Как настроить гостевой удаленный прямой доступ к памяти (RDMA) в Windows Server 2019

Содержание

1. Внедрение удаленного прямого доступа к памяти (RDMA)

2. Лабораторная среда

3. Конфигурация оборудования

4. Настройка гостевого удаленного прямого доступа к памяти (RDMA)

5. Командлеты PowerShell

6. Ссылки для загрузки

---

1. Внедрение удаленного прямого доступа к памяти (RDMA)

Удаленный прямой доступ к памяти (RDMA) — это эффективная технология, которая позволяет компьютерам передавать данные по сети без участия ресурсов ЦП или ОС на задействованных хостах (вычисление/хранение). Это позволяет повысить пропускную способность и производительность, сократить задержки и снизить нагрузку на ЦП.

На данный момент существует два распространенных внедрения RDMA:

RoCE
- Транспортировка: UDP/IP (RoCE v2)
- На основе DCB (Data Center Bridging)

iWarp
- Базовая сеть: TCP/IP
- TCP обеспечивает управление потоком и перегрузкой.

RoCE в значительной степени зависит от конфигурации DCB, такой как ETS (Enhanced Transmission Service) и PFC (Priority Flow Control), что может стать проблемой, если сетевые коммутаторы настроены неправильно. iWARP не требует настройки коммутаторов.

Корпорация Microsoft начала поддержку RDMA в Windows Server 2012 и добавила новые функции в более поздние версии ОС Windows Server. Одной из функций, доступных в самой новой версии ОС Microsoft — Windows Server 2019, служит возможность использования удаленного прямого доступа к памяти (RDMA) в гостевой ОС (ВМ). Это позволяет гостевому серверу получать доступ к сетевой системе хранения с такой же низкой задержкой, как и при получении доступа к собственному хосту. Это снижает нагрузку на ЦП и повышает пропускную способность/производительность непосредственно в виртуальной машине.

Dell EMC предлагает отличные варианты для реализации RDMA 25 Гбит/с, например 2-портовую адаптерную плату Cavium QLogic FastLinQ 41262 25 GbE SFP28 (iWarp/RoCE) и плату Mellanox ConnectX-4 Lx RDMA 25 Гбит/с (RoCE). В данном примере для демонстрации функции гостевого удаленного прямого доступа к памяти (RDMA) используется плата Mellanox ConnectX-4 Lx RDMA (в режиме RoCEv2).

---

2. Лабораторная среда

Серверы: 2 сервера Dell EMC R7425 (32-ядерный процессор AMD Epyc 7551), 256 Гбайт памяти, плата Mellanox ConnectX-4 Lx, полностью обновленные (BIOS, микропрограмма, драйверы и ОС).
Установленные роли/функции: Hyper-V, DCB, отказоустойчивая кластеризация, локальные дисковые пространства (S2D).
Коммутатор: Dell EMC S5048F-ON – MGMT VLAN 2, SMB VLAN 15.
 

---

3. Конфигурация оборудования

1. Перезагрузите серверы и откройте программу настройки системы (System Setup) (нажмите F2 во время процедуры POST).

2. Выберите пункт Device Settings.

Рис. 1. Пункт «Device Settings» в BIOS
 
3. Выберите «NIC in Slot 1 Port 1 - Mellanox»


Рис. 2. Выбор «Mellanox» для «Slot 1 Port 1» в окне «Device Settings»
 
4. Перейдите в раздел «Device Level Configuration»


Перейдите в раздел «Device Level Configuration»
 
5. Выберите «SR-IOV» в пункте «Virtualization Mode».


Рис. 4. Выбор пункта «SR-IOV»
 
6. Повторите описанные выше действия для пункта «NIC in Slot 1 Port 2: Mellanox».


Рис. 5. Выбор «Mellanox» для «Slot 1 Port 2» в окне «Device Settings»
 
7. Вернитесь в главное меню «System Setup» и выберите пункт «System BIOS».


Рис. 6. Выбор пункта «System BIOS»
 
8. Выберите «Integrated Devices».


Рис. 7. Выбор пункта «Integrated Devices» в BIOS
 
9. Включите параметр «SR-IOV Global Enable».


Рис. 8. Параметр «SR-IOV Global Enable»
 
10. Сохраните конфигурацию и перезагрузите сервер.
 

---

4. Настройка гостевого удаленного прямого доступа к памяти (RDMA)

1. Установите Windows Server 2019.
2. Установите роль Hyper-V и функцию моста ЦОД (DCB).
3. Настройте QoS (качество обслуживания) и функции DCB, PFC, ETS. Убедитесь, что конфигурация серверной сетевой платы и QoS соответствуют конфигурации коммутатора.
4. Настройте Hyper-V SET (Switch Embedded Team).


Рис. 9. Конфигурация vSwitch
 
5. Перед настройкой виртуальных машин протестируйте обмен данными при использовании RDMA между физическими серверами. Загрузите утилиту Microsoft DiskSpd и скрипт Microsoft PowerShell «Test-RDMA». Продолжайте выполнение описанных ниже действий только в том случае, если обмен данными работает должным образом. В противном случае проверьте конфигурацию коммутатора и/или настройки DCB на хосте.


Рис. 10. Скрипт «Test-RDMA» на физических хостах
 
6. Проверьте, что параметр «SR-IOV» включен на адаптерах RDMA обоих серверов.


Рис. 11. Параметр «SR-IOV» включен
 
7. Создайте две виртуальные машины 2-го поколения (гостевая ОС), по одной на каждом сервере, затем установите Windows Server 2019. В этом сценарии создается гостевая ОС с двумя виртуальными сетевыми платами: одна для трафика MGMT (VLAN 2) и одна для трафика SMB (VLAN 15).


Рис. 12. Конфигурация сети гостевой ОС хоста R7425-01.


Рис. 13. Конфигурация сети виртуальной машины хоста R7425-02
 
8. Завершите работу виртуальных машин.
9. Включите «SR-IOV» и «RDMA» в гостевой ОС.


Рис. 14. Включение «SR-IOV» и «RDMA» в гостевых ОС
 
10. Запустите виртуальные машины, затем откройте Device Manager. В разделе «Network Adapters» должна быть указана виртуальная функция «Mellanox Virtual Function (VF)». Эта виртуальная функция (VF) не представлена как обычный сетевой адаптер в разделе «Network Connections», как показано на рис. 15. 


Рис. 15. Device Manager и раздел «Network Connections» в гостевой ОС
  11, Включите RDMA на виртуальной сетевой плате (vNIC) SMB. Функции RDMA уже включены в Mellanox VF (Ethernet4 — Рис. 16.)


Рис. 16. Включение RDMA на виртуальной сетевой плате (vNIC) SMB
 
12. Протестируйте гостевой удаленный прямой доступ к памяти (RDMA). 

Рис. 17. Скрипт «Test-RDMA» в гостевой ОС
 

---

5. Командлеты Powershell

#Создать новый виртуальный коммутатор со включенным параметром SRIOV
New-VMSwitch -Name xxxx -NetadapterName xxxx,xxxx -AllowManagementOS $true -EnableEmbeddedTeaming $true -EnableIov $true

#Проверить, включен ли параметр SRIOV на физическом адаптере
Get-NetAdapterSriov -Name xxxx

#Получить конфигурацию сети виртуальной машины
Get-VM -Name xxxx| Get-VMNetworkAdapter

#Получить конфигурацию сети VLAN виртуальной машины
Get-VM -Name | Get-VMNetworkAdapterVlan

#Установить VM SRIO и RDMA на виртуальной машине (гостевая ОС) vNIC
Get-VM -Name xxxx | Set-VMNetworkAdapter -Name xxx -IovWeight 100 -IoVQueuePairsRequested 2
Get-VM -Name xxxx | Set-VMNetworkAdapterRdma -Name xxx -RdmaWeight 100

#Включить RDMA на сетевом адаптере
Enable-NetAdapterRdma -Name xxxx

#Проверить RDMA на физическом хосте
.\Test-Rdma.ps1 -IfIndex xx -IsRoCE $true -RemoteIpAddress xxx.xxx.xxx.xxx -PathToDiskspd xxxxx

#Проверить RDMA на виртуальной машине (гостевая ОС)
.\Test-Rdma.ps1 -IfIndex xx -IsRoCE $true -RemoteIpAddress xxx.xxx.xxx.xxx -PathToDiskspd xxxxx -VfIndex xx
 

---

6. Ссылки для загрузки

• Microsoft Diskspd
• Скрипт Microsoft «Test-RDMA»

 
У вас есть вопросы, комментарии или предложения? Свяжитесь с нами по адресу WinServerBlogs@dell.com.
 

---