網路卡多隊列技術與RSS功能的詳細介紹

多佇列網卡是一種技術，最初是用來解決網路IO QoS （quality of service）問題的，後來隨著網路IO的頻寬的不斷提升，單核心CPU不能完全處滿足網路卡的需求，透過多隊列網卡驅動的支持，將各個隊列透過中斷綁定到不同的核上，以滿足網卡的需求。

常見的有Intel的82575、82576，Boardcom的57711等，下面以公司的伺服器使用較多的Intel 82575網卡為例，分析一下多隊列網卡的硬體的實現以及linux核心軟體的支持。

1.多佇列網卡硬體實作

圖1.1是Intel 82575硬體邏輯圖，有四個硬體佇列。當收到訊息時，透過hash包頭的SIP、Sport、DIP、Dport四元組，將一條流總是收到相同的佇列。同時觸發與該佇列綁定的中斷。

圖1.1 82575硬體邏輯圖

2.什麼是RSS

RSS(Receive Side Scaling)是一種能夠在多處理器系統下使接收封包在多個CPU之間高效分發的網路卡驅動技術。

• 網卡對接收到的封包進行解析，取得IP位址、協定和連接埠五元組資訊

• 網路卡透過設定的HASH函數根據五元組資訊計算出HASH值,也可以根據二、三或四元組進行計算。

• 取HASH值的低幾位(這個具體網卡可能不同)作為RETA(redirection table)的索引

• 根據RETA中存儲的值分發到對應的CPU

下圖描述了完整的處理流程：

基於RSS技術程式可以透過硬體在多個CPU之間來分發數據流，並且可以透過對RETA的修改來實現動態的負載平衡。

3.在DPDK中設定RSS

DPDK支援設定靜態hash值和設定RETA。 不過DPDK中RSS是基於連接埠的，並根據連接埠的接收佇列進行封包分發的。 例如我們在一個連接埠上配置了3個接收佇列(0,1,2)並開啟了RSS，那麼中就是這樣的:

{0,1,2,0,1,2,0 .........}

運行在不同CPU的應用程式就從不同的接收佇列接收報文，這樣就達到了報文分發的效果。

在DPDK中透過設定rte_eth_conf中的mq_mode欄位來開啟RSS功能，rx_mode.mq_mode = ETH_MQ_RX_RSS。

當RSS功能開啟後，封包對應的rte_pktmbuf中就會存有RSS計算的hash值，可以透過pktmbuf.hash.rss來存取。 這個值可以直接用在後續封包處理過程中而不需要重新計算hash值，如快速轉發，標識封包流等。

RETA是運行時可配置的，這樣應用程式就可以動態改變CPU對應的接收佇列，從而動態調節封包分發。 具體透過PMD模組的驅動進行配置，例如ixgbe_dev_rss_reta_update和ixgbe_dev_rss_reta_query。

以上是網路卡多隊列技術與RSS功能的詳細介紹的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！