Azure FPGA 性能测试

Azure开启FPGA网络性能测试

 

一．              Azure网络知识点梳理

Azure的VM在经过几代发展后已经有多种硬件类型。目前Azure China的多种机型都配置了FPGA卡，可以实现网络加速，本文将介绍开启FPGA下中国区Azure网络性能的测试。

关于FPGA具体介绍，请参考魏老师的blog：http://www.cnblogs.com/hengwei/p/8667343.html，

通过参考魏老师的Blog，Enable FPGA卡：

二．              Iperf3测试工具安装

iPerf 在工作时，测试的两端一方作为 Server，另一方为 Client。程序启动的命令相同，通过不同的参数来区别以哪种工作方式运行。通常情况下先启动 Server 端，使 iPerf 监听在某个固定端口。然后在 Client 端执行相应的命令开始测试。Client端和Server端都需要装iperf3，同时放开所有NSG入站规则。

1. yum install -y iperf3
2. 打开NSG或者创建VM的时候不创建NSG

 

1. Server端和Client端配置完成，30s，间隔两秒，-P表示几个并发数据流

 

三．              开启FPGA，北区同一VNET下，两台VM网络性能测试（CentOS-7.4标准 D4_v2 (8 vcpu，28 GB 内存)）

1. 6个并发数据流，带宽5.6Gbps

1. 32个并发数据流，带宽4Gbps左右，已经打满，北区内网传输

1. CPU利用率监控

四．   未开启FPGA，北区同一VNET下，两台VM网络性能测试（CentOS-7.4标准 D4v2 (8 vcpu，28 GB 内存)）

1. 6个并发数据流，带宽6Gbps

1. 32个并发数据流，带宽6Gbps左右，已经打满，北区内网传输

 

1. CPU利用率监控

五．           北区同一VNET下ping延迟测试：是否开启延迟差别不大。

 

六．              北区同一Vnet下D15v2和D14v2做测试

1. 开启FPGA，32并发流打满带宽，D15v2当Client，D14v2当server

1. Server端D14v2 CPU利用率

    qperf测试延迟

1. 未开启FPGA，32并发流打满带宽

 

1. Server端D14v2 CPU利用率

 

   qperf测试延迟

七．      总结

测试数据对比：东区北区机器都是D4v2 linux，Centos7.4

D4v2机器测试https://docs.azure.cn/zh-cn/virtual-machines/linux/sizes-general

Items	FPGA Disabled	CPU Usage	FPGA Enabled	CPU Usage
North Vnet	6Gbps	39%	5.56Gbps	25%
East Vnet	5.56Gbps	N/A	5.56Gbps	N/A
North-East	5.5Gbps	N/A	5.5Gbps	N/A

1. 针对于北区内网测试，如果客户是流量型业务场景，开启FPGA后，会把一部分Workload卸载到网卡上去做，从而减少CPU负载压力，如果没有开启FPGA，虽然也能打满带宽，但是CPU利用率是开启VM的1.5倍左右，CPU负载较大。
2. D15v2和D14v2测试对比，因为带宽性能增加，所以CPU负载基本上接近100%，CPU利用率不具有参考性。通过qperf可以测试出延迟的差异，7倍左右的优化，需要注意qperf的测试是one way的，数值的两倍为来回的结果，跟之前的测试对比也可以看到基本一致。不过整体优化的效果还是可以看出来。

3. Items	FPGA Disabled	CPU Usage	Latency	FPGA Enabled	CPU Usage	Latency
   North Vnet	16Gbps	100%	0.242ms	21Gbps	98.3%	0.035ms

1. 使用大size的机器还是可以看出来是否开启FPGA的吞吐量的差距
   
   。