SR-IOV vNIC

Power Systems における
SR-IOV vNIC の構成
日本アイ・ビー・エム株式会社
Power Systems
テクニカルセールス
2016年 2月3日
rev 1.0
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りません。本講演資料に含まれている情報については、完全性と正確性を期するよう努力しましたが、「現状のまま」提供され、明示または暗示にかかわら
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果を生むものでもありません。
本講演資料でIBM製品、プログラム、またはサービスに言及していても、IBMが営業活動を行っているすべての国でそれらが使用可能であることを暗示する
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も変更できるものとし、いかなる方法においても将来の製品または機能が使用可能になると確約することを意図したものではありません。本講演資料に含ま
れている内容は、参加者が開始する活動によって特定の販売、売上高の向上、またはその他の結果が生じると述べる、または暗示することを意図したもので
も、またそのような結果を生むものでもありません。 パフォーマンスは、管理された環境において標準的なIBMベンチマークを使用した測定と予測に基づい
ています。ユーザーが経験する実際のスループットやパフォーマンスは、ユーザーのジョブ・ストリームにおけるマルチプログラミングの量、入出力構成、
ストレージ構成、および処理されるワークロードなどの考慮事項を含む、数多くの要因に応じて変化します。したがって、個々のユーザーがここで述べられ
ているものと同様の結果を得られると確約するものではありません。
記述されているすべてのお客様事例は、それらのお客様がどのようにIBM製品を使用したか、またそれらのお客様が達成した結果の実例として示されたもの
です。実際の環境コストおよびパフォーマンス特性は、お客様ごとに異なる場合があります。
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更新履歴

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2016年2月3日
rev. 1.0
初版発行
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目次
￭ SR-IOV とは
￭ Power Systems における SR-IOVサポートの拡張
￭ Power Systems における SR-IOVサポート構成
￭ SR-IOV を PowerVM 環境で使用するメリット
￭ SR-IOV vNIC 活用のメリット
￭ SR-IOV vNIC の構成と前提条件
￭ SR-IOV vNIC 構成手順
￭ SR-IOV vNIC 構成時の Hints & Tips
￭ SR-IOV vNIC 構成上の考慮点
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SR-IOV とは
￭ SR-IOV : Single Root I/O Virtualization
• PCI デバイス側で仮想化をサポートする規格 (*)
− PCI バス規格を管理している「PCI-SIG」(PCI Special Interest
Group) により2007年10月に策定 (*)
• 物理ポートを複数の パーティション / VM で 共有する機能を
ハードウェアにて提供
パーティション / VM #01
論理
ポート
論理
ポート
パーティション / VM #02
論理
ポート
論理
ポート
パーティション / VM #03
論理
ポート
論理
ポート
各論理ポートに割り当てる
ネットワーク帯域の最小値
をパーセント[%]で指定
PCIe3 4 ポート
10 GbE SR アダプター
10 Gbps - 16 Virtual Functions
10 Gbps - 16 Virtual Functions
10 Gbps - 16 Virtual Functions
(*) 出典: ITpro “SR-IOV とは”, 2010/01/18
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Keyword/20100115/343227/
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10 Gbps - 16 Virtual Functions
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Power Systems における SR-IOVサポートの拡張
￭ PowerVM 環境にて vNIC をサポート
• vNIC は新たなデバイス
− 従来から論理ポートを SEA (Shared Ethernet Adapter) 経由で
SR-IOV 論理ポート を共有することは可能
 VIOC では Virtual Ethernet を構成
• LPAR の vNIC 構成時に VIOS 上の必要な構成を自動で定義
− VIOS 上の論理ポート と vNIC server device を構成
従来の構成
LPAR#1-1
論理
ポート
SR-IOV
vNIC 構成
LPAR#1-4
LPAR#1-3
Virtual
Ether
Virtual
LPAR#1-2
Ether
Virtual
Ether
VIOS
SEA
Virtual
Ether
論理
ポート
VIOS
論理
VF
ポート
vNIC
vNIC
Server
Server
LPAR#2-2
vNIC
vNIC
15
%
Power Hypervisor
6
LPAR#2-1
SR-IOV 対応
アダプター
20
%
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Power Systems における SR-IOVサポート構成
￭ Power Systems における SR-IOV の選択肢
• SR-IOV 論理ポート
① LPAR に構成
– VIOS なしで SR-IOV アダプターを複数LPAR で共有可能
– 論理ポート単位で帯域制御可能
– VIOC は LPM 不可
② VIOS に構成
– SEA を作成することで論理ポートを複数LPAR で共有可能
– VIOC 間で帯域制御は不可
– VIOC は LPM 可能
※ ①と②の構成は共存可能
• SR-IOV vNIC
① VIOS 以外の LPAR に構成
– SEA なしで SR-IOV アダプターを複数LPAR で共有可能
– VIOC 間で帯域制御可能
– VIOC は LPM 可能
※ SR-IOV 論理ポート構成と共存可能
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SR-IOV を PowerVM 環境で使用するメリット
ネットワークの帯域制御を実現
• SR-IOV の帯域制御によりパフォーマンスを必要とする区画に
帯域を保証
− 広帯域を必要とするファイル・サーバーやバッチ処理時の大量の
データ転送 など
• SR-IOV vNIC による VIO クライアントの帯域制御と
PowerVM によるLive Partition Mobility の両立を実現
ネットワーク転送に要する CPU 負荷を低減
• SR-IOV vNIC により、従来 SEA で使用してた VIOS の
CPU 使用量をゼロに削減
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SR-IOV vNIC 活用のメリット (1)
ネットワークの帯域制御を実現
• 割り当てたい最小の帯域を % で指定
使用帯域 [Gbps]
− 帯域制御の例
 LPAR1 を 2 ～ 98 % で割当を変更
 LPAR2 は 2% 割当で固定
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LPAR2
LPAR1
2
30
50
60
70
LPAR1 の割当帯域 [%]
80
98
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SR-IOV vNIC 活用のメリット (2)
ネットワーク転送に要する CPU 負荷を低減
• vNIC は VIOS の CPU を消費せずに通信可能
− ネットワーク転送時の CPU 使用量の合算
 送信側 VIOS 0.85 PU → 0 PU
 受信側 VIOS 1.0 PU
→ 0 PU
(例) 5 Gbps 転送時の CPU 使用量
送信側 VIOS
SEA
VE
PE
Client
(送信)
受信側 VIOS
1.0
送信側 VIOS
VE
Client
(送信)
VF
vNIC
Serv
vNIC
VF
vNIC
Serv
vNIC
送信側 VIOS
0.85
PE
VE
SEA
受信側 VIOS
SEA 構成
10
VE
Server
(受信)
Server 0.59
Server 0.43
Client 0.37
Client 0.40
SEA + Virtual Ethernet
(largesend オプション あり)
SR-IOV vNIC
受信側 VIOS
Server
(受信)
SR-IOV vNIC 構成
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SR-IOV vNIC の構成と前提条件
￭ SR-IOV vNIC の構成
• HMC (Hardware Management Console) から構成
− QoS (帯域制御) も HMC から設定
￭ 前提条件
HMC
: V8 R8.4.0 以降
Firmware : 840 以降
VIOS
: V2.2.4 以降
AIX
: AIX 7.1 TL4 以降
AIX 7.2 以降
• IBM i
: IBM i 7.1 TR11 以降
IBM i 7.2 TR3 以降
• Linux
: サポート予定
•
•
•
•
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SR-IOV vNIC 構成手順 (1)
② 仮想NICの追加を
クリック
① LPAR を選択し、
仮想NICをクリック
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SR-IOV vNIC 構成手順 (2)
③ vNICで使用する
物理ポートを選択
④ vNICが経由する
VIOSを選択
⑤ vNICが使用する
帯域を%で指定
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SR-IOV vNIC 構成手順 (3)
⑥ vNICの作成が完了※
※ vNIC が OS 上ではまだ認識されていないため “unavailable” と表示されています
OS 上で vNIC デバイスが認識されるタイミングで OS 上のデバイス名が表示されます
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SR-IOV vNIC 構成時の Hints & Tips (1)
￭ SR-IOV でポートを共用するためには、アダプターの
設定変更が必要
• 「ハードウェア仮想化 I/O」から「SR-IOV アダプターの変更」
− 「共用」を選択
(初期値は「専用」)
• アダプターは SR-IOV capable なスロットに搭載
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(*) 例 : Power S824 / S814 のアダプター搭載ルール (PCIe adapter placement rules and slot priorities for the 8286-41A or 8286-42A)
http://www.ibm.com/support/knowledgecenter/POWER8/p8eab/p8eab_82x_84x_slot_details.htm?cp=POWER8&lang=en
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SR-IOV vNIC 構成時の Hints & Tips (2)
￭ SR-IOV アダプターのメンテナンス
• SR-IOV アダプターは Hot-plug 対応
• ただし、物理アダプターの交換時は、事前に以下が必要
− 「論理ポート」の削除
− 「専用」モードへの変更
アダプターの交換時は vNIC の削除が必要
• 推奨構成
− LPAR からは、異なる物理アダプター経由でのネットワーク経路を
冗長化
− SR-IOV アダプターのポートは SEA の物理アダプターとして
使用しない
 SR-IOV アダプター交換時のポートの削除 / 再作成に伴って VIOS 上
の ent 番号が変更になり、作成済みの SEA が誤った構成になること
が想定されるため
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(参考) vNIC の削除手順
 vNIC の削除を行うケース
(例) ・SR-IOV アダプターの交換を行う場合
・QoS (帯域制御) の割当(%)を変更する場合
VIO client での手順
HMC での手順
不要
① デバイスを defined に変更
# rmdev –l enX
# rmdev –l entX
★ IP address を含むデバイスの
構成情報を保持できる
VIOS での手順
② vNIC を GUI より削除
③ vNIC Server device と
SR-IOV VF (論理ポート)
が自動で削除される
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SR-IOV vNIC 構成上の考慮点 (1)
ネットワーク経路の冗長化
￭ 1 物理ポートを複数 LPAR で共有する場合
• LPAR 上で Active – Backup 構成とする
− AIX : EtherChannel Backup (NIB)
− IBM i : VIPA
− Linux (*) : Bonding driver active-backup
• Link Aggregation (LACP) による Active - Active 構成には
しない
− SR-IOV にて物理ポートを共有している環境で Active - Active
構成にした場合、ネットワーク・スイッチの 1 物理ポートに複数
の LACP ペアの制御信号が流れるため、正常に動作しない
• vNIC (論理ポート) のポート down は検知できないため、ping
オプション, 等の検知する仕組みが必要
− SEA-NIB と同じ考え方
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(*) : 2015年11月現在、Linux 環境における vNIC は未サポート
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SR-IOV vNIC 構成上の考慮点 (2)
ネットワーク経路の冗長化 と 帯域の増強
￭ 複数の物理ポートを束ねて使用する場合
• LPAR 上で Active – Active 構成
• 1 物理ポートを複数 LPAR で共有しない
− 1 物理ポートあたり 1 論理ポート 構成
LPAR #01
論理
ポート
LPAR #02
論理
ポート
論理
ポート
Link Aggregation
Link Aggregation
××
…
VF
VF
××
…
Port
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論理
ポート
VF
VF
…
VF
VF
…
VF
VF
Port
SR-IOV Port
Adapter
SR-IOV Port
Adapter
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Open innovation to put data to work
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© 2014 International Business Machines Corporation
© 2015 IBM Corporation