VPP事始め

VPP事始め

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  FD.io VPP 事始め TetsuhiroSato
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  自己紹介  佐藤 哲大（tetz） 某ネットワークベンダで、SDN（っぽい）仕事をしてます  ネットワークプログラマビリティ勉強会の企画、運営をしてます http://network-programmability.connpass.com/ 2
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  FD.io  FD.io  FastData – Input/Output に関 連する複数のプロジェクトを運営する Apache Foundation傘下のプロ ジェクト  VPPの他に、VPPの管理、VPPを用 いたユースケース、Testing等のプロ ジェクトも管理 3 https://wiki.fd.io/view/VPP/Features
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  FD.io VPP  VPP FD.ioの中核プロジェクト  高性能かつ高機能な仮想スイッチ&ルータ  DPDKを活用し、ユーザー空間のアプリケー ションとして動作 4
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  Vector Packet Processing 通常のコンピューティング処理にないパケット処理に 固有の難しさ（Instructionの観点から）  10Gbps ラインレート=14.88Mfps = 67nsec per フレーム  2GHz CPUコアのクロックサイクル= 0.5 nsec  つまり、1フレームあたり134クロックサイクルの余地  DRAM にアクセスしてしまうと、CPU サイクルがおよそ 60ns ストールしてしまう  Scalar Packet Processing  パケット毎に処理  割り込み  コールスタックのトラバース（一連の機能を適用）  ACL, NAT, QoS, VXLAN, etc  Punt, drop, or rewrite/forward  問題点  I-cacheのスラッシング  パケット毎に同様のI-cacheミスを繰り返す  I-cacheを大きくしない限り、上記の問題は解決しない  Vector Packet Processing  複数のパケットを同時に処理  先頭のパケットがI-cacheをWarm up  後続のパケットにはI-cacheにHit！ 5 http://stackoverflow.com/questions/4087280/approximate-cost-to-access-various- caches-and-main-memory
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  豊富な機能 6 ！ とりあえず、いろんな機能をサポート https://wiki.fd.io/view/VPP/Features
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  インストール 7 $ export UBUNTU="trusty" $export RELEASE=".stable.1609" $ sudo rm /etc/apt/sources.list.d/99fd.io.list $ echo "deb [trusted=yes] https://nexus.fd.io/content/repositories/fd.io$RELEASE.ubuntu.$UBUNTU.main/ ./" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/99fd.io.list $ sudo apt-get update $ sudo apt-get install vpp vpp-dpdk-dkms  Yum、Aptなどのパッケージマネージャからインストールできる https://wiki.fd.io/view/VPP/Installing_VPP_binaries_from_packages （Ubuntu14.04の例）
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  コマンドライン接続 8 unix { ... cli-listen localhost:5002 ... } /etc/vpp/startup.confに以下のように書いておくと、telnetでVPPのコマンドラインに接続できる $ telnet localhost 5002 Trying ::1... Trying 127.0.0.1... Connected to localhost. Escape character is '^]'. _______ _ _ _____ ___ __/ __/ _ (_)__ | | / / _ / _ _/ _// // / / / _ | |/ / ___/ ___/ /_/ /____(_)_/___/ |___/_/ /_/ vpp# $ sudo vppctl show ver vpp v17.04-rc0~227-g614ac5d built by tetsusat on ubuntu at Tue Feb 7 08:43:33 JST 2017  もしくは、ホストLinux上で、vppctlに続けてVPPのコマンド実行できる
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  接続方法  外部に接続するVPPインターフェイスの種類 9 接続方法 ユースケース（たぶん） DPDKPDM(w/ Intel NIC, VMXNET3) ホストマシンのインターフェイスの利用 vhost KVMとの接続 veth コンテナとの接続 tap ホストマシンのLinuxサービス（DHCP等）を利用
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  DPDKの設定 10 $ sudo lshw-class network -businfo Bus info Device Class Description ==================================================== pci@0000:02:00.0 eth1 network 82545EM Gigabit Ethernet Controller (Copper) pci@0000:02:01.0 eth2 network 82545EM Gigabit Ethernet Controller (Copper) pci@0000:03:00.0 eth0 network VMXNET3 Ethernet Controller  DPDK対応NICのPCI IDを確認 $ sudo ifconfig eth1 down $ sudo ifconfig eth2 down $ sudo ip addr flush dev eth1 $ sudo ip addr flush dev eth2  インターフェイスの設定をクリア
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  DPDK の設定（つづき） dpdk { socket-mem1024 dev 0000:02:00.0 dev 0000:02:01.0 }  /etc/vpp/startup.confにdpdkに関する設定を追加して、VPPを起動  socket-memはパケットバッファ、hugepagesからアロケートされる  socket-memは明示的に指定しないと、CPUソケット（NUMAノード）毎に512Mを確保  VPP側では、GigabitEthernetX/X/Xとして認識される vpp# show int Name Idx State Counter Count GigabitEthernet2/0/0 1 down GigabitEthernet2/1/0 2 down ...
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  vhostの設定 vpp# create vhostsocket /tmp/sock0.sock server  vhost socketを作成 vpp# show int Name Idx State Counter Count VirtualEthernet0/0/0 3 down ... <qemu:commandline> <!-- vhost-user --> <qemu:arg value='-chardev'/> <qemu:arg value='socket,id=char0,path=/tmp/sock0.sock’/> <qemu:arg value=’-netdev’/> <qemu:arg value=’vhost-user,id=mynet,chardev=char0'/> <qemu:arg value='-device'/> <qemu:arg value='virtio-net-pci,netdev=mynet,mac=52:54:00:01:00:33'/> <qemu:arg value='-object'/> <qemu:arg value='memory-backend-file,id=mem,size=16384M,mem-path=/run/hugepages/kvm,share=on'/> <qemu:arg value='-numa'/> <qemu:arg value='node,memdev=mem'/> <qemu:arg value='-mem-prealloc'/> </qemu:commandline>  livbirt XML定義ファイルでvhost-userの設定（XRvの場合）  VPP側では VirtualEthernet0/0/Xと認識される
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  vethの設定 $ sudo iplink add vpp1 type veth peer name veth1  ホストでvpp1とveth1というvethペアを作成 vpp# create host-interface name vpp1 host-vpp1  VPP側ではhost-vpp1と認識される  veth1をコンテナ等に接続 vpp# show int Name Idx State Counter Count host-vpp1 4 down …  VPP側ではhost-vpp1と認識される
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  tapの設定 vpp# tap connecttaphost tap-0  taphostというtapインターフェイスを作成 vpp# show int Name Idx State Counter Count tap-0 5 down ...  VPP側ではtap-Xと認識される  ホスト側ではtaphostとして認識される $ ip link ... 7: taphost: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000 link/ether 4e:00:94:42:8d:35 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
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  デモ L2設定 15 vpp# createhost-interface name vpp1 host-vpp1 vpp# set interface state host-vpp1 up vpp# set interface l2 bridge host-vpp1 1 vpp# create host-interface name vpp2 host-vpp2 vpp# set interface state host-vpp2 up vpp# set interface l2 bridge host-vpp2 1  VPPにvethを認識させ、L2ポートとしてBridge Domain 1に接続 L3ポートL2ポート Bridge Domain 1 C1 C2 veth pair veth pair eth0 eth0 Network Namespace: default Network Namespace: ns1 Network Namespace: ns2 10.0.0.1 10.0.0.2 host-vpp1 host-vpp2
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  デモ L3設定 16 vpp# createloopback interface loop0 vpp# set interface l2 bridge loop0 1 bvi vpp# set interface state loop0 up vpp# set interface ip address loop0 10.0.0.254/24 vpp# create host-interface name vpp3 host-vpp3 vpp# set interface state host-vpp3 up vpp# set interface ip address host-vpp3 10.0.1.254/24  Bridge Domain 1 に BVI インターフェイスを設定  VPPにvethを認識させ、L3ポートとして設定 VPP Router L3ポートL2ポート Bridge Domain 1 C1 C2 C3 veth pair veth pair veth pair eth0 eth0 eth0 Network Namespace: default Network Namespace: ns1 Network Namespace: ns2 Network Namespace: ns3 10.0.0.254 10.0.1.254 10.0.0.1 10.0.0.2 10.0.1.1 host-vpp1 host-vpp2 host-vpp3 loop0(bvi)
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  落穂拾い 17 unix { ... startup-config /home/userid/setup.cfg ... } 起動時に（仮想スイッチ&ルータとしての）VPPの設定を読み込ませるに は、/etc/vpp/startup.confのunix句で設定ファイルを指定
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  落穂拾い（cont.） 18 vpp# show trace -------------------Start of thread 0 vpp_main ------------------- Packet 1 00:13:25:316687: af-packet-input af_packet: hw_if_index 1 next-index 1 tpacket2_hdr: status 0x1 len 98 snaplen 98 mac 66 net 80 sec 0x5890503a nsec 0x22819a55 vlan 0 00:13:25:316712: ethernet-input IP4: 06:28:d8:1d:3c:f2 -> 4a:74:64:4d:bd:0a 00:13:25:316721: l2-input l2-input: sw_if_index 1 dst 4a:74:64:4d:bd:0a src 06:28:d8:1d:3c:f2 00:13:25:316725: l2-learn l2-learn: sw_if_index 1 dst 4a:74:64:4d:bd:0a src 06:28:d8:1d:3c:f2 bd_index 1 00:13:25:316728: l2-fwd l2-fwd: sw_if_index 1 dst 4a:74:64:4d:bd:0a src 06:28:d8:1d:3c:f2 bd_index 1 00:13:25:316730: l2-output l2-output: sw_if_index 2 dst 4a:74:64:4d:bd:0a src 06:28:d8:1d:3c:f2 00:13:25:316733: host-vpp2-output host-vpp2 IP4: 06:28:d8:1d:3c:f2 -> 4a:74:64:4d:bd:0a ICMP: 10.0.0.1 -> 10.0.0.2 tos 0x00, ttl 64, length 84, checksum 0x476a fragment id 0xdf3c, flags DONT_FRAGMENT ICMP echo_request checksum 0xebee  /etc/vpp/startup.confのapi-trace をonに編集 api-trace { on } vpp# trace add af-packet-input 10  traceを有効化 vpp# clear trace  trace結果をクリア  trace結果の確認
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  おわり ご清聴、ありがとうございました m(_ _)m 19