BINDネームサーバーとのパケットキューパフォーマンスの不一致

バックグラウンド：

一貫性のないリングバッファー設定（eth0の場合は1020、eth1の場合は255）が一貫していない大容量キャッシングネームサーバー環境（Redhat Enterprise Linux 5.8、IBM System x3550）を継承しました。eth0はそのローカルデータセンターのスイッチ1に接続され、eth1は同じデータセンターのスイッチ2に接続されます。クラスター内のすべてのサーバーは、eth0またはeth1がアクティブなインターフェースであるかどうかを交互に切り替え、すべてのクラスターは異なるリージョンに配置されます。リングバッファは明らかに一貫性を保つ必要があります。

ISCナレッジベースがアウトバウンド輻輳に関連していると示唆している「エラー送信応答：設定解除」エラーを多くのネームサーバーが頻繁に記録している理由を調査したときに、上記の問題を発見しました。高いリングバッファ設定（1020）のサーバーは、ifconfigでドロップするパケットは（予想どおり）少なくなりますが、上記のエラーをログに記録する傾向があります。これを「グループ1」と呼びます。リングバッファ（255）の設定が低いサーバーは、1日あたりの受信パケットを大幅にドロップしますが（予想どおり）、BINDエラーのインスタンスははるかに少なく、通常は同じ負荷グループで0〜150です。

ここでも大きな謎ではありません。DNSのキャッシュは再帰的なサービスです。何かがキャッシュされない場合、サーバーはその1つの質問に代わって最終的に回答を返すまで複数のクエリを作成する必要があります。これは、（1つの入力）->（多くの出力）クエリ関係です。RXリングバッファーを修正すると、この数値がボード全体で新しい値に等しくなり、そこからproc（wmem_max / wmem_default）でカーネルの送信ネットワークキューを調整することをお勧めします。

パフォーマンスの問題に対する構成変更の影響を測定できるのが好きなので、実稼働環境の変更を開始する前にいくつかのデータを収集するレポートを作成しました。以下は、グループ1の最初の2台のサーバーの出力例です。

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

これらは式です。これはローカルスクリプトであり、サーバーごとに維持する必要があるシェルスクリプトに依存しないことに注意してください。

    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)

すべてのキャッシングDNS環境でこのレポートの実行を開始すると、グループ2と呼ばれるパケット負荷がほぼ同じである別のグループに問題がないことに気付きます。

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

質問：

RXリングバッファーまたはnet.core.wmem_default/ をさらに調整する必要なく、group2がこのように動作するのはなぜnet.core.wmem_maxですか？リングバッファーを正規化する必要がありますが、/ procでwmem値を使用する前に、ここで他に何が行われているのかを理解したいと思います。

私が考えることができる唯一のことは、キューがアプリケーションによってより速く空になっているということですが、ネットワークスタックチューニングは私が多くの実践的な経験を持っているものではなく、セカンドオピニオンを取得したいと思います。（いくつかのethtoolカウンター名に目がかすんでいますが、否定しません）

次の可能性を排除しました。仕切りの後に証明が続きます。

リングバッファのレイアウトは同じです。（group1とgroup2の最初のサーバーは同じ構成、group1とgroup2の2番目のサーバーは同じ構成）
デフォルトゲートウェイのレイアウトは同じです。
ネットワークカードは同じです。（ブロードコムBCM5708）
ethtoolによって報告されるファームウェアバージョンは同じです。（bc 4.0.3 ipms 1.6.0）
sysctl -a出力は、両方のグループの最初のサーバーと両方のグループの2番目のサーバーの間で一致します。（カーネルおよびfsセクションを除く）
グループ1とグループ2のサーバーの総数は同じです。（10）

機密保持の理由から、生のnamed.confや、情報を除外するために使用しているgrepフィルターを表示できません。以下の構成パラメーターは、4つのサーバーすべてで一定であるということを、私の言葉で理解する必要があります。

    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;

以下は、大量のシステム情報です。「hosthash」は、ループの各繰り返しが実際のホスト名を明らかにせずに実際に異なるサーバーにヒットしていることを示すためのものです。

ホストハッシュ：

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

出力：

____________________
hosthash: dc78abcb154b74c87feecb3f35222263d40c028c -

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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
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     tx_xon_frames: 116422
     tx_xoff_frames: 134780
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     rx_filtered_packets: 0
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     rx_fw_discards: 14015105
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____________________
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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
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tx-usecs-irq: 18
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rx-usecs-low: 0
rx-frame-low: 0
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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
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     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
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     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
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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)
eth0: Broadcom NetXtreme II BCM5708 1000Base-T (B2) PCI-X 64-bit 133MHz found at mem c8000000, IRQ 90, node addr 00215e3f1ec4
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— アンドリューB
ソース

Broadcom NICとRHEL5の間には長年にわたる厄介な関係があります。それらのほとんどは、RHEL5.5で修正されました。kernel-2.6.18-308シリーズにバグがあるかどうかを確認します。ところで、パケットはファームウェアレベルで失われるため、これはNICの問題だと思います。ファームウェア破棄の数を参照してください。

— ソハムチャクラボルティ

これは、SFで数か月間見た中で最もよく書かれた質問です。よくできました。

箱がデルかどうか疑問に思いますか？デルが出荷したbnx2iドライバーとチップセットには、よく知られた問題があります。その結果、ネットワークの負荷が大きくなると、パケットがランダムにドロップされます。これが事実である場合、調整されたリングバッファがそれをトリガーできることは論理的に思えます。

デルでは、独自のバージョンのドライバーを修正プログラムとして提供していると思います。もう1つの修正は、modprobe.confで次のようなことを行うことです。

オプションbnx2i disable_msi = 1

とにかく試してみることはできません。そして、x2はkceが言ったことです。ここで私が今まで見た中で書かれた最高の質問の一つ。

— Jアダムス
ソース

おっと！あなたは良い目を持っている、私はハードウェアのシャーシやmodprobe.conf詳細については言及しなかった。これらはすべてIBM System x3550サーバーであり、それを反映するように質問を更新しました。optionsあなたの提案に基づいてmodprobe に違いが見つかることを望んでいましたが、そこには運がありません。まったくありません。eth0およびeth1からbnx2へのエイリアスのみです。私もチェックし/etc/modules.d/ました。

— アンドリューB

私はbnx2 / Dellの問題（最も苦痛な経験から）に精通していますが、上記の誰かが示唆したように、この問題はDellに固有のものではないかもしれません。ドライバーのmsiをオフにすることは、まだ時間の価値があります。ドロップされたパケットがより大きなバッファを備えたインターフェイス上にあるという事実は、私が説明したバグと同じように聞こえます。

— Jアダムス

同僚との相談は、この有望な響きがあるので、お知らせします。

— アンドリューB

msiを無効にし、モジュールをアンロードしてリロードし、再テストすると、modinfo bnx2に次が表示されます。parm：disable_msi：Disable Message Signaled Interrupt（MSI）（int）

— -dmourati

簡単なグーグルは、bnx2の問題はDellに限らないことを示唆しており、IBMはダウンロード用にメーカーのドライバーも提供していると思います。dmouratiの指示に従うことで、問題の原因であるドライバーを迅速に排除できます。

— Jアダムス

サーバーのロードバランサーVIPの完全なリストがあることが確実な場合でも、とにかくパケットキャプチャを実行します。マシンがIPアドレスのARPに応答しないからといって、偽のパケットを送信できないわけではありません。MACアドレスに送信されるトラフィックが、構成されたIPアドレスと一致していることを確認してください。

人々がこの質問に答えてくれたことに感謝していますが、私自身のデューデリジェンスはここに欠けていました。後から考えて、次のようなPCAPフィルターを作成する必要がありました。

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...)'

どこ：

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

私に与えられていないロードバランサーVIPがいくつかあり（LBを制御していません）、それらはRX破棄をもたらす方法でTCPポート53でトラフィックを渡していました。これらのレガシーIPのトラフィック量は非常に少ないため、管理者がトラフィックのトラフィックを目で確認することはありません。

— アンドリューB
ソース