で利用可能なコンポーザブルロールを使用して、カスタムのデプロイメントロールを作成できます。今回のリリースではサポートが制限されていますが、ハイパーコンバージドインフラストラクチャー (HCI) が提供されており、分散型の NFV 向けにコンピュートノードと Red Hat Ceph Storage ノードを同じ場所に配置することができます。HCI のパフォーマンスを向上するために、CPU ピニングを使用します。HCI モデルでは、NFV のユースケースにおいてより効率的な管理を行うことができます。また、今回のリリースでは、テクノロジープレビュー機能として OpenDaylight および Real-Time KVM が提供されています。OpenDaylight とは、Software-Defined Network (SDN) デプロイメントに向けた、オープンソースのモジュール型マルチプロトコルコントローラーです。テクノロジープレビューとして提供されている機能のサポート範囲に関する詳しい情報は、「テクノロジプレビュー機能のサポート範囲」を参照してください。

サポートされるドライバーの完全な一覧は「Red Hat OpenStack Platform におけるコンポーネント、プラグイン、およびドライバーのサポート」を参照してください。

Red Hat OpenStack の NFV デプロイメント向けに検証済みの NIC の一覧は、「サポートされている NIC」を参照してください。

Red Hat のテクノロジー (Red Hat OpenStack Platform) で機能することを検証、サポート、認定済みの製品およびサービスの完全な一覧は、Red Hat OpenStack Platform と互換性のあるサードパーティー製のソフトウェア の情報を参照してください。製品バージョンやソフトウェアカテゴリー別に一覧をフィルタリングすることができます。

Red Hat のテクノロジー (Red Hat Enterprise Linux) で機能することを検証、サポート、認定済みの製品およびサービスの完全な一覧は、Red Hat Enterprise Linux と互換性のあるサードパーティー製のソフトウェア の情報を参照してください。製品バージョンやソフトウェアカテゴリー別に一覧をフィルタリングすることができます。

以下のハードウェアは、Red Hat OpenStack Platform 11 の NFV デプロイメントで動作することをテストおよび承認済みです。

NFV デプロイメントを計画する際には、コンピュートノードの NUMA トポロジーを理解した上で CPU とメモリーのリソースを分割し、パフォーマンスを最適化する必要があります。NUMA の情報を特定するには、以下の手順に従ってください。

lstopo を使用してコンピュートノードの NUMA メモリーノード、ソケット、共有キャッシュ、コア、同時マルチスレッディングをグラフィカル表示することも可能です。 lstopo は、キャッシュやメモリーの情報、ネットワークインターフェースのローカリティーなどのシステム属性も収集します。詳しい情報とユースケース例は、「Portable Hardware Locality (hwloc)」を参照してください。

グラフィカルモードのリモートサーバーで lstopo を実行してコアをチェックするには、以下のステップを実行します。

SR-IOV の場合は、高パフォーマンスを実現するためにホストとゲストの間でリソースを分割する必要があります。

標準的なトポロジーでは、デュアルコアソケットのコンピュートノード上の NUMA ノードにはそれぞれ 18 のコアが実装されます。HT (ハイパースレッド) および非 HT のコアがサポートされています。各コアには 2 つのシブリングスレッドがあります。2 つのコアは、Open vSwitch を管理するためのホスト専用です。VNF は SR-IOV インターフェースのボンディングを処理します。すべての割り込み要求 (IRQ) はホストのコア上でルーティングされます。VNF コアは VNF 専用です。これらのコアは、他の VNF からの分離と、ホストからの分離を提供します。各 VNF は単一の NUMA ノード上のリソースを使用する必要があります。VNF によって使用される SR-IOV NIC はその同じ NUMA ノードに関連付ける必要もあります。このトポロジーでは、仮想化のオーバーヘッドはありません。ホスト、OpenStack Networking (neutron)、および Compute (nova) の設定パラメーターは単一のファイルで公開されるので、管理が簡単で、整合性を保つことができます。また、プリエンプションやパケット損失の原因となり、分離を適切に行うにあたって致命的となる一貫性の欠如を回避します。ホストと仮想マシンの分離は、tuned プロファイルに依存します。このプロファイルは、分離する CPU の一覧に基づいて、ブートパラメーターや OpenStack の変更を管理します。

以下の図には、2 つの VNF が示されています。各 VNF には、それぞれに mgt で示された管理インターフェースがあります。管理インターフェースは ssh アクセスなどを管理します。データプレーンインターフェースは VNF を DPDK にボンディングして、高可用性を確保します (VNF は DPDK ライブラリーを使用してデータプレーンインターフェースをボンディングします)。この図には、2 つの重複したプロバイダーネットワークも示されています。コンピュートノードには 2 つの標準 NIC がボンディングされ、VNF 管理と Red Hat OpenStack Platform API 管理の間で共有されています。

この図では、アプリケーションレベルで DPDK を活用し、SR-IOV VF/PF へのアクセスが可能な VNF を示しています。これらの両方を実装することにより、可用性またはパフォーマンスが向上します (ファブリックの設定に依存)。DPDK はパフォーマンスを向上させる一方、VF/PF DPDK のボンディングはフェイルオーバーに対応します (可用性)。VNF ベンダーは、DPDK PMD ドライバーが VF/PF として公開される SR-IOV カードを必ずサポートするようにする必要があります。また、管理ネットワークは OVS を使用するので、VNF は標準の VirtIO ドライバーを使用する「mgmt」ネットワークデバイスを認識します。オペレーターは、VNF への初回の接続にそのデバイスを使用して、DPDK アプリケーションが 2 つの VF/PF を適切にボンディングすることができます。

5.2.1. HCI を使用しない NFV SR-IOV

以下の図には、NFV ユースケース向けの非 HCI の SR-IOV のトポロジーを示しています。この環境は、1 Gbps の NIC を搭載したコンピュートノードおよびコントローラーノードと、director ノードで構成されます。

5.2.2. HCI の NFV SR-IOV

以下の図には、NFV ユースケース向けの HCI の SR-IOV のトポロジーを示しています。この環境は、1 Gbps または 10 Gbps の NIC を搭載した、HCI 対応の Compute OSD ノードおよびコントローラーノードと、director ノードで構成されます。

OVS-DPDK はホスト、ゲスト、および OVS-DPDK 自体用にハードウェアリソースを分割します。OVS-DPDK Poll Mode Driver (PMD) は、専用のコアを必要とする DPDK アクティブループを実行します。これは、CPU 一覧とヒュージページが OVS-DPDK で専用であることを意味します。

サンプルの分割では、デュアルソケットのコンピュートノード上の 1 NUMA ノードにつき 18 コアが含まれます。ホストと OVS-DPDK では NIC を共有できないので、このトラフィックには追加の NIC が必要です。

OVS-DPDK のパフォーマンスは、NUMA ノードにローカルなメモリーブロックの確保にも左右されます。メモリーと CPU ピニングに使用する同じ NUMA ノードに関連付けられた NIC を使用してください。また、ボンディングを構成する両方のインターフェースには、同じ NUMA ノード上の NIC を必ず使用してください。

本項では、OVS-DPDK が director の network_environment.yaml HEAT テンプレート内のパラメーターを使用して CPU とメモリーを設定し、パフォーマンスを最適化する方法について説明します。この情報は、コンピュートノード上のハードウェアサポートと、そのハードウェアを分割して OVS-DPDK デプロイメントを最適化する最も有効な方法を評価するのに使用してください。

コンピュートノード上の CPU と NUMA ノードを特定するには、「NUMA ノードのトポロジーについての理解」を参照してください。この情報を使用して、CPU と他のパラメーターをマッピングして、ホスト、ゲストインスタンス、OVS-DPDK プロセスのニーズに対応します。

    OvsDpdkSocketMemory: “1024,4096”

    OvsDpdkSocketMemory: “4096,4096”

本項に例示するコンピュートノードは、以下のような 2 つの NUMA ノードで構成されます。

この例では、MTU が 1500 に設定されており、全ユースケースで OvsDpdkSocketMemory が同じであることも前提です。

OvsDpdkSocketMemory: “1024,1024”

NeutronDpdkCoreList: “2,3,10,11”
NovaVcpuPinSet: “4,5,6,7,12,13,14,15”

NeutronDpdkCoreList: “2,3,4,5,10,11”
NovaVcpuPinSet: “6,7,12,13,14,15”

NeutronDpdkCoreList: “2,3,10,11”
NovaVcpuPinSet: “4,5,6,7,12,13,14,15”

NeutronDpdkCoreList: “2,3,10,11,12,13”
NovaVcpuPinSet: “4,5,6,7,14,15”

NeutronDpdkCoreList: “2,3,4,5,10,11,12,13”
NovaVcpuPinSet: “6,7,14,15”

この例の OVS-DPDK デプロイメントは 2 つの VNF で構成され、それぞれに 2 つのインターフェース (mgt で示されている管理インターフェースとデータプレーンインターフェース) があります。OVS-DPDK デプロイメントでは、VNF は、物理インターフェースをサポートする組み込みの DPDK で稼働します。OVS-DPDK は、vSwitch レベルでボンディングを管理します。OVS-DPDK デプロイメントでは、カーネルと OVS-DPDK の NIC を 混在させない ことを推奨します。混在させた場合には、パフォーマンスが低下する可能性があります。仮想マシン向けのベースプロバイダーネットワークに接続された管理 (mgt) ネットワークを分離するには、追加の NIC があることを確認する必要があります。コンピュートノードは、OpenStack API 管理向けの標準の NIC 2 つで構成されます。これは、Ceph API で再利用できますが、OpenStack テナントとは一切共有できません。