[Linux性能调优] 网卡中断与CPU的绑定问题
背景网卡与操作系统的交互一般有两种方式:一种是中断(IRQ,网卡在收到了网络信号之后,主动发送中断到CPU,而CPU将会立即停下手边的活以便对这个中断信号进行分析)另一种叫DMA(Direct Memory Access, 也就是允许硬件在无CPU干预的情况下将数据缓存在指定的内存空间内,在CPU合适的时候才处理)目前在实际生产中,服务器还使用的中断方式 ,据说DMA方式会使外部设备的控制器独占P
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背景
网卡与操作系统的交互一般有两种方式:
- 一种是中断(IRQ,网卡在收到了网络信号之后,主动发送中断到CPU,而CPU将会立即停下手边的活以便对这个中断信号进行分析)
- 另一种叫DMA(Direct Memory Access, 也就是允许硬件在无CPU干预的情况下将数据缓存在指定的内存空间内,在CPU合适的时候才处理)
目前在实际生产中,服务器还使用的中断方式 ,据说DMA方式会使外部设备的控制器独占PCI总线,从而CPU无法与外部设备进行交互,这对通用型操作系统Linux来说,是很难接受的,所以DMA方式在Linux内核里使用得很少。
问题判定
当出现CPU占用不均的时候,就需要考虑网卡多队列是否尚未与CPU绑定引起的?
mpstat -P ALL 1
18:20:33 CPU %user %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %idle intr/s
18:20:33 all 0,23 0,00 0,08 0,11 6,41 0,02 0,00 93,16 2149,29
18:20:33 0 0,25 0,00 0,12 0,07 0,01 0,05 0,00 99,49 127,08
18:20:33 1 0,14 0,00 0,03 0,04 0,00 0,00 0,00 99,78 0,00
18:20:33 2 0,23 0,00 0,02 0,03 0,00 0,00 0,00 99,72 0,02
18:20:33 3 0,28 0,00 0,15 0,28 25,63 0,03 0,00 73,64 2022,19
- 查看设备硬件是否支持网卡多队列
#lspci -vvv
Ethernet controller的条目内容,如果有MSI-X && Enable+ && TabSize > 1,则该网卡是多队列网卡
- 查看是否打开网卡多队列
cat /etc/modprobe.conf查看网卡驱动。
broadcom网卡的驱动为e1000,默认打开网卡多队列
intel网卡的驱动为igb,默认不打开网卡多队列,需要添加options igb RSS=8,8(不同网卡之间的配置用“逗号”隔开)。
cat /proc/interrupt | grep eth,观察产生了8个网卡对列,并且对应着不同的中断,即已经打开。
3. 设置中断亲和性:
将中断52-59分别绑定到CPU0-7上。
echo "1" > /proc/irq/52/smp_affinity
echo "2" > /proc/irq/53/smp_affinity
echo "4" > /proc/irq/54/smp_affinity
echo "8" > /proc/irq/55/smp_affinity
echo "10" > /proc/irq/56/smp_affinity
echo "20" > /proc/irq/57/smp_affinity
echo "40" > /proc/irq/58/smp_affinity
echo "80" > /proc/irq/59/smp_affinity
/proc/irq/${IRQ_NUM}/smp_affinity为中断号为IRQ_NUM的中断绑定的CPU核的情况。以十六进制表示,每一位代表一个CPU核。
1(00000001)代表CPU0
2(00000010)代表CPU1
3(00000011)代表CPU0和CPU1
当网卡多对列大于32时,需要每8位中间使用“,”分隔,如下所示
00,00000001
00,00000002
00,00000004
00,00000008
00,00000010
00,00000020
00,00000040
注意:
- 使用网卡中断绑定时,切记需要关闭系统中断systemctl stop irqbalance
- 生产中虚拟机可能存在无法提供与CPU数目相同的网卡中断,可以考虑采用系统中断,启动命令:
systemctl start irqbalance
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