为什么基于流量的转发不适合虚拟机

时间:2018/6/21 17:45:25浏览次数:1083

我想大家现在应该都清楚,基于流量的转发并不适合现有硬件。为大流量设计的交换机,如转发入口(NEC ProgrammableFlow交换机,Entersys 数据中心交换机等)

我想大家现在应该都清楚,基于流量的转发并不适合现有硬件。为大流量设计的交换机,如转发入口(NEC ProgrammableFlow交换机,Entersys 数据中心交换机等)或许是个例外鎼滅储,但即便他们不能应付反应流安装所要求的巨大数据流更新速度,我们当然期望虚拟交换机能运行更好,但遗憾的是,情况并非如此。

  定义

  基于流量的转发有时候被定义为单独传输层对话的转发(有时候被称作是微流量),大量事实表明这种方法不能做扩展,其他人将基于流量的转发定义为所有不是仅限目的地地址的转发,我不了解这些定义欲MPLS Forwarding Equivalence Class (FEC)有何不同,也不知道我们为什么要弄个新的令人费解的词语来定义。

  在Open vSwitch中的微数据流转发

  Open vSwitch的原始版本是基于理想微流的典型转发架构:内核转发模块执行微流转发,并将所有未知数据包发给用户模式的后台程序,然后,用户模式的后台程序会执行数据包检查(使用OpenFlow转发条目或其他转发法则),并且为内核模块中心发现的数据流安装微流量条目。

  如果你还记得Catalyst 5000,或许你会想起Netflow交换机一些令人不愉快的记忆,但这个方案的问题应该是硬件和CPU的性能不佳造成的。事实表明,虚拟交换机也不会好到哪儿去。

  向Open vSwitch深入挖掘发现一个有意思的事情:流量驱逐,一旦内核模块达到微流量的峰值,它就会抛出之前的流量,直到你意识到默认峰值为2500微流量,这个数值已经足够一个Web服务器使用,而对托管50或100个虚拟机的Hypervisor而言,数量级肯定太低。

  为什么?

  微流量缓存非常小,没有很明显的效果,毕竟,Web服务器可以轻易应对10000个对话,而一些基于Linux的负载平衡器为每个服务器控制的对话数可以多出一个数量级,你可以增加默认的缓冲OVS流量,这下会有人好奇为什么默认数值如此低了?

  我不能说明造成这种情况的潜在原因,但我怀疑和单位流量计数有关——流量计数器必须周期性地从内核模块转到用户模式后台程序。在比较短的间隔期里,在用户-内核槽之间复制成千上万的流量计数器或许会占用很多CPU空间。

  如何修复?

  还不够明显吗?放下所有关于基于微流量转发的概念包袱,按传统方式来做,OVS在1.11版本中走的就是这个路子,OVS 1.11在内核模块中部署了兆位流量,再从内核把流量发送到用户模式OpenFlow代理那里(因为内核转发条目几乎可以与用户模式OpenFlow条目做精确匹配,所以效果显著)。

  不出意外,没有哪个虚拟机使用基于微流量的转发。VMware vSwitch,思科Nexus 1000V和IBM的5000V根据目的地的MAC地址做转发决定,Hyper-V和Contrail根据目的地的IP地址做转发决定,甚至用于vSphere的VMware NSX也使用分布式vSwitch和核内 Layer -3转发模块。

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