discrepancias de rendimiento de la cola de paquetes con el servidor de nombres BIND

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Antecedentes:

Heredé un entorno de servidor de nombres de almacenamiento en caché de gran volumen (Redhat Enterprise Linux 5.8, IBM System x3550) que tiene configuraciones de búfer en anillo inconsistentes: 1020 para eth0 y 255 para eth1. eth0 está conectado al switch 1 de su centro de datos local, eth1 está conectado al switch 2 del mismo. Cada servidor en el clúster alterna entre si eth0 o eth1 es la interfaz activa, y cada clúster está ubicado en una región diferente. Los amortiguadores de anillo obviamente deben hacerse consistentes.

Aquí es donde las cosas se ponen más complicadas: descubrí el problema anterior al investigar por qué varios servidores de nombres registran con frecuencia errores de "respuesta de envío de error: no definido", que la base de conocimiento del ISC sugiere que está relacionado con la congestión de salida . Los servidores con la configuración de buffer de anillo más alta (1020) sueltan menos paquetes en ifconfig (como era de esperar), pero tienden a registrar el error anterior con gran frecuencia, ~ 20k veces al día en uno de mis grupos de carga más alta. Llamaremos a esto "Grupo 1". Los servidores con la configuración de búfer de anillo más bajo (255) descartan significativamente más paquetes entrantes por día (nuevamente, esperado), pero tienen muchas menos instancias del error BIND, típicamente 0-150 en ese mismo grupo de carga.

No es un gran misterio aquí tampoco. El almacenamiento en caché de DNS es un servicio recursivo: si algo no está en caché, el servidor debe realizar múltiples consultas en nombre de esa pregunta hasta que finalmente pueda devolver una respuesta. Es una relación de consulta (una entrada) -> (muchas salidas). La reparación de los buffers de anillo RX debería hacer que este número se iguale a un nuevo valor en todos los ámbitos, y desde allí probablemente sería una buena idea ajustar la cola de red saliente del núcleo en proc (wmem_max / wmem_default).

Me gusta poder medir la influencia de los cambios de configuración en un problema de rendimiento, así que escribí un informe para recopilar algunos datos antes de comenzar a hacer cambios en la producción. Aquí hay un ejemplo de la salida para los dos primeros servidores en el Grupo 1:

group1-01
    RX: 7166.27/sec av.
    TX: 7432.57/sec av.
    RXDROP: 7.43/sec av.
    unset_err: 27633
group1-02
    RX: 7137.37/sec av.
    TX: 7398.50/sec av.
    RXDROP: 9.94/sec av.
    unset_err: 107

Estas son las fórmulas. Tenga en cuenta que este es un script local y que no se depende de los scripts de shell que deben mantenerse por servidor.

    RXPACK=$(ssh $server "sar -n DEV -f /var/log/sa/sa$(date --date=yesterday '+%d') | grep \"Average: .*\$(awk '{if (\$2 == "00000000") { print \$1 }}' /proc/net/route)\" | awk '{print \$3}'" 2>/dev/null)
    TXPACK=$(ssh $server "sar -n DEV -f /var/log/sa/sa$(date --date=yesterday '+%d') | grep \"Average: .*\$(awk '{if (\$2 == "00000000") { print \$1 }}' /proc/net/route)\" | awk '{print \$4}'" 2>/dev/null)
    RXDROP=$(ssh $server "sar -n EDEV -f /var/log/sa/sa$(date --date=yesterday '+%d') | grep \"Average: .*\$(awk '{if (\$2 == "00000000") { print \$1 }}' /proc/net/route)\" | awk '{print \$6}'" 2>/dev/null)
    TXDROP=$(ssh $server "sudo grep 'error sending response: unset' /var/log/dns_named.1" 2>/dev/null | wc -l)

Una vez que empiezo a ejecutar este informe en todos mis entornos DNS de almacenamiento en caché, noto que otro grupo con una carga de paquetes casi idéntica, que llamaremos Grupo 2, no tiene ningún problema :

group2-01
    RX: 7066.44/sec av.
    TX: 7345.95/sec av.
    RXDROP: 0.00/sec av.
    unset_err: 0
group2-02
    RX: 7019.18/sec av.
    TX: 7312.47/sec av.
    RXDROP: 0.00/sec av.
    unset_err: 0

La pregunta:

¿Por qué group2 se comporta de esta manera sin requerir un ajuste adicional de los buffers de anillo RX o net.core.wmem_default/ net.core.wmem_max? Voy a necesitar normalizar los buffers de anillo sin importar qué, pero me gustaría entender qué más está pasando aquí antes de comenzar a jugar con los valores de wmem en / proc.

Lo único en lo que puedo pensar es que la aplicación está vaciando la cola más rápido, pero el ajuste de la pila de red no es algo con lo que tenga mucha experiencia práctica y me gustaría obtener segundas opiniones. (mis ojos miran a algunos de los nombres de los contadores de ethtool, no lo negaré)

He eliminado lo siguiente como posibilidades. Las pruebas siguen después del divisor.

  • El diseño del búfer en anillo es el mismo. (el primer servidor de group1 y group2 configuró lo mismo, el segundo servidor de group1 y group2 configuró lo mismo)
  • El diseño de puerta de enlace predeterminado es el mismo.
  • Las tarjetas de red son iguales. (Broadcom BCM5708)
  • La versión de firmware informada por ethtool es la misma. (aC 4.0.3 ipms 1.6.0)
  • sysctl -ala salida coincide entre los primeros servidores de ambos grupos y los segundos servidores de ambos grupos. (excluyendo kernel y secciones fs)
  • El número total de servidores en el Grupo 1 y el Grupo 2 son iguales. (10)

Por razones de confidencialidad, no puedo mostrar el raw named.conf o el filtro grep que estoy usando para excluir información. Tendrá que creer que los siguientes parámetros de configuración son constantes entre los cuatro servidores:

    notify no;
    allow-transfer { none; };
    allow-recursion { any; };
    allow-query { any; };
    allow-query-cache { any; };
    recursive-clients 100000;
    max-cache-size 2G;
    max-ncache-ttl 900;

A continuación se muestra una gran cantidad de información del sistema. El "hosthash" es solo para demostrar que cada iteración del bucle está llegando a un servidor diferente sin revelar el nombre de host real.

Host hashes:

group1-1: dc78abcb154b74c87feecb3f35222263d40c028c
group1-2: 9fe491d58fd1e7d4e21e5bf10c164e4cf66e884b
group2-1: fc76bb3ee1ff580c6aba0d685713bb4145bd5fe3
group2-2: b7550c65d37622a131b1e47f066773defbb4d817

for server in $group1_1 $group1_2 $group2_1 $group2_2
do
    echo ____________________
    ssh $server "echo -en hosthash: \$(echo \$HOSTNAME | sha1sum)\\\n\\\n &&
         SARFILE=/var/log/sa/sa\$(date --date=yesterday '+%d') &&
         uname -srvmpio &&
         sudo /usr/sbin/dmidecode -s system-product-name
         dmesg | grep Broadcom &&
         head /proc/cpuinfo &&
         GWIF=\$(awk '{if (\$2 == 00000000) { print \$1 }}' /proc/net/route) &&
         sar -n DEV -f \$SARFILE | egrep '(IFACE|Average)' &&
         sar -n EDEV -f \$SARFILE | egrep '(IFACE|Average)' &&
         sudo /sbin/ethtool \$GWIF &&
         sudo /sbin/ethtool -i \$GWIF &&
         sudo /sbin/ethtool -g \$GWIF &&
         sudo /sbin/ethtool -c \$GWIF &&
         sudo /sbin/ethtool -S \$GWIF &&
         echo sysctl linecount: \$(sudo /sbin/sysctl -a | egrep -v '^(fs|kernel)' | wc -l) &&
         echo sysctl hash: \$(sudo /sbin/sysctl -a | egrep -v '^(fs|kernel)' | sha1sum)"
done

Salida:

____________________
hosthash: dc78abcb154b74c87feecb3f35222263d40c028c -

Linux 2.6.18-308.16.1.el5 #1 SMP Tue Sep 18 07:21:07 EDT 2012 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
IBM System x3550 -[7978AC1]-
bnx2: Broadcom NetXtreme II Gigabit Ethernet Driver bnx2 v2.1.11 (July 20, 2011)
eth0: Broadcom NetXtreme II BCM5708 1000Base-T (B2) PCI-X 64-bit 133MHz found at mem c8000000, IRQ 90, node addr 001a649db00e
eth1: Broadcom NetXtreme II BCM5708 1000Base-T (B2) PCI-X 64-bit 133MHz found at mem ce000000, IRQ 177, node addr 001a649db010
cnic: Broadcom NetXtreme II CNIC Driver cnic v2.5.7 (July 20, 2011)
Broadcom NetXtreme II iSCSI Driver bnx2i v2.7.0.3 (Aug 04, 2011)
processor   : 0
vendor_id   : GenuineIntel
cpu family  : 6
model       : 23
model name  : Intel(R) Xeon(R) CPU           E5420  @ 2.50GHz
stepping    : 6
cpu MHz     : 2493.750
cache size  : 6144 KB
physical id : 0
siblings    : 4
12:00:01 AM     IFACE   rxpck/s   txpck/s   rxbyt/s   txbyt/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
Average:           lo   1269.15   1269.15 206600.39 206600.39      0.00      0.00      0.00
Average:         eth0   7166.27   7432.57 704051.80 2419779.42      0.00      0.00      0.94
Average:         eth1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:         sit0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:00:01 AM     IFACE   rxerr/s   txerr/s    coll/s  rxdrop/s  txdrop/s  txcarr/s  rxfram/s  rxfifo/s  txfifo/s
Average:           lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:         eth0      0.00      0.00      0.00      7.43      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:         eth1      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:         sit0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
driver: bnx2
version: 2.1.11
firmware-version: bc 4.0.3 ipms 1.6.0
bus-info: 0000:04:00.0
Ring parameters for eth0:
Pre-set maximums:
RX:     2040
RX Mini:    0
RX Jumbo:   8160
TX:     255
Current hardware settings:
RX:     1020
RX Mini:    0
RX Jumbo:   0
TX:     255

Coalesce parameters for eth0:
Adaptive RX: off  TX: off
stats-block-usecs: 999936
sample-interval: 0
pkt-rate-low: 0
pkt-rate-high: 0

rx-usecs: 18
rx-frames: 12
rx-usecs-irq: 18
rx-frames-irq: 2

tx-usecs: 80
tx-frames: 20
tx-usecs-irq: 18
tx-frames-irq: 2

rx-usecs-low: 0
rx-frame-low: 0
tx-usecs-low: 0
tx-frame-low: 0

rx-usecs-high: 0
rx-frame-high: 0
tx-usecs-high: 0
tx-frame-high: 0

NIC statistics:
     rx_bytes: 1505439501410
     rx_error_bytes: 0
     tx_bytes: 4672574845104
     tx_error_bytes: 0
     rx_ucast_packets: 15315548049
     rx_mcast_packets: 2035415
     rx_bcast_packets: 1101989
     tx_ucast_packets: 15505474251
     tx_mcast_packets: 40018
     tx_bcast_packets: 36019
     tx_mac_errors: 0
     tx_carrier_errors: 0
     rx_crc_errors: 0
     rx_align_errors: 0
     tx_single_collisions: 0
     tx_multi_collisions: 0
     tx_deferred: 0
     tx_excess_collisions: 0
     tx_late_collisions: 0
     tx_total_collisions: 0
     rx_fragments: 0
     rx_jabbers: 0
     rx_undersize_packets: 0
     rx_oversize_packets: 0
     rx_64_byte_packets: 92309552
     rx_65_to_127_byte_packets: 1243637891
     rx_128_to_255_byte_packets: 790117566
     rx_256_to_511_byte_packets: 127197337
     rx_512_to_1023_byte_packets: 168929387
     rx_1024_to_1522_byte_packets: 11591832
     rx_1523_to_9022_byte_packets: 0
     tx_64_byte_packets: 60586118
     tx_65_to_127_byte_packets: 1976738758
     tx_128_to_255_byte_packets: 2830395753
     tx_256_to_511_byte_packets: 157607989
     tx_512_to_1023_byte_packets: 1483716940
     tx_1024_to_1522_byte_packets: 406821340
     tx_1523_to_9022_byte_packets: 0
     rx_xon_frames: 0
     rx_xoff_frames: 0
     tx_xon_frames: 116422
     tx_xoff_frames: 134780
     rx_mac_ctrl_frames: 0
     rx_filtered_packets: 0
     rx_ftq_discards: 0
     rx_discards: 0
     rx_fw_discards: 14015105
sysctl linecount: 504
sysctl hash: dd6aab90d0fd9ae90742c5f812a78734e2f2ff1c -
____________________
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Linux 2.6.18-308.16.1.el5 #1 SMP Tue Sep 18 07:21:07 EDT 2012 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
IBM System x3550 -[7978EHU]-
bnx2: Broadcom NetXtreme II Gigabit Ethernet Driver bnx2 v2.1.11 (July 20, 2011)
eth0: Broadcom NetXtreme II BCM5708 1000Base-T (B2) PCI-X 64-bit 133MHz found at mem c8000000, IRQ 90, node addr 001a6479655c
eth1: Broadcom NetXtreme II BCM5708 1000Base-T (B2) PCI-X 64-bit 133MHz found at mem ce000000, IRQ 177, node addr 001a6479655e
cnic: Broadcom NetXtreme II CNIC Driver cnic v2.5.7 (July 20, 2011)
Broadcom NetXtreme II iSCSI Driver bnx2i v2.7.0.3 (Aug 04, 2011)
processor   : 0
vendor_id   : GenuineIntel
cpu family  : 6
model       : 23
model name  : Intel(R) Xeon(R) CPU           E5420  @ 2.50GHz
stepping    : 6
cpu MHz     : 2493.746
cache size  : 6144 KB
physical id : 0
siblings    : 4
12:00:01 AM     IFACE   rxpck/s   txpck/s   rxbyt/s   txbyt/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
Average:           lo   1261.04   1261.04 205548.08 205548.08      0.00      0.00      0.00
Average:         eth0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:         eth1   7137.37   7398.50 702340.35 2409580.71      0.00      0.00      0.97
Average:         sit0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
12:00:01 AM     IFACE   rxerr/s   txerr/s    coll/s  rxdrop/s  txdrop/s  txcarr/s  rxfram/s  rxfifo/s  txfifo/s
Average:           lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:         eth0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:         eth1      0.00      0.00      0.00      9.94      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
Average:         sit0      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
driver: bnx2
version: 2.1.11
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bus-info: 0000:06:00.0
Ring parameters for eth1:
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RX Mini:    0
RX Jumbo:   0
TX:     255

Coalesce parameters for eth1:
Adaptive RX: off  TX: off
stats-block-usecs: 999936
sample-interval: 0
pkt-rate-low: 0
pkt-rate-high: 0

rx-usecs: 18
rx-frames: 12
rx-usecs-irq: 18
rx-frames-irq: 2

tx-usecs: 80
tx-frames: 20
tx-usecs-irq: 18
tx-frames-irq: 2

rx-usecs-low: 0
rx-frame-low: 0
tx-usecs-low: 0
tx-frame-low: 0

rx-usecs-high: 0
rx-frame-high: 0
tx-usecs-high: 0
tx-frame-high: 0

NIC statistics:
     rx_bytes: 1501719289640
     rx_error_bytes: 0
     tx_bytes: 4654179094291
     tx_error_bytes: 0
     rx_ucast_packets: 15253610508
     rx_mcast_packets: 2108112
     rx_bcast_packets: 1136240
     tx_ucast_packets: 15438361249
     tx_mcast_packets: 40135
     tx_bcast_packets: 1721
     tx_mac_errors: 0
     tx_carrier_errors: 0
     rx_crc_errors: 0
     rx_align_errors: 0
     tx_single_collisions: 0
     tx_multi_collisions: 0
     tx_deferred: 0
     tx_excess_collisions: 0
     tx_late_collisions: 0
     tx_total_collisions: 0
     rx_fragments: 0
     rx_jabbers: 0
     rx_undersize_packets: 0
     rx_oversize_packets: 0
     rx_64_byte_packets: 92376678
     rx_65_to_127_byte_packets: 1183040190
     rx_128_to_255_byte_packets: 788176623
     rx_256_to_511_byte_packets: 126838328
     rx_512_to_1023_byte_packets: 168170816
     rx_1024_to_1522_byte_packets: 13350337
     rx_1523_to_9022_byte_packets: 0
     tx_64_byte_packets: 60806588
     tx_65_to_127_byte_packets: 1955234150
     tx_128_to_255_byte_packets: 2806601346
     tx_256_to_511_byte_packets: 154015585
     tx_512_to_1023_byte_packets: 1466206531
     tx_1024_to_1522_byte_packets: 405928513
     tx_1523_to_9022_byte_packets: 0
     rx_xon_frames: 0
     rx_xoff_frames: 0
     tx_xon_frames: 150648
     tx_xoff_frames: 173552
     rx_mac_ctrl_frames: 0
     rx_filtered_packets: 1
     rx_ftq_discards: 0
     rx_discards: 0
     rx_fw_discards: 19605427
sysctl linecount: 504
sysctl hash: 4626e3788c72e091487afe1e3a7cfd32278ab07d -
____________________
hosthash: fc76bb3ee1ff580c6aba0d685713bb4145bd5fe3 -

Linux 2.6.18-308.16.1.el5 #1 SMP Tue Sep 18 07:21:07 EDT 2012 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
IBM System x3550 -[7978AC1]-
bnx2: Broadcom NetXtreme II Gigabit Ethernet Driver bnx2 v2.1.11 (July 20, 2011)
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cnic: Broadcom NetXtreme II CNIC Driver cnic v2.5.7 (July 20, 2011)
Broadcom NetXtreme II iSCSI Driver bnx2i v2.7.0.3 (Aug 04, 2011)
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Linux 2.6.18-308.16.1.el5 #1 SMP Tue Sep 18 07:21:07 EDT 2012 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
IBM System x3550 -[7978EHU]-
bnx2: Broadcom NetXtreme II Gigabit Ethernet Driver bnx2 v2.1.11 (July 20, 2011)
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linux networking domain-name-system bind ethtool Andrew B
fuente
1
Existe una relación duradera y desagradable entre Broadcom NIC y RHEL5. La mayoría de ellos fueron arreglados yendo a RHEL5.5. Veré si hay errores en la serie kernel-2.6.18-308. Por cierto, creo que este es un problema de NIC ya que los paquetes se pierden en el nivel de firmware. Vea el no de descarte de firmware.
Soham Chakraborty
1
Solo quiero decir que es la pregunta más bien escrita que he visto en SF en meses. Excelente trabajo.

Respuestas:

3

¿Se pregunta si la caja es una Dell? Hay un problema bien conocido con el controlador bnx2i y los conjuntos de chips enviados por Dell. El resultado son paquetes descartados al azar bajo una gran carga de red. Parecería lógico que los buffers de anillo sintonizados pudieran activarlo, si este es el caso.

Creo que Dell ofrece su propia versión del controlador como una solución. La otra solución es hacer algo como esto en modprobe.conf:

opciones bnx2i disable_msi = 1

No puede hacer daño intentarlo, de todos modos. Y x2 lo que dijo kce. Una de las mejores preguntas escritas que he visto aquí.

J Adams
fuente
Whoops! Tienes buen ojo, no mencioné el chasis del hardware o los modprobe.confdetalles. Todos estos son servidores IBM System x3550 y he actualizado la pregunta para reflejar eso. Esperaba encontrar una diferencia en modprobe optionssegún su sugerencia, pero no tuve suerte. Ninguno en absoluto, solo alias para eth0 y eth1 a bnx2. Lo comprobé /etc/modules.d/también.
Andrew B
Estoy más familiarizado con el problema de bnx2 / Dell (por la experiencia más dolorosa), pero como alguien sugirió anteriormente, el problema podría no ser específico de Dell. Todavía podría valer la pena intentar apagar msi para el controlador. El hecho de que los paquetes descartados estén en la interfaz con memorias intermedias más grandes suena TAN parecido al error que describí, es convincente.
J Adams
Una consulta con un compañero de trabajo suena prometedor, se lo haré saber.
Andrew B
deshabilite msi, descargue y vuelva a cargar el módulo, y vuelva a probar, modinfo bnx2 debería mostrar: parm: disable_msi: Deshabilitar interrupción señalizada por mensaje (MSI) (int)
dmourati
Un rápido google sugiere que el problema bnx2 no se limitó a Dell, y veo que IBM también ofrece el controlador del fabricante para descargar. Seguir las instrucciones de dmourati sería una forma rápida de eliminar el controlador como la fuente del problema.
J Adams
1

Incluso si está seguro de tener una lista completa de VIP de equilibrador de carga para sus servidores, ejecute una captura de paquetes de todos modos. El hecho de que su máquina no responda a ARP para una dirección IP no significa que no se le puedan enviar paquetes falsos. Asegúrese de que el tráfico que se envía a sus direcciones MAC coincida con las direcciones IP configuradas.

Aprecio el tiempo que las personas dedicaron a esta pregunta, pero aquí faltaba mi propia diligencia debida. En retrospectiva, necesitaba construir un filtro PCAP como este:

tcpdump -i eth0 -n 'ether dst aa:bb:cc:dd:ee:ff and not (dst host 1.2.3.4 or dst host 5.6.7.8 or...)'

Dónde:

aa:bb:cc:dd:ee:ff = HW addr of eth0
1.2.3.4, 5.6.7.8  = list of destination addresses that traffic is expected on

Hubo una serie de VIP de equilibrador de carga que no se me dieron (no controlo el LB), y estaban pasando el tráfico en el puerto TCP 53 de forma que resultaría en descartes de RX. El volumen de tráfico en estas IP heredadas era tan bajo que no era probable que un administrador observara el tráfico en el cable.

Andrew B
fuente