Visão geral da rede acelerada

Este artigo descreve os benefícios, as restrições e as configurações com suporte da Rede Acelerada. A Rede Acelerada permite a virtualização de E/S de raiz única (SR-IOV) em tipos de VMs (máquina virtual) com suporte, melhorando consideravelmente o desempenho da rede. Esse caminho de dados de alto desempenho ignora o host, o que reduz a latência, a tremulação e a utilização da CPU para as cargas de trabalho de rede mais exigentes.

O diagrama a seguir ilustra como duas VMs se comunicam com e sem a Rede Acelerada.

Sem Rede Acelerada , todo o tráfego de rede que entra e sai da VM atravessa o host e o comutador virtual. O comutador virtual fornece toda a aplicação de políticas ao tráfego de rede. As políticas incluem grupos de segurança de rede, listas de controle de acesso, isolamento e outros serviços virtualizados de rede.

Com a Rede Acelerada, o tráfego de rede que chega à interface de rede (NIC) da VM é encaminhado diretamente para a VM. A Rede Acelerada descarrega todas as políticas de rede que o comutador virtual aplicou e as aplica no hardware. Como o hardware aplica políticas, a NIC pode encaminhar o tráfego de rede diretamente para a VM. A NIC ignora o host e o comutador virtual, enquanto mantém todas as políticas aplicadas no host.

Benefícios

A Rede Acelerada tem os benefícios a seguir:

• Menor latência e maior número de pacotes por segundo. A remoção do comutador virtual do caminho de dados elimina o tempo que os pacotes passam no host para o processamento da política. Ele também aumenta o número de pacotes que a VM pode processar.

• Tremulação reduzida. O tempo de processamento do comutador virtual depende da quantidade de política a ser aplicada e da carga de trabalho da CPU que faz o processamento. O descarregamento da imposição de políticas para o hardware remove essa variabilidade entregando pacotes diretamente à VM. O descarregamento também remove a comunicação de host para VM, todas as interrupções de software e todas as alternâncias de contexto.

• Utilização de CPU reduzida. ignorar o comutador virtual no host resulta em menor utilização da CPU para processar o tráfego de rede.

Limitações e restrições

• Os benefícios da Rede Acelerada se aplicam somente à VM que a habilita.

• Para obter melhores resultados, habilite a Rede Acelerada em pelo menos duas VMs na mesma rede virtual do Azure. Esse recurso exerce um impacto mínimo sobre a latência quando você se comunica nas diversas redes virtuais ou se conecta no local.

• Não é possível habilitar a Rede Acelerada em uma VM em execução. A Rede Acelerada em uma VM suportada só pode ser habilitada quando a VM for interrompida e desalocada.

• Não é possível implantar máquinas virtuais (clássicas) com a Rede Acelerada através do Azure Resource Manager.

• A plataforma do Azure não atualiza os drivers de NIC Mellanox na VM. Para VMs que executam Linux e FreeBSD, os clientes são incentivados a permanecer atualizados com as atualizações de kernel mais recentes oferecidas pela distribuição. Para VMs que executam o Windows, os clientes devem aplicar drivers atualizados da página de suporte da NVIDIA se algum problema for encontrado posteriormente com o driver entregue com a imagem do Marketplace ou aplicado a uma imagem personalizada.

Regiões com suporte

A Rede Acelerada está disponível em todas as regiões globais do Azure e na Nuvem do Azure Governamental.

Sistemas operacionais com suporte

As versões do Windows a seguir dão suporte à Rede Acelerada:

• Windows Server 2022
• Windows Server 2019 Standard/Datacenter
• Windows Server 2016 Standard/Datacenter
• Windows Server 2012 R2 Standard/Datacenter
• Windows 10, versão 21H2 ou posterior, incluindo o Windows 10 Enterprise multisessão
• Windows 11, incluindo o Windows 11 Enterprise multisession

As seguintes distribuições Linux e FreeBSD do Azure Marketplace dão suporte à Rede Acelerada pronta para uso:

• Ubuntu 14.04 com o kernel linux-azure
• Ubuntu 16.04 ou posterior
• SLES12 SP3 ou posterior
• RHEL 7.4 ou posterior
• CentOS 7.4 ou posterior
• CoreOS Linux
• Debian "Stretch" com kernel de portas traseiras
• Debian "Buster" ou posterior
• Oracle Linux 7.4 e posterior com Kernel Compatível com Red Hat (RHCK)
• Oracle Linux 7.5 e posterior com UEK versão 5
• FreeBSD 10.4, 11.1, 12.0 & 12.0 ou posterior

Instâncias de VM compatíveis

A maioria dos tamanhos de instâncias de VMs de uso geral e otimizadas para computação com duas ou mais vCPUs dá suporte à Rede Acelerada. Em instâncias que suportam hyperthreading, instâncias de VM com quatro ou mais vCPUs dão suporte à Rede Acelerada.

Para verificar se um tamanho de VM dá suporte à Rede Acelerada, confira Tamanhos para máquinas virtuais no Azure.

Você pode consultar diretamente a lista de SKUs de VMs que dão suporte à Rede Acelerada usando o comando az vm list-skus da CLI do Azure:

az vm list-skus \
  --___location westus \
  --all true \
  --resource-type virtualMachines \
  --query '[].{size:size, name:name, acceleratedNetworkingEnabled: capabilities[?name==`AcceleratedNetworkingEnabled`].value | [0]}' \
  --output table

Imagens de VM personalizadas

Se você usar uma imagem personalizada que dá suporte à Rede Acelerada, certifique-se de atender aos seguintes requisitos.

Suporte ao dispositivo e driver

Qualquer imagem personalizada que dê suporte à Rede Acelerada deve incluir drivers que habilitem a Virtualização de E/S de Raiz Única para os cartões de interface de rede (NIC) usados nas plataformas Azure. Essa lista de hardware inclui o NVIDIA ConnectX-3, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5 e o Adaptador de Rede do Microsoft Azure (MANA).

Associação dinâmica e revogação da função virtual

A Rede Acelerada requer que as imagens do SO convidado lidem corretamente com a função virtual sendo removida ou adicionada dinamicamente. Cenários como manutenção do host ou migração dinâmica resultarão na revogação dinâmica da função virtual e restauração após o evento de manutenção. Além disso, os aplicativos devem garantir que se associem ao dispositivo sintético e não à função virtual para manter a conectividade de rede durante esses eventos.

Para obter mais detalhes sobre os requisitos de associação de aplicativos, confira Como a Rede Acelerada funciona em VMs Linux e FreeBSD.

Configurar drivers para serem não gerenciados

A Rede Acelerada requer configurações de rede que marquem os drivers NVIDIA como dispositivos não gerenciados. As imagens com a versão 19.4 ou posterior de cloud-init têm a rede configurada corretamente para dar suporte à Rede Acelerada durante o provisionamento. É altamente recomendável que você não execute softwares de interface de rede concorrentes (como ifupdown e networkd) em imagens personalizadas e que não execute o dhcpclient diretamente em várias interfaces.

sudo cat <<EOF > /etc/udev/rules.d/68-azure-sriov-nm-unmanaged.rules
# Accelerated Networking on Azure exposes a new SRIOV interface to the VM.
# This interface is transparentlybonded to the synthetic interface,
# so NetworkManager should just ignore any SRIOV interfaces.
SUBSYSTEM=="net", DRIVERS=="hv_pci", ACTION!="remove", ENV{NM_UNMANAGED}="1"
EOF

sudo mkdir -p /etc/systemd/network
sudo cat > /etc/systemd/network/99-azure-unmanaged-devices.network <<EOF
# Ignore SR-IOV interface on Azure, since it's transparently bonded
# to the synthetic interface
[Match]
Driver=mlx4_en mlx5_en mlx4_core mlx5_core
[Link]
Unmanaged=yes
EOF

sudo mkdir -p /etc/systemd/network
sudo cat > /etc/systemd/network/99-azure-unmanaged-devices.network <<EOF
# Ignore SR-IOV interface on Azure, since it's transparently bonded
# to the synthetic interface
[Match]
Driver=mlx4_en mlx5_en mlx4_core mlx5_core
[Link]
Unmanaged=yes
EOF

O tráfego de rede usa o caminho de dados da Rede Acelerada

Para drivers NVIDIA: Verifique se os pacotes estão fluindo pela interface VF

• Documentação do Linux
• Documentação do Windows

Para driver MANA: Verifique se o tráfego está fluindo através do MANA

• Documentação do Linux
• Documentação do Windows

Conteúdo relacionado

• Como a rede acelerada funciona em VMs Linux e FreeBSD
• Criar uma VM com Rede Acelerada usando o PowerShell
• Criar uma VM com Rede Acelerada usando a CLI do Azure
• Grupos de posicionamento por proximidade