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性能評価（参考情報）
- テスターの値をグラフ化．
- Lagopusには物理->VNFとVNF ->物理NICでトラフィックが2倍かかっている
23
[byte]
[Mbps]
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
wire rate
lagopus
パケットサイズ
トラフィック量](https://image.slidesharecdn.com/tremaday-160702053011/85/Lagopus-NFV-with-Vhost-Tremaday-9-21-320.jpg)
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副産物：lago-dsl
• lagopusのDSLを直接叩くスクリプト．
• デバッグ用途以外の使用は推奨しない．
• 直接，flow，interface等の編集をすることができる．
• 実行
$ ./lago-dsl.py [lagopus DSL]
$ ./lago-dsl.py < [lagopus DSL file]](https://image.slidesharecdn.com/tremaday-160702053011/85/Lagopus-NFV-with-Vhost-Tremaday-9-30-320.jpg)
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副産物：lago-mon/ifstats-monitor.py
- 実行（指定間隔でJSONを出力するだけ）
- 出力例
{"timestamp": "2016-06-08T14:13:04.253669", "interfaces": {"interface1": {"name":
"interface1", "rx-dropped": 0, "tx-errors": 0, "rx-bytes": 0, "tx-packets": 0, "rx-packets":
0, "tx-bytes": 0, "rx-errors": 0, "tx-dropped": 0}, "interface0": {"name": "interface0",
"rx-dropped": 0, "tx-errors": 0, "rx-bytes": 0, "tx-packets": 0, "rx-packets": 0, "tx-
bytes": 0, "rx-errors": 0, "tx-dropped": 0}}}
$ ./ifstats_monitor.py -l 10
間隔 [sec]](https://image.slidesharecdn.com/tremaday-160702053011/85/Lagopus-NFV-with-Vhost-Tremaday-9-33-320.jpg)
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副産物：lago-mon/ifstats-monitor.py
- 実行（moniter．強いリクエストにより，bpsとppsを表示）
- 出力例
2016/06/08 14:22:49
+------------+------------------+--------------+------------------+--------------+
| name | rx-bps | rx-pps | tx-bps | tx-pps |
+------------+------------------+--------------+------------------+--------------+
| interface0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| interface1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
+------------+------------------+--------------+------------------+--------------+
$ ./ifstats_monitor.py -m 10
更新間隔 [sec]](https://image.slidesharecdn.com/tremaday-160702053011/85/Lagopus-NFV-with-Vhost-Tremaday-9-34-320.jpg)
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副産物：lago-mon/flowstats-monitor.py
- 実行（moniter．同一フローの識別が不可能な為，bps, ppsは無い．）
- 出力例
2016/06/08 14:27:45
bridge01, table: 0
+----------+--------+--------------+------------+----------------+--------------------------------------+--------------+--------------+
| priority | cookie | packet_count | byte_count | data | actions | hard_timeout | idle_timeout |
+----------+--------+--------------+------------+----------------+--------------------------------------+--------------+--------------+
| 100 | 0 | 0 | 0 | {"in_port": 2} | [{"apply_actions": [{"output": 1}]}] | 0 | 0 |
| 100 | 0 | 0 | 0 | {"in_port": 1} | [{"apply_actions": [{"output": 2}]}] | 0 | 0 |
+----------+--------+--------------+------------+----------------+--------------------------------------+--------------+--------------+
$ ./flowstats_monitor.py -m 10
更新間隔 [sec]](https://image.slidesharecdn.com/tremaday-160702053011/85/Lagopus-NFV-with-Vhost-Tremaday-9-35-320.jpg)
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副産物：lago-mon/flowstats-monitor.py
- 実行（指定間隔でJSONを出力するだけ）
- 出力例
{"timestamp": "2016-06-08T14:25:44.853720", "flows": {"bridge01": {"tables":
[{"table": 0, "flows": [{"stats": {"packet_count": 0, "byte_count": 0}, "hard_timeout": 0,
"actions": [{"apply_actions": [{"output": 2}]}], "priority": 100, "idle_timeout": 0,
"cookie": 0, "in_port": 1}, {"stats": {"packet_count": 0, "byte_count": 0},
"hard_timeout": 0, "actions": [{"apply_actions": [{"output": 1}]}], "priority": 100,
"idle_timeout": 0, "cookie": 0, "in_port": 2}]}], "name": "bridge01"}}}
$ ./flowstats_monitor.py -l 10
間隔 [sec]](https://image.slidesharecdn.com/tremaday-160702053011/85/Lagopus-NFV-with-Vhost-Tremaday-9-36-320.jpg)
Lagopus & NFV with Vhost (Tremaday#9)
- 1. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. Birds in Cloud SDN/NFV: Lagopus & VNF with Vhost 2016/07/02 hibitomo 1
- 2. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. Agenda - Lagopus? - Birds in ShowNet - FPGA + Lagopus + VNF - Lagopus設定のポイント - コアアサイン - Flow設計 - 簡易性能評価
- 3. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. Lagopus OpenFlowスイッチのソフトウェア実装 汎用x86サーバで動作可能 高速なパケット処理と幅広いプロトコルに対応 > 10Gbps OpenFlow1.3仕様に幅広く対応 各種トンネリングプロトコル OpenFlow コントローラ コントロールプレーン OpenFlow プロトコル OpenFlow スイッチ データプレーン Flow Table フローパターン アクション フローパターン アクション カウンター カウンター Flow Table #2 Flow Table #3 Flow Table #4
- 4. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. What is Lagopus (雷鳥属)? Lagopus is a small genus of birds in the grouse subfamily, commonly known as ptarmigans. All living in tundra or cold upland areas. http://en.wikipedia.org/wiki/Lagopus http://en.wikipedia.org/wiki/Lagopus#mediaviewer/File:Rock_Ptarmigan_(Lagopus_Muta).jpg
- 5. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. What is Lagopus (雷鳥属)? 5
- 6. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. Birds in ShowNet - 今年はここに居ました． 引用：https://www.facebook.com/interop.shownet
- 7. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. VNF(VirNOS) + Lagopus + FPGA - 処理はFPGA、転送はLagopus - NetFPGA-SUME - IPアドレスからハッシュを計算 - ハッシュ値にもとづいて転送先のVMの目印をSrc MACに書き込む(256種類) - LagopusはSrc MAC値に応じてVMへ転送 7 HV VNF VNF VNF lagopus lagopus uplink downlink hash計算と MACへの埋 め込み MACにもとづいて VMへ送信(staticな flow entry)
- 8. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 今回接続したVNF • VirNOS • IP infusion のコントリビュート • vRouter/vCPE solutionのVNF • DPDKが利用可能． • High performanceモードとTinyモード等の動作モード • 今回はTinyモードのVirNOSをDPDKでLagopusと接続 8
- 9. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 9
- 10. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. Challenges - ホストのLagopus(DPDK)とゲストのVirnos(DPDK)の接続 - 多ポート設定と負荷分散（ShowNetでは8台に分散．ポート数は計18） 10 HV VirNOS VirNOS VirNOS VirNOS lagopus lagopus port2 port4 port6 port8 port10 port9port7port5port3 port1 Eth0 Eth1 Eth0 Eth1 Eth0 Eth1 Eth0 Eth1
- 11. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. Agenda - Lagopus? - Birds in ShowNet - FPGA + Lagopus + VNF - Lagopus設定のポイント - コアアサイン - Flow設計 - 簡易性能評価
- 12. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 設定のポイント： コアアサイン - NUMAを意識したLagopusとVNFでコアアサインを設計する． - パケット・処理の流れを考える NIC CPU CPUMemory Memory NIC NICNIC QPI PCI-Exp PCI-Exp Reference: supermicro X9DAi
- 13. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 設定のポイント： コアアサイン（LagopusとVNF） - NUMAを意識したLagopusとVNFでコアアサインを設計する． - パケット・処理の流れを考える メモリ メモリ NIC core core core core core core core core core core core core core core core core CPU0 CPU1 トラフィック
- 14. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 設定のポイント： コアアサイン（LagopusとVNF） - NUMAを意識したLagopusとVNFでコアアサインを設計する． - パケット・処理の流れを考える メモリ メモリ NIC core core core core core core core core core core core core core core core core CPU0 CPU1 トラフィック Lagopus VirNOS (tiny mode) × 8
- 15. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 設定のポイント： コアアサイン（LagopusとVNF） - NUMAを意識したLagopusとVNFでコアアサインを設計する． - パケット・処理の流れを考える メモリ メモリ NIC core core core core core core core core core core core core core core core core CPU0 CPU1 トラフィック Lagopus VirNOS (tiny mode) × 8
- 16. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 設定のポイント： コアアサイン（LagopusとVNF） - コアアサインを間違えると性能は半減する - 横須賀で測定を実施．1500byte, Lagopusはデフォルトのコアアサイン 18 メモリ メモリ NIC core core core core core core core core core core core core core core core core CPU0 CPU1 トラフィック LagopusVNF × 8 メモリ メモリ NIC core core core core core core core core core core core core core core core core CPU0 CPU1 トラフィック Lagopus VNF × 8約4.4Gbps 約10Gbps 2倍以上の差
- 17. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. HV VirNOS VirNOS VirNOS VirNOS lagopus lagopus port2 port4 port6 port8 port10 port9port7port5port3 port1 Eth0 Eth1 Eth0 Eth1 Eth0 Eth1 Eth0 Eth1 設定のポイント： コアアサイン（LagopusのI/O） - Pollingでパケットの監視，転送を行うため，ポートが増えるほど性能が落ちる． - 今回のアーキテクチャでは物理NICへのトラフィックの偏りが顕著 19 10/4 Gbps 10Gbps
- 18. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. HV VirNOS VirNOS VirNOS VirNOS lagopus lagopus port2 port4 port6 port8 port10 port9port7port5port3 port1 Eth0 Eth1 Eth0 Eth1 Eth0 Eth1 Eth0 Eth1 設定のポイント： コアアサイン（LagopusのI/O） - トラフィックの偏りを考慮したコアアサインを行う - ShowNetでは4コアをI/Oに利用．下図の様に割り当てた 20 10Gbps 10Gbps 5Gbps 5Gbps
- 19. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. Lagopus設定のポイント（フロールール） - 256種類のsrc MACをマッチする必要がある．uplinkとdownlinkがあるため， srcMACのExact matchのルールが512種類必要． - Hash値は下位1byteに埋め込まれ，平等に分散されていることが期待できる ので，Maskを用いて下位3bitだけ見るルールに変更することができる．すると ルール数は16種類に削減できる． 21 in_port dl_src action 1 52:54:00:00:00:01 1 1 52:54:00:00:00:02 2 … … … in_port dl_src action 1 **:**:**:**:**:*0 1 1 **:**:**:**:**:*1 2 … … …
- 20. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 性能評価（参考情報） - いろいろな機器を通っているため，参考情報です． - トラフィックのボトルネックがLagopusであることは確認済 - 東京テクニカさんにご協力頂きました 22
- 21. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 性能評価（参考情報） - テスターの値をグラフ化． - Lagopusには物理->VNFとVNF ->物理NICでトラフィックが2倍かかっている 23 [byte] [Mbps] 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 wire rate lagopus パケットサイズ トラフィック量
- 22. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. デモ 24 ごめんなさい， いろんな時間が足りなかったのでありません＞＜
- 23. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 達成できなかったデモ 25 Lagopus ShowNet FPGA Emulator NIC port portportportport VNF VNF VNF VNF
- 24. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. Ansible playbook - v0.2.4から旧playbookが使えなくなっていたのでいろいろ更新 - 突貫で作ったコードなので，とりあえずfork先しか更新しておりません - fork先： https://github.com/hibitomo/lagopus-tools - ついでに機能が追加されています - 新機能 - DSLの自動生成 - 実行スクリプト自動生成 (vhost, pcap, pipeのvdevにも対応) - 新ansibleサンプル - Lagopus - VMを接続するサンプル（qemuの起動スクリプトも生成）
- 25. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. Lagopus slack - Facebookに「Lagopus Users Community」というグループがあります！ 28
- 26. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 時間があれば 29
- 27. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. Agenda - Bird in ShowNet - FPGA + Lagopus + VNF - Lagopus設定のポイント - コアアサイン - Flow設計 - 簡易性能評価 - 副産物 lagopus-tools - ansible - lago-dsl - lago-mon
- 28. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 副産物：lagopus-tools • 元々はインターン生に作らせたAnsibleとRyuのサンプル置き場 • Lagopusが関連するトラブルがほぼなかったため，待ち時間でツールを作成 • 突貫で作ったコードなので，とりあえずfork先しか更新しておりません • fork先： https://github.com/hibitomo/lagopus-tools ~/lagopus-tools$ ls ansible examples lago-dsl lago-mon LICENSE README.md
- 29. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 副産物：ansible - v0.2.4から旧playbookが使えなくなっていた - 今回，最新のLagopus用に更新．ついでに機能追加． - 新機能 - DSLの自動生成 - 実行スクリプト自動生成 (vhost, pcap, pipeのvdevにも対応) - 新ansibleサンプル - Lagopus - VMを接続するサンプル（qemuの起動スクリプトも生成）
- 30. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 副産物：lago-dsl • lagopusのDSLを直接叩くスクリプト． • デバッグ用途以外の使用は推奨しない． • 直接，flow，interface等の編集をすることができる． • 実行 $ ./lago-dsl.py [lagopus DSL] $ ./lago-dsl.py < [lagopus DSL file]
- 31. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 副産物：lago-mon - Lagopus用モニタリングツール - 動作確認の為に`lagosh -c show xxx` を連打してカウン タの差分を目grepするのは辛い． - logを取る為に`lagosh -c show xxx`を定期的に実行して， 整形済みjsonを一行に戻すのは手間． - 16 x 16ドットのロゴ - プロトタイプのファイル名がlagomon.pyだった．作るしか 無いと思った．後悔はしていない． ラゴモン（成長期）
- 32. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 副産物：lago-mon - Lagopus用モニタリングツール - 動作確認の為に`lagosh -c show xxx` を連打してカウン タの差分を目grepするのは辛い． - logを取る為に`lagosh -c show xxx`を定期的に実行して， 整形済みjsonを一行に戻すのは手間． - 16 x 16ドットのロゴ - プロトタイプのファイル名がlagomon.pyだった．作るしか 無いと思った．後悔はしていない． - AA版もあります．( 15 x 36 ) ######## ## ;;;; ## ## #### ## #### ## ## ## #### ##### ######## ## ############## ## ## ### ######## ## ## #### ## ## ## #### ## #### ## ## ## ## ## ###### #### #### #### #### ########## #################### mmmm ## ########## ラゴモン（成長期）
- 33. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 副産物：lago-mon/ifstats-monitor.py - 実行（指定間隔でJSONを出力するだけ） - 出力例 {"timestamp": "2016-06-08T14:13:04.253669", "interfaces": {"interface1": {"name": "interface1", "rx-dropped": 0, "tx-errors": 0, "rx-bytes": 0, "tx-packets": 0, "rx-packets": 0, "tx-bytes": 0, "rx-errors": 0, "tx-dropped": 0}, "interface0": {"name": "interface0", "rx-dropped": 0, "tx-errors": 0, "rx-bytes": 0, "tx-packets": 0, "rx-packets": 0, "tx- bytes": 0, "rx-errors": 0, "tx-dropped": 0}}} $ ./ifstats_monitor.py -l 10 間隔 [sec]
- 34. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 副産物：lago-mon/ifstats-monitor.py - 実行（moniter．強いリクエストにより，bpsとppsを表示） - 出力例 2016/06/08 14:22:49 +------------+------------------+--------------+------------------+--------------+ | name | rx-bps | rx-pps | tx-bps | tx-pps | +------------+------------------+--------------+------------------+--------------+ | interface0 | 0 | 0 | 0 | 0 | | interface1 | 0 | 0 | 0 | 0 | +------------+------------------+--------------+------------------+--------------+ $ ./ifstats_monitor.py -m 10 更新間隔 [sec]
- 35. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 副産物：lago-mon/flowstats-monitor.py - 実行（moniter．同一フローの識別が不可能な為，bps, ppsは無い．） - 出力例 2016/06/08 14:27:45 bridge01, table: 0 +----------+--------+--------------+------------+----------------+--------------------------------------+--------------+--------------+ | priority | cookie | packet_count | byte_count | data | actions | hard_timeout | idle_timeout | +----------+--------+--------------+------------+----------------+--------------------------------------+--------------+--------------+ | 100 | 0 | 0 | 0 | {"in_port": 2} | [{"apply_actions": [{"output": 1}]}] | 0 | 0 | | 100 | 0 | 0 | 0 | {"in_port": 1} | [{"apply_actions": [{"output": 2}]}] | 0 | 0 | +----------+--------+--------------+------------+----------------+--------------------------------------+--------------+--------------+ $ ./flowstats_monitor.py -m 10 更新間隔 [sec]
- 36. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. 副産物：lago-mon/flowstats-monitor.py - 実行（指定間隔でJSONを出力するだけ） - 出力例 {"timestamp": "2016-06-08T14:25:44.853720", "flows": {"bridge01": {"tables": [{"table": 0, "flows": [{"stats": {"packet_count": 0, "byte_count": 0}, "hard_timeout": 0, "actions": [{"apply_actions": [{"output": 2}]}], "priority": 100, "idle_timeout": 0, "cookie": 0, "in_port": 1}, {"stats": {"packet_count": 0, "byte_count": 0}, "hard_timeout": 0, "actions": [{"apply_actions": [{"output": 1}]}], "priority": 100, "idle_timeout": 0, "cookie": 0, "in_port": 2}]}], "name": "bridge01"}}} $ ./flowstats_monitor.py -l 10 間隔 [sec]
- 37. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. lago-monを利用したツール連携 40 Lagopus DSL log file Lagopus Server Log/Display Server REST
- 38. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. lago-monを利用したツール連携 • 出力例（Ryu-certification動作中のログ） 41
- 39. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. まとめ - Bird in ShowNet - LagopusとDPDKでVMに接続 - LagopusとFPGAでVMにロードバランス - 副産物（lagopus-tools） - ansible - lago-dsl.py - lago-mon
- 40. Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved. ご清聴ありがとうございました 43 ######## ## ;;;; ## ## #### ## #### ## ## ## #### ##### ######## ## ############## ## ## ### ######## ## ## #### ## ## ## #### ## #### ## ## ## ## ## ###### #### #### #### #### ########## #################### mmmm ## ##########