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关于阅读:高性能网络SIG月度动态virtionet-支持动态中断调节SMC-v2-协议增加新扩展

jiezi

高性能网络 SIG（Special Interest Group）：在云计算时代，软硬件高速倒退，云原生、微服务等新的利用状态衰亡，让更多的数据在过程之间流动，而网络则成为了这些数据流的载体，在整个云时代扮演者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，高性能网络趣味组致力于利用 XDP、RDMA、VIRTIO 等新高效通信技术，联合软硬件一体化的思维，打造高性能网络协议栈，晋升云计算时代数据中心利用的网络的性能。

01 本月 SIG 整体停顿

本月高性能网络 SIG 的次要工作聚焦在 SMC，virtio 和 Anolis OS 通用内核网络上。

本月要害停顿：

  • 本月 SIG 小组和 IBM SMC 开发团队在 SMC v2 的协定扩大上达成了统一，至此 SIG 推动的几个要害协定扩大内容（单连贯个性反对，LGR 最大连接数可协商反对，RDMA write with immediate 反对，以及可扩大的选项等）在 SMC 开发者例会上根本探讨结束。
  • SIG 小组提出并推动的 virtio-net: support the virtqueue coalescing moderation（https://lists.oasis-open.org/archives/virtio-dev/202303/msg00…）提案在 virtio 社区投票通过，该提案能够让 virtio-net 反对动静中断调节，晋升 virtio-net 的性能。

02 Anolis OS

修复

Anolis OS ANCK 5.10 新增以下修复：

  • Anck 5.10 aarch64kernel_selftests 测试套下 net.tls 用例 fail：在 ->get_port() 前将 err 设置成正确的错误码。（https://bugzilla.openanolis.cn/show_bug.cgi?id=2394）
  • Anck 5.10 nightly[x86_64]kernel-selftests：执行 net 目录下 reuseaddr_ports_exhausted.sh 用例 fail：修复内核为未建设的 socket 附加 ktls ULP 时返回正确的错误码。（https://bugzilla.openanolis.cn/show_bug.cgi?id=4510）
  • 平安

本月网络方向共计修复 17 个 CVE，笼罩 ulp/wifi/sched/ipv6/sctp/mpls/usb/nfc/netfilter/bluetooth 等模块，CVE 列表：CVE-2022-4129，CVE-2023-0461，CVE-2023-23455，CVE-2023-23559，CVE-2022-47929，CVE-2023-0394，CVE-2023-1074，CVE-2023-26545，CVE-2022-2964，CVE-2023-23454，CVE-2023-1281，CVE-2020-25672，CVE-2023-0590，CVE-2020-25670，CVE-2023-1095，CVE-2022-20566，CVE-2020-25671。

03 高性能网络协议栈 SMC

本月，龙蜥社区高性能网络 SIG 在 SMC 畛域的工作，次要聚焦在标准化协定的扩大、本机高性能通信计划和 eBPF 策略替换能力。

本机高性能通信计划

本机的 loopback 和容器间（跨 netns）通信曾经是一种常见的数据门路，在数据处理和云原生场景有着十分宽泛的应用。例如云原生场景下，service mesh 通过 proxy 过程与业务过程、sidecar 进行通信。SMC 提供了本机（loopback 和 容器间）的高性能通信计划，比照传统的用户态 IPC、以及内核的 TCP loopback 或者 UNIX domain socket 等计划，除了性能具备十分大的劣势之外（具体数据可参考 LWN 链接：https://lwn.net/Articles/927410/），同时对于利用通明无侵入、无批改。本月咱们持续欠缺曾经推送到 Linux 社区的 RFC 提案，并发送出 v4 版本（LWN 链接）。从以后反馈来看，Linux 社区对于计划的实用场景、可行性曾经达成统一。目前聚焦在 SMC 协定如何确保惟一辨认到本机的 loopback 设施。以后的计划是通过多重 ID 来辨别不同的 loopback 设施，抵触的概率在 1/2^(64*3)。对于 SMC loopback 的更进一步的议题，咱们将在 SMC 开发者例会上与 Linux 社区的 Maintainer 进一步沟通。

协定扩大

SMC 协定定义在 IETF RFC 7609 和 IBM SMC PDF 手册之中，协定规定了单方如何握手直至建设连贯并失常通信。以后协定存在一些问题，例如 SMC v2 协定尚未标准化，以及尚无针对协定设定预期场景之外的拓展。本月龙蜥社区与 Linux 社区在协定扩大上达成了统一，至此咱们推动的几个要害协定扩大内容在 SMC 开发者例会上探讨根本结束，并在通过一系列 review 和 comment 之后，进入正式的协定更新和公布流程。本次达成统一的协定扩大次要包含：单连贯的个性的反对，LGR 最大连接数可协商的反对，RDMA write with immediate 的反对，以及可扩大的选项等。

eBPF 策略替换

SMC 提供了动静回退 TCP 的能力，以后的回退策略的决策因素次要是由 RDMA / ISM 连贯建设是否胜利。因为 SMC 短链接性能不如 TCP，为了让 SMC 更加通用，因而打算给 SMC 减少基于策略的回退 TCP 的能力，帮忙 SMC 更好地适配不同利用模型和场景。基于下面的背景，咱们向 Linux 的 BPF 社区推送了基于 eBPF struct ops 个性的 SMC 策略回退的补丁，并于 BPF 的 maintainer 和 struct ops 的作者探讨实现细节。基于探讨的细节，咱们发送了更新版本的补丁。如果 eBPF 策略替换计划被社区承受后，咱们将 eBPF 策略替换的用户态实现提交到 SMC 工具（smc-tools）之中，简化用户应用，同时 SMC ULP 计划也将会被废除。

04 virtio

virtio specification 反对 virtqueue notification coalescing

背景：Net DIM (Generic Network Dynamic Interrupt Moderation) https://www.kernel.org/doc/html/next/networking/net_dim.html 算法通过统计以后网络中单个队列的流量信息和中断次数，自适应计算中断调整方向和步长，并将后果配置下发到设施，以达到晋升网络吞吐量的目标。因为目前的 virtio specification 不反对对单个队列进行中断参数下发，所以还无奈反对 netdim。

高性能网络组推动的 virtio-net: support the virtqueue coalescing moderation 的提案，能够让 virtio-net 反对动静中断调节，并对一一队列下发中断调节参数，目前该工作曾经被 virtio 社区投票通过（https://lists.oasis-open.org/archives/virtio-dev/202303/msg00…）。

virtio-net inner header hash

为了反对 VXLAN、GENEVE、GRE 等隧道协定基于内头部计算哈希，晋升 RSS 以及监控场景的收包性能，高性能网络 SIG 小组发动了 virtio_net: support inner header hash（https://lists.oasis-open.org/archives/virtio-dev/202303/msg00…）的提案。

本月 v9->v12 的探讨次要集中在 inner header hash 如何更好的反对对称哈希的主题上：

legacy GRE 等隧道协定基于 IP 头进行传输，其既没有内部端口号，也没有能够用于辨认 flow-specific 的字段，所以基于内头部计算哈希是十分必要的。另外，VXLAN、GENEVE 等古代隧道协定尽管都可基于 transport header 进行传输，即能够通过内部端口号来进步熵，然而在某些监控场景下，它们可能须要同一流的数据包被散列到同一个接管队列，然而同一条流可能会通过不同隧道封装，因而，必须应用内头部计算对称哈希能力达到此目标。

目前针对如何找出一个 key 或者 hash 算法能够同时对称散列 ipv4/ipv6 数据包的问题还没有达成统一，咱们会和社区进一步沟通以让 inner header hash 更加通用。

virtio-net 反对 AF_XDP zerocopy

背景：AF_XDP 是一个 bypass 内核的新的收发包框架。它能够把驱动的收包间接传递到用户态，用户态能够间接把包从用户态传递到驱动间接发送进来。它的性能相比于内核的 UDP PPS 能够晋升 3-7 倍。然而它要驱动进行 zerocopy 的反对。

目前这个系列的 patch set 因为数量太多，打算分成两个局部：

  • virtio core 反对 DMA premapped。这个局部是让 virtio core 框架反对提交 DMA address 操作, 目前的实现外面，所有的 DMA 操作都在 virito core 外面实现的，咱们要让 virtio core 反对传递 DMA address 给 virtio core。因为 AF_XDP 会提前完成所有的地址的 DMA 操作，以及一些 virtqueue reset 的相干操作。
  • 这部分曾经根本在社区的 review 通过。
  • virtio-net 反对 AF_XDP。后续的工作在后面一个 patch set 的根底上，会提交到 net-next 分支上。
  • 这部分的 patch 也进行了拆分，目前在推动对于 virtio-net 的 xdp 进行代码重构。这一实现曾经和社区根本达成了统一。
  • 后续的 patch 会在下一个版本公布之后，net 局部蕴含了 virtio core 的代码更新之后再提交。

以上为 3 月高性能网络 SIG 月度动静，欢送大家退出共建（入群形式见文末）。更多 SIG 动静返回龙蜥官网获取：

龙蜥 SIG 主页链接：https://openanolis.cn/sig

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

—— 完 ——

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