Microsoft Azure 網路介面卡 (MANA) 和 Linux 上的 DPDK

發行項
07/17/2024

Microsoft Azure 網路介面卡 (MANA) 是 Azure 虛擬機器的新硬體，提供更高的輸送量和可靠性。若要使用 MANA，使用者必須修改其 DPDK 初始化常式。與舊版硬體相比，MANA 需要進行兩項變更：

輪詢模式驅動程式 (PMD) 的 MANA EAL 引數與先前硬體不同。
Linux 核心必須先釋出 MANA 網路介面的控制，才能開始進行 DPDK 初始化。

範例程式碼中概述 MANA DPDK 的安裝程序。

簡介

舊版 Azure Linux VM 依賴 mlx4 或 mlx5 驅動程式，以及加速網路隨附的硬體。 Azure DPDK 使用者可將流排位址傳遞至 DPDK EAL，來選取要包含或排除的特定介面。 MANA DPDK 的設定程序稍有不同，因為每個加速網路介面會有一個流排位址的假設不再成立。 MANA PMD 不會使用 PCI 流排位址，而是使用 MAC 位址來判斷其應該繫結的介面。

MANA DPDK EAL 引數

當沒有 --vdev 引數時，MANA PMD 會探查系統上的所有裝置和連接埠；--vdev 引數不是必要項目。測試環境通常會保留一個可用的 (主要) 介面供 SSH 連線至 VM。若要使用 DPDK 搭配可用 VF 子集，使用者應該將 MANA 裝置流排位址和介面的 MAC 位址傳遞至 --vdev 引數。如需詳細資料，請參閱 MANA 上的 DPDK EAL 初始化中示範的範例程式碼。

如需 DPDK 環境抽象層 (EAL) 的一般資訊：

MANA 的 DPDK 需求

在 MANA 硬體上使用 DPDK 需要 Linux 核心 6.2 或更新版本，或是最新 Linux 核心中乙太網路和 InfiniBand 驅動程式的向後移植。同時需要特定版本的 DPDK 和使用者空間驅動程式。

MANA DPDK 需要下列驅動程式集合：

Linux 核心乙太網路驅動程式 (5.15 核心和更新版本)
Linux 核心 InfiniBand 驅動程式 (6.2 核心和更新版本)
DPDK MANA 輪詢模式驅動程式 (DPDK 22.11 和更新版本)
Libmana 使用者空間驅動程式 (rdma 核心 v44 和更新版本)

支援的 Marketplace 映像

非詳盡的影像清單，包含使用 MANA 之 DPDK 的向後移植修補程式：

Red Hat Enterprise Linux 8.9
Red Hat Enterprise Linux 9.4
Canonical Ubuntu Server 20.04 (5.15.0-1045-azure)
Canonical Ubuntu Server 22.04 (5.15.0-1045-azure)

注意

MANA DPDK 不適用於 Windows；其只適用於 Linux VM。

範例：檢查 MANA

注意

本文假設系統上已安裝 pciutils 套件 (包含 lspci 命令)。

# check for pci devices with ID:
#   vendor: Microsoft Corporation (1414)
#   class:  Ethernet Controller (0200)
#   device: Microsft Azure Network Adapter VF (00ba)
if [[ -n `lspci -d 1414:00ba:0200` ]]; then
    echo "MANA device is available."
else
    echo "MANA was not detected."
fi

範例：DPDK 安裝 (Ubuntu 22.04)

注意

本文假設系統上已安裝相容的核心和 rdma 核心。

DEBIAN_FRONTEND=noninteractive sudo apt-get install -q -y build-essential libudev-dev libnl-3-dev libnl-route-3-dev ninja-build libssl-dev libelf-dev python3-pip meson libnuma-dev

pip3 install pyelftools

# Try latest LTS DPDK, example uses DPDK tag v23.07-rc3
git clone https://github.com/DPDK/dpdk.git -b v23.07-rc3 --depth 1
pushd dpdk
meson build
cd build
ninja
sudo ninja install
popd

範例：Testpmd 設定和 netvsc 測試

請注意下列使用 MANA 執行 DPDK 的範例程式碼。建議在 Azure 上使用 direct-to-vf 'netvsc' 設定，以獲得 MANA 的最大效能。

注意

DPDK 需要啟用 2 MB 或 1 GB 的 Huge Pages。範例假設已連結 2 個加速網路 NIC 的 Azure VM。

# Enable 2MB hugepages.
echo 1024 | tee /sys/devices/system/node/node*/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages

# Assuming use of eth1 for DPDK in this demo
PRIMARY="eth1"

# $ ip -br link show master eth1 
# > enP30832p0s0     UP             f0:0d:3a:ec:b4:0a <... # truncated
# grab interface name for device bound to primary
SECONDARY="`ip -br link show master $PRIMARY | awk '{ print $1 }'`"
# Get mac address for MANA interface (should match primary)
MANA_MAC="`ip -br link show master $PRIMARY | awk '{ print $3 }'`"


# $ ethtool -i enP30832p0s0 | grep bus-info
# > bus-info: 7870:00:00.0
# get MANA device bus info to pass to DPDK
BUS_INFO="`ethtool -i $SECONDARY | grep bus-info | awk '{ print $2 }'`"

# Set MANA interfaces DOWN before starting DPDK
ip link set $PRIMARY down
ip link set $SECONDARY down


## Move synthetic channel to user mode and allow it to be used by NETVSC PMD in DPDK
DEV_UUID=$(basename $(readlink /sys/class/net/$PRIMARY/device))
NET_UUID="f8615163-df3e-46c5-913f-f2d2f965ed0e"
modprobe uio_hv_generic
echo $NET_UUID > /sys/bus/vmbus/drivers/uio_hv_generic/new_id
echo $DEV_UUID > /sys/bus/vmbus/drivers/hv_netvsc/unbind
echo $DEV_UUID > /sys/bus/vmbus/drivers/uio_hv_generic/bind

# MANA single queue test
dpdk-testpmd -l 1-3 --vdev="$BUS_INFO,mac=$MANA_MAC" -- --forward-mode=txonly --auto-start --txd=128 --rxd=128 --stats 2

# MANA multiple queue test (example assumes > 9 cores)
dpdk-testpmd -l 1-6 --vdev="$BUS_INFO,mac=$MANA_MAC" -- --forward-mode=txonly --auto-start --nb-cores=4  --txd=128 --rxd=128 --txq=8 --rxq=8 --stats 2

疑難排解

無法將介面設為關閉。

無法將 MANA 繫結裝置設為「關閉」，可能會導致低或零封包輸送量。無法釋出裝置可能會導致與傳輸佇列相關的 EAL 錯誤訊息。

mana_start_tx_queues(): Failed to create qp queue index 0
mana_dev_start(): failed to start tx queues -19

無法啟用 Huge Pages。

請嘗試啟用 Huge Pages，並確認 meminfo 可顯示資訊。

EAL: No free 2048 kB hugepages reported on node 0
EAL: FATAL: Cannot get hugepage information.
EAL: Cannot get hugepage information.
EAL: Error - exiting with code: 1
Cause: Cannot init EAL: Permission denied

使用 `--vdev="net_vdev_netvsc0,iface=eth1"` 的低輸送量

不建議使用 net_failsafe 或 net_vdev_netvsc 輪詢模式驅動程式的容錯移轉設定，以確保在 Azure 上達到高效能。具有 DPDK 20.11 版或更高版本的 netvsc 設定可能會提供更好結果。為了獲得最佳效能，請確定 Linux 核心、rdma 核心和 DPDK 套件符合 DPDK 和 MANA 列出的需求。

rdma-core 的版本不符

rdma-core 和 linux 核心的不符情況隨時可能發生；當使用者從來源建置 dma-core、DPDK 和 Linux 核心的某種組合時，通常會發生不符情況。這類型的版本不符情形可能導致 MANA 虛擬函式 (VF) 探查失敗。

EAL: Probe PCI driver: net_mana (1414:ba) device: 7870:00:00.0 (socket 0)
mana_arg_parse_callback(): key=mac value=00:0d:3a:76:3b:d0 index=0
mana_init_once(): MP INIT PRIMARY
mana_pci_probe_mac(): Probe device name mana_0 dev_name uverbs0 ibdev_path /sys/class/infiniband/mana_0
mana_probe_port(): device located port 2 address 00:0D:3A:76:3B:D0
mana_probe_port(): ibv_alloc_parent_domain failed port 2
mana_pci_probe_mac(): Probe on IB port 2 failed -12
EAL: Requested device 7870:00:00.0 cannot be used
EAL: Bus (pci) probe failed.
hn_vf_attach(): Couldn't find port for VF
hn_vf_add(): RNDIS reports VF but device not found, retrying

這可能是由於搭配較新版 rdma-core 使用的核心具有 mana_ib 的向後移植修補程式。根本原因是核心 RDMA 驅動程式與使用者空間 rdma-core 程式庫之間的互動。

適用於 RDMA 的 Linux 核心 uapi 具有 RDMA 提供者識別碼的清單，在核心的向後移植版本中，此識別碼值可能與 rdma-core 程式庫中的版本不同。

{!NOTE} 範例程式碼片段來自 Ubuntu 5.150-1045 linux-azure 和 rdma-core v46.0

// Linux kernel header
// include/uapi/rdma/ib_user_ioctl_verbs.h
enum rdma_driver_id {
	RDMA_DRIVER_UNKNOWN,
	RDMA_DRIVER_MLX5,
	RDMA_DRIVER_MLX4,
	RDMA_DRIVER_CXGB3,
	RDMA_DRIVER_CXGB4,
	RDMA_DRIVER_MTHCA,
	RDMA_DRIVER_BNXT_RE,
	RDMA_DRIVER_OCRDMA,
	RDMA_DRIVER_NES,
	RDMA_DRIVER_I40IW,
	RDMA_DRIVER_IRDMA = RDMA_DRIVER_I40IW,
	RDMA_DRIVER_VMW_PVRDMA,
	RDMA_DRIVER_QEDR,
	RDMA_DRIVER_HNS,
	RDMA_DRIVER_USNIC,
	RDMA_DRIVER_RXE,
	RDMA_DRIVER_HFI1,
	RDMA_DRIVER_QIB,
	RDMA_DRIVER_EFA,
	RDMA_DRIVER_SIW,
	RDMA_DRIVER_MANA, //<- MANA added as last member of enum after backporting
};

// Example mismatched rdma-core ioctl verbs header
// on github: kernel-headers/rdma/ib_user_ioctl_verbs.h
// or in release tar.gz: include/rdma/ib_user_ioctl_verbs.h
enum rdma_driver_id {
	RDMA_DRIVER_UNKNOWN,
	RDMA_DRIVER_MLX5,
	RDMA_DRIVER_MLX4,
	RDMA_DRIVER_CXGB3,
	RDMA_DRIVER_CXGB4,
	RDMA_DRIVER_MTHCA,
	RDMA_DRIVER_BNXT_RE,
	RDMA_DRIVER_OCRDMA,
	RDMA_DRIVER_NES,
	RDMA_DRIVER_I40IW,
	RDMA_DRIVER_IRDMA = RDMA_DRIVER_I40IW,
	RDMA_DRIVER_VMW_PVRDMA,
	RDMA_DRIVER_QEDR,
	RDMA_DRIVER_HNS,
	RDMA_DRIVER_USNIC,
	RDMA_DRIVER_RXE,
	RDMA_DRIVER_HFI1,
	RDMA_DRIVER_QIB,
	RDMA_DRIVER_EFA,
	RDMA_DRIVER_SIW,
	RDMA_DRIVER_ERDMA,  // <- This upstream has two additional providers
	RDMA_DRIVER_MANA,   // <- So MANA's ID in the enum does not match
};

此不符情況會導致 MANA 提供者程式碼無法載入。使用 gdb 追蹤 dpdk-testpmd 的執行，確認已載入 ERDMA 提供者，而不是 MANA 提供者。 MANA driver_id 對於核心和 rdma-core 必須一致。 MANA PMD 會在這些 ID 相符時正確載入。

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簡介

MANA DPDK EAL 引數

MANA 的 DPDK 需求

支援的 Marketplace 映像

範例：檢查 MANA

範例：DPDK 安裝 (Ubuntu 22.04)

範例：Testpmd 設定和 netvsc 測試

疑難排解

無法將介面設為關閉。

無法啟用 Huge Pages。

使用 `--vdev="net_vdev_netvsc0,iface=eth1"` 的低輸送量

rdma-core 的版本不符

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MANA DPDK EAL 引數

MANA 的 DPDK 需求

支援的 Marketplace 映像

範例：檢查 MANA

範例：DPDK 安裝 (Ubuntu 22.04)

範例：Testpmd 設定和 netvsc 測試

疑難排解

無法將介面設為關閉。

無法啟用 Huge Pages。

使用 --vdev="net_vdev_netvsc0,iface=eth1" 的低輸送量

rdma-core 的版本不符

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使用 `--vdev="net_vdev_netvsc0,iface=eth1"` 的低輸送量