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阿里云容器服务cni网络插件terway非官方网络性能测试

作者:荣滨,酷划在线后端架构师,关注微服务治理,容器化技术,Service Mesh等技术领域

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terway网络性能测试

酷划在线成立于2014年,是国内激励广告行业的领军者。酷划致力于打造一个用户、广告主、平台三方共赢的激励广告生态体系,旗下产品“酷划锁屏”“淘新闻”分别为锁屏、资讯行业的领跑者。

伴随着公司服务端架构向微服务演进的过程中,服务增多,运维成本提高,资源利用率低,等问题日益凸显,目前公司服务器规模超过700+台ECS,服务数量1000+,随着容器化技术的成熟,计划在近期大规模将生产环境迁移到阿里云容器服务平台上,但由于VxLan等主机转发模式的Overlay网络均有一定的性能损耗,所以我们将目光瞄准阿里云容器服务平台开源的terway网络插件,期望使用能够动态绑定弹性网卡的容器服务达到ECS的网络性能,进而对terway网络性能进行详细的评估。

测试说明

本测试基于阿里云容器服务Kubernetes版(1.12.6-aliyun.1),Kubernetes集群使用阿里云控制台创建,测试分两部分:

  • 同可用区网络性能测试
  • 跨可用区网络性能测试

本测试的所有网络流量均为跨节点通信(容器分布在不同的宿主机节点上) 本测试的所有测试均穿插测试超过3组取结果平均值

关键指标

  • 吞吐量(Gbit/sec)
  • PPS(Packet Per Second)
  • 延时(ms)

测试方法

吞吐量,PPS测试使用iperf3 版本信息如下:

iperf 3.6 (cJSON 1.5.2)
Linux iperf3-terway-57b5fd565-bwc28 3.10.0-957.5.1.el7.x86_64 #1 SMP Fri Feb 1 14:54:57 UTC 2019 x86_64
Optional features available: CPU affinity setting, TCP congestion algorithm setting, sendfile / zerocopy, socket pacing
复制代码

测试机命令:

# 启动服务器模式,暴露在端口16000,每1秒输出一次统计数据
iperf3 -s -i 1 -p 16000
复制代码

陪练机命令:

# 测试吞吐量
# 客户端模式,默认使用tcp通信,目标机为172.16.13.218,持续时间45,-P参数指定网卡队列数为4(跟测试的机型有关),目标端口16000
iperf3 -c 172.16.13.218 -t 45 -P 4 -p 16000
# 测试PPS
# 客户端模式,使用udp发包,包大小为16字节,持续时间45秒,-A指定CPU亲和性绑定到第0个CPU
iperf3 -u -l 16 -b 100m -t 45 -c 172.16.13.218 -i 1 -p 16000 -A 0
# 测试延迟
# ping目标机30次
ping -c 30 172.16.13.218
复制代码

测试结果

同可用区网络性能测试

机型说明

测试机型选用ecs.sn1ne.2xlarge,规格详情如下

测试结果

说明:纵轴表达流量流出方向,横轴表达流量流入方向,所以组合情况一共有9种

名词解释:

  • terway-eni:代表动态创建弹性网卡并绑定POD的terway网络模式
  • terway:代表默认的terway网络模式

结果解读

  • 各种模式下均可将网卡带宽打满,从吞吐量上看结果无明显区别
  • 从流量流入容器角度看数据,流向terway-eni模式在各项指标均接近甚至超过流向宿主机的性能
  • 从流量流出容器角度看数据,terway-eni模式性能接近但略低于宿主机流量流出性能,但明显高于terway默认网络

跨可用区网络性能测试

测试机型选用ecs.sn1ne.8xlarge,规格详情如下

测试结果

说明:纵轴表达流量流出方向,横轴表达流量流入方向,所以组合情况一共有9种

名词解释:

  • terway-eni:代表动态创建弹性网卡并绑定POD的terway网络模式
  • terway:代表默认的terway网络模式

结果解读

  • 由于增加了跨可用区的调用,使影响结果的因素变多
  • host to host的吞吐量,并没有达到网卡的理论最大值,但是流入terway-eni的吞吐量基本达到了机型的带宽6 Gbit/sec,需要进一步调查宿主机间吞吐量上不去的原因
  • 从容器流出的流量角度看,terway-eni模式整体明显高于terway默认网络模式,但低于宿主机网络性能
  • 从流入容器的流量角度看,terway-eni的PPS结果数据优势比较明显,接近甚至超越宿主机网卡性能

总体结论

terway的网络性能测试中表现出了与宣传一致的性能,通过与作者的沟通中了解到,由于将弹性网卡直接放入POD的namespace内,虽然网卡驱动的中断依然由宿主机内核完成,但是网络包不会出现在宿主机namespace的网络栈,减少了宿主机的一层cni网桥转发及复杂路由的性能损失,这也是为什么在某些场景下超过宿主机网络栈性能的表现。

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