Hola amigos, soy Florián Murillo y vuelvo al ataque con temas de networking, hoy hablaré de como mejorar el rendimiento de nuestros interfaces de red de 10Gb utilizando Virtual Machine Device Queues (VMDq) de Intel.

El ratio de consolidación en los sistemas actuales, me refiero al número de VM que “corren” en un servidor físico, está aumentando considerablemente, según mis estimaciones, se ha multiplicado por 4 en los últimos 4 años, esto lleva parejo una consolidación del tráfico de red y tenemos la tentación de pensar que con ampliar los interfaces de red lo arreglamos, pasando de 1Gb a 10Gb, pero hemos de pensar que la mejora de rendimiento no es lineal con el aumento de ancho de banda, ya que el vmkernel ha de procesar y clasificar mucho mas tráfico, consumiendo CPU, convirtiendose en un cuello de botella y esto ocurre para el tráfico saliente y el tráfico entrante.

VMDq es una tecnología que permite realizar la clasificación del tráfico en el interfaz de red, creando colas de entrada/salida y especializando estas colas en VM especificas, descargando al VMkernel, evitando cuellos de botella y aumentando la velocidad de transmisión.

En pruebas de laboratorio con controladoras de red Intel 82598 de 10Gb, Intel midió, en un escenario concreto, velocidades de transmisión de 4.0Gbps sin VMDq y 9.2Gbps con VMDq, o sea a mas del doble, y todavía mejoro un poco (9.5Gbps) utilizando jumbo frames en el escenario final.

He visto pruebas parecidas con controladoras de red de Neterion.

La implementación de VMDq en VMware se llama NetQueue, y está disponible desde VI 3.5 U1. En vSphere v4 está activada por defecto, por lo que solo hemos de configurar el interfaz de red para soportar NetQueue y a disfrutar de sus beneficios.

¿Como verifico que NetQueue está activado en mi ESX?

Comprueba que en Configuration > Software > Advanced > VMkernel tengas VMkernel.Boot.netNetQueueEnabled activo, si no es así lo activas y reinicias el ESX.

Lo que estamos haciendo, en realidad, es cambiar el archivo /etc/vmware/esx.conf añadiendo la linea /vmkernel/netNetqueueEnabled = “TRUE”

¿Como configuro mi interfaz de red para soportar NetQueue?

El comando siguiente es para una Intel 82598 de un solo puerto, los parámetros pueden cambiar de nombre de un interfaz de red a otro.

esxcfg-module -s “InterruptType=2 VMDQ=16″ ixgbe

Donde InterruptType activa MSI-X, es una exigencia de NetQueue, permite a la controladora ethernet enviar datos a multiples cores aprovechando las interrupciones.

El parámetro VMDQ especifica el número de pares de colas de entrada y salida que tendremos, estas colas se asignaran automáticamente a las VM para aumentar la eficiencia. El número de colas depende de la interfaz ethernet, cuantas mas tenga, mejor.

Tras el comando esxcfg-module, hemos de reiniciar el ESX y ya está configurado NetQueue.

VMware vSphere tiene una manera muy “peculiar” de balancear el uso de ciclos de CPU física en un servidor VMware ESX/ESXi y pensé, a raíz de una discusión muy interesante iniciada por un usuario en los foros de VMware, que también te interesaría saber, mi querido lector, lo siguiente:

El VMware VMkernel dinámicamente “migra” las máquinas virtuales de CPU cada 20 milisegundos.

Para máquinas virtuales con múltiples CPU virtuales (vCPUs), el VMkernel intentara por todos los medios no poner más de un ciclo de ejecución de una misma máquina virtual en un mismo core. Sin embargo, con la tecnología hyperthreading habilitada, el scheduler del VMkernel tiene más CPUs que verificar.

El uso de la tecnología hyperthreading, permite convertir un core físico en dos – uno físico y otro lógico -, aunque esta tecnología no garantiza el doble de potencia para las máquinas virtuales, es decir, el escaldo no es lineal. Intel estima una mejora en el rendimiento de un 20%, aunque hay excepciones.

Hyperthreading suele estar deshabilitado en la BIOS del servidor físico. Mas cosas, las tareas del Service Console siempre son ejecutadas en la CPU con el ID número 0. El VMkernel nunca migrara ninguna tarea relacionada con el Service Console a otro core diferente.

Recuerda que en vSphere, una máquina virtual puede tener hasta un máximo de 8 vCPUs y ahora, el número de vCPUs puede ser impar. Aunque la máquina virtual puede usar tanto los cores físicos como los lógicos, el scheduler en VMkernel siempre intentara usar los cores físicos versus los lógicos, y siempre que hyperthreading este activado, obviamente.

Moraleja: un servidor vSphere con hyperthrering activado tendrá la capacidad de ejecutar mas threads simultáneos en paralelo (cpu fisica y cpu logica), por consiguiente, la teoría dice que el rendimiento de la infraestructura virtual seria mayor.

En el evento por excelencia de la Virtualización, el VMworld, que este año tuvo lugar en la famosa ciudad de las Vegas, pudimos ver por primera vez y en exclusiva la funcionalidad Flex Migration de Intel.

Para ponértelo de una forma muy sencilla, a partir del nuevo chip Intel Xeon Series 7400 (Dunnington) que Intel acaba de sacar esta semana, nos aseguraran que podamos hacer una migración en caliente con VMware VMotion hacia cualquier otro procesador Intel de nueva generación.

También he podido comprobar que es posible migrar en caliente con VMware VMotion una maquina virtual desde el nuevo chip de  Intel Xeon Series 7400 hacia  chips de dos generaciones anteriores Intel Series 5300 , pero eso sí, con la opción EVC (Enhanced VMotion Compatibility) activada en VMware ESX.

Ahora solo queda esperar  que hagan VMotion compatible el chip de Intel con el chip de AMD para poder desplegar granjas de virtualización sin preocuparnos de compatibilidad VMotion de VMware

Jake Smith de Intel Corporation y Dave Martin de Vmware Inc nos cuentan en este vídeo como las dos compañías han trabajado en conjunto para traer al público esta nueva funcionalidad