第5章 SR-IOV デプロイメントのプランニング

SR-IOV で高パフォーマンスを実現するには、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 14 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。1 つのコアは、各 NUMA ノード上のホスト専用です。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。