مشاركة عبر

نظرة عامة على الشبكات المتسارعة

  • مقالة

تنبيه

تشير هذه المقالة إلى CentOS، وهو توزيع Linux هو حالة نهاية العمر الافتراضي (EOL). يرجى مراعاة استخدامك والتخطيط وفقا لذلك. لمزيد من المعلومات، راجع إرشادات نهاية العمر الافتراضي CentOS.

توضح هذه المقالة الفوائد والقيود والتكوينات المدعومة للشبكات المسرعة. تمكن الشبكات المسرعة ظاهرية الإدخال/الإخراج الجذرية الفردية (SR-IOV) على أنواع الأجهزة الظاهرية المدعومة (VM)، مما يحسن أداء الشبكات بشكل كبير. يتجاوز مسار البيانات عالي الأداء هذا المضيف، ما يقلل من زمن الانتقال والتشويه واستخدام وحدة المعالجة المركزية لأحمال عمل الشبكة الأكثر تطلبا.

إشعار

لمزيد من المعلومات حول معاينة Microsoft Azure Network Adapter (MANA)، يرجى الرجوع إلى Azure MANA Docs

يوضح الرسم التخطيطي التالي كيفية اتصال جهازين ظاهريين بالشبكات المتسارعة وبدونهما.

لقطة شاشة تعرض الاتصال بين أجهزة Azure الظاهرية مع الشبكات المتسارعة وبدونها.

بدون الشبكات المتسارعة، تعبر جميع حركة مرور الشبكات داخل وخارج الجهاز الظاهري المضيف والتبديل الظاهري. يوفر المفتاح الظاهري جميع فرض النهج لحركة مرور الشبكة. تتضمن النهج مجموعات أمان الشبكة وقوائم التحكم في الوصول والعزل والخدمات الظاهرية الأخرى للشبكة.

مع الشبكات المتسارعة، تتم إعادة توجيه نسبة استخدام الشبكة التي تصل إلى واجهة شبكة الجهاز الظاهري (NIC) مباشرة إلى الجهاز الظاهري. تقوم الشبكات المسرعة بإلغاء تحميل جميع نهج الشبكة التي تم تطبيق المفتاح الظاهري عليها، ويتم تطبيقها في الأجهزة. نظرا لتطبيق الأجهزة للنهج، يمكن ل NIC إعادة توجيه نسبة استخدام الشبكة مباشرة إلى الجهاز الظاهري. يتجاوز NIC المضيف والتبديل الظاهري، بينما يحتفظ بجميع النهج التي طبقها في المضيف.

المزايا

تتمتع الشبكات المتسارعة بالمزايا التالية:

  • زمن انتقال أقل وحزم أعلى في الثانية. إزالة التبديل الظاهري من مسار البيانات يلغي الوقت الذي تقضيه الحزم في المضيف لمعالجة النهج. كما أنه يزيد من عدد الحزم التي يمكن للجهاز الظاهري معالجتها.

  • تخفيف التشويه. يعتمد وقت معالجة المفاتيح الظاهرية على مقدار النهج الذي يجب تطبيقه وعبء عمل وحدة المعالجة المركزية التي تقوم بالمعالجة. يؤدي إلغاء تحميل فرض النهج إلى الأجهزة إلى إزالة هذا التغير عن طريق تسليم الحزم مباشرة إلى الجهاز الظاهري. يؤدي إلغاء التحميل أيضاً إلى إزالة اتصال المضيف إلى الجهاز الظاهري وجميع مقاطعات البرامج وجميع تبديلات السياق.

  • انخفاض استخدام وحدة المعالجة المركزية. يؤدي تجاوز التبديل الظاهري في المضيف إلى استخدام أقل لوحدة المعالجة المركزية لمعالجة حركة مرور الشبكة.

القيود والحدود

  • تنطبق فوائد الشبكات المسرعة فقط على الجهاز الظاهري الذي يمكنها.

  • للحصول على أفضل النتائج، قم بتمكين Accelerated Networking على جهازين ظاهريين على الأقل في نفس شبكة Azure الظاهرية. هذه الميزة لها تأثير ضئيل على زمن الانتقال عند الاتصال عبر الشبكات الظاهرية أو الاتصال المحلي.

  • لا يمكنك تمكين الشبكات المسرعة على جهاز ظاهري قيد التشغيل. يمكنك تمكين الشبكات المسرعة على جهاز ظاهري مدعوم فقط عند إيقاف الجهاز الظاهري وإلغاء تخصيصه.

  • لا يمكنك نشر الأجهزة الظاهرية (الكلاسيكية) مع الشبكات المتسارعة من خلال Azure Resource Manager.

  • لا يقوم النظام الأساسي Azure بتحديث برامج تشغيل Mellanox NIC في الجهاز الظاهري. بالنسبة للأجهزة الظاهرية التي تعمل بنظامي Linux و FreeBSD، يتم تشجيع العملاء على البقاء على اطلاع بأحدث تحديثات النواة التي يقدمها التوزيع. بالنسبة للأجهزة الظاهرية التي تعمل بنظام التشغيل Windows، يجب على العملاء تطبيق برامج تشغيل محدثة من صفحة دعم Nvidia إذا تمت مواجهة أي مشكلات لاحقا مع برنامج التشغيل الذي تم تسليمه مع صورة Marketplace أو تطبيقها على صورة مخصصة.

المناطق المدعومة

تتوفر الشبكات المسرعة في جميع مناطق Azure العالمية وAzure Government Cloud.

أنظمة التشغيل المدعومة

تدعم الإصدارات التالية من Windows الشبكات المتسارعة:

  • Windows Server 2022
  • Windows Server 2019 قياسي/مركز بيانات
  • Windows Server 2016 قياسي/مركز بيانات
  • Windows Server 2012 R2 قياسي/مركز بيانات
  • الإصدار 21H2 من Windows 10 أو أحدث، بما في ذلك Windows 10 Enterprise متعدد الرسائل
  • Windows 11، بما في ذلك Windows 11 Enterprise متعدد الرسائل

تدعم توزيعات Linux و FreeBSD التالية من Azure Marketplace الشبكات المتسارعة خارج الصندوق:

  • Ubuntu 14.04 بنواة linux-azure
  • Ubuntu 16.04 أو أحدث
  • SLES12 SP3 أو أحدث
  • RHEL 7.4 أو أحدث
  • CentOS 7.4 أو أحدث
  • CoreOS Linux
  • Debian "Stretch" مع نواة backports
  • دبيان "باستر" أو أحدث
  • Oracle Linux 7.4 والإصدارات الأحدث مع Red Hat Compatible Kernel (RHCK)
  • Oracle Linux 7.5 والإصدارات الأحدث مع الإصدار 5 من UEK
  • FreeBSD 10.4 أو 11.1 أو 12.0 أو أحدث

مثيلات VM المدعومة

تدعم معظم أحجام مثيل الجهاز الظاهري للأغراض العامة والمحسنة للحساب مع اثنين أو أكثر من وحدات المعالجة المركزية الظاهرية الشبكات المتسارعة. في المثيلات التي تدعم hyperthreading، تدعم مثيلات الجهاز الظاهري التي تحتوي على أربعة أو أكثر من وحدات المعالجة المركزية الظاهرية الشبكات المتسارعة.

للتحقق مما إذا كان حجم الجهاز الظاهري يدعم الشبكات المتسارعة، راجع أحجام الأجهزة الظاهرية في Azure.

يمكنك الاستعلام مباشرة عن قائمة وحدات SKU للجهاز الظاهري التي تدعم الشبكات المتسارعة باستخدام الأمر Azure CLI az vm list-skus :

az vm list-skus \
  --location westus \
  --all true \
  --resource-type virtualMachines \
  --query '[].{size:size, name:name, acceleratedNetworkingEnabled: capabilities[?name==`AcceleratedNetworkingEnabled`].value | [0]}' \
  --output table

إشعار

على الرغم من ظهور أحجام NC وNV في إخراج الأمر، فإن هذه الأحجام لا تدعم الشبكات المتسارعة. تمكين الشبكات المتسارعة على الأجهزة الظاهرية NC أو NV ليس له أي تأثير.

صور الجهاز الظاهري المخصصة

إذا كنت تستخدم صورة مخصصة تدعم الشبكات المسرعة، فتأكد من تلبية المتطلبات التالية.

دعم الجهاز وبرنامج التشغيل

يجب أن تتضمن أي صورة مخصصة تدعم الشبكات المتسارعة برامج التشغيل التي تمكن ظاهرية الإدخال/الإخراج للجذر الفردي لبطاقات واجهة الشبكة (NIC) المستخدمة على أنظمة Azure الأساسية. تتضمن قائمة الأجهزة هذه NVIDIA ConnectX-3 و ConnectX-4 Lx و ConnectX-5 و Microsoft Azure Network Adapter (MANA).

الربط الديناميكي وإبطال الدالة الظاهرية

تتطلب الشبكات المتسارعة صور نظام التشغيل الضيف للتعامل بشكل صحيح مع الوظيفة الظاهرية التي تتم إزالتها أو إضافتها ديناميكيا. ستؤدي سيناريوهات مثل صيانة المضيف أو الترحيل المباشر إلى إبطال ديناميكي للدالة الظاهرية واستعادتها بعد حدث الصيانة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تضمن التطبيقات أنها ترتبط بالجهاز الاصطناعي وليس بالوظيفة الظاهرية من أجل الحفاظ على اتصال الشبكة أثناء هذه الأحداث.

لمزيد من المعلومات حول متطلبات ربط التطبيق، راجع كيفية عمل الشبكات المتسارعة في أجهزة Linux و FreeBSD الظاهرية.

تكوين برامج التشغيل لتكون غير مدارة

تتطلب الشبكات المسرعة تكوينات الشبكة التي تضع علامة على برامج تشغيل NVIDIA كأجهزة غير مدارة. تم تكوين الشبكات بشكل صحيح للصور التي تحتوي على الإصدار 19.4 من cloud-init أو أحدث لدعم الشبكات المتسارعة أثناء التوفير. ننصحك بشدة بعدم تشغيل برامج واجهة الشبكة المتنافسة (مثل ifupdown والشبكات) على الصور المخصصة، وأنك لا تقوم بتشغيل dhcpclient مباشرة على واجهات متعددة.

يوضح المثال التالي عينة من التكوين المنسدلة ل NetworkManager على RHEL أو CentOS:

sudo mkdir -p /etc/NetworkManager/conf.d
sudo cat > /etc/NetworkManager/conf.d/99-azure-unmanaged-devices.conf <<EOF
# Ignore SR-IOV interface on Azure, since it's transparently bonded
# to the synthetic interface
[keyfile]
unmanaged-devices=driver:mlx4_core;driver:mlx5_core
EOF

تستخدم نسبة استخدام الشبكة مسار بيانات الشبكات المتسارعة

بالنسبة لبرامج تشغيل NVIDIA: تحقق من تدفق الحزم عبر واجهة VF

بالنسبة لبرنامج تشغيل MANA: تحقق من تدفق حركة المرور عبر MANA

المحتوى ذو الصلة