Elastic Compute Service:NIC マルチキュー

キューアーキテクチャ

Elastic Network Interface (ENI) は、複数の結合キューをサポートしています。各結合キューは、1 つの Rx キュー (受信) と 1 つの Tx キュー (送信) で構成され、独立した CPU コアによって処理されます。

• Rx キュー：ポーリングやフローベースの分散などのルールに基づいて分散される受信パケットを処理します。

• Tx キュー：順序や優先度などの要因に基づいて送信される送信パケットを処理します。

IRQ アフィニティ

各キューには独立した割り込みがあります。割り込み要求 (IRQ) アフィニティは、異なるキューの割り込みを特定の CPU コアに分散し、単一のコアが過負荷になるのを防ぎます。

IRQ アフィニティは、Red Hat Enterprise Linux (RHEL) を除くすべてのイメージでデフォルトで有効になっています。RHEL の構成については、「IRQ アフィニティの構成」をご参照ください。

インスタンスタイプのサポート

インスタンスタイプがマルチキューをサポートしているかどうかを確認するには：

1. インスタンスタイプ表の [NIC キュー] 列を表示します。

   • 1 より大きい値はマルチキューのサポートを示します。

   • この値は、ENI あたりの最大キュー数を示します。

2. DescribeInstanceTypes API 操作を呼び出して、キューメトリックをクエリします:

コンソールでの表示

1. ECS コンソールの ENI ページに移動します。

2. 上部のナビゲーションバーで、リージョンとリソースグループを選択します。

3. ENI ID をクリックして、詳細を表示します。

4. [基本情報] セクションで、[キュー] パラメーターを確認します。

   • キュー数を変更した場合、新しい値がここに表示されます。

   • キュー数を変更したことがない場合：

     • ENI がバインドされていない場合は値なし。

     • ENI がインスタンスにバインドされている場合はデフォルトのキュー数。

API を使用した表示

「DescribeNetworkInterfaceAttribute」API 操作を呼び出し、応答内の QueueNumber パラメーターを確認します。

Linux インスタンスでの表示

1. ワークベンチを使用して、ご利用の Linux インスタンスに接続します。

   説明

   キュー構成は Linux インスタンスでのみ表示できます。Windows インスタンスの場合は、コンソールまたは API を使用してください。

2. ip address show を実行して、ネットワークインターフェースを表示します。

   

3. ENI でマルチキューが有効になっているかどうかを確認します (例では eth0 を使用)。

   ethtool -l eth0

4. 出力で：

   • Pre-set maximums - Combined：ENI でサポートされる最大キュー数。

   • Current hardware settings - Combined：現在使用中のキュー数。

   3 つのキューがサポートされ、3 つのキューが使用中であることを示す出力例：

   

最大キュー数の変更 (コンソールまたは API)

コンソールまたは API を使用して、ENI でサポートされる最大キュー数を変更できます。

要件：

コンソールを使用：

1. ENI ページに移動します。

2. ENI を見つけて、その ID をクリックして詳細を表示します。

3. [基本情報] セクションで、[キュー] の横にある編集アイコンをクリックします。

4. 新しいキュー数を入力し、[OK] をクリックします。

API を使用：

「ModifyNetworkInterfaceAttribute」API 操作を呼び出し、QueueNumber パラメーターを指定します。

OS でのキュー使用量の変更 (Linux のみ)

オペレーティングシステムで ENI がアクティブに使用するキュー数を調整できます。この数は、ENI でサポートされる最大キュー数以下である必要があります。

Alibaba Cloud Linux 3 を使用した例：

1. ワークベンチを使用して、ご利用の Linux インスタンスに接続します。

2. 現在のキュー構成を確認します。

   ethtool -l eth0

3. 使用中のキュー数を変更します (例では 2 に変更)。

   sudo ethtool -L eth0 combined 2

   2 を希望するキュー数に置き換えます (事前設定された最大値を超えることはできません)。

4. 変更を確認します。

   ethtool -l eth0

   Current hardware settings - Combined の値が新しいキュー数を示すはずです。

RHEL インスタンスの要件

• Red Hat Enterprise Linux 9.2 以降

• ecs_mq スクリプトをダウンロードするためのパブリックネットワークアクセス

• irqbalance サービスが無効になっていること (ecs_mq と競合するため)

RHEL での IRQ アフィニティの構成

1. ワークベンチを使用して、ご利用の RHEL インスタンスに接続します。

2. (オプション) 競合を防ぐために irqbalance サービスを無効化します。

   systemctl stop irqbalance.service

3. ecs_mq スクリプトパッケージをダウンロードします。

   wget https://ecs-image-tools.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/ecs_mq/ecs_mq_2.0.5.tgz

4. パッケージを抽出します。

   tar -xzf ecs_mq_2.0.5.tgz

5. スクリプトディレクトリに移動します。

   cd ecs_mq/

6. スクリプト環境をインストールします (redhat と 9 をご利用の OS 名とメジャーバージョンに置き換えます)。

   bash install.sh redhat 9

7. ecs_mq サービスを開始します。

   systemctl start ecs_mq

   IRQ アフィニティが有効になりました。

ecs_mq 2.0.5 の利点

ecs_mq スクリプトの新しいバージョンには、いくつかの改善点があります。

• ENI の PCIe インターフェースに関連付けられた NUMA (Non-Uniform Memory Access) ノード上の CPU に割り込みを優先的にバインドします。

• 複数のネットワークデバイスのチューニングロジックを最適化します。

• キューと CPU の比率に基づいて割り込みをバインドします。

• CPU シブリング位置に基づいてバインドを最適化します。

• NUMA ノード間のメモリアクセス中に発生する高レイテンシーの問題を解決します。

パフォーマンスの向上：ネットワークパフォーマンスのテストでは、以前のバージョンと比較して、ほとんどの PPS (1 秒あたりのパケット数) および bps (1 秒あたりのビット数) メトリックで 5～30% の向上が見られます。