フロー処理やネットワーク機能の処理負荷を考慮したVSEリソース割当て最適化の検討

摘要

現在，マルチテナントサービスを提供するデータセンタでは，仮想スイッチとIPトンネリングを利用して仮想ネットワークを構築するケースが増えている．筆者らはこれまで，物理サーバにおいて受信パケット処理を行うCPUコアを適応的に選択する仕組みであるVirtual Switch Extension（VSE）を提案してきた．従来の評価では，動作する仮想マシンの数に対しCPUコアに余裕があり，パケット処理負荷の高いVXLAN over IPsec通信を行う際の通信スループットに着目していた．しかし，物理サーバが多数の仮想マシンを動作させている状況に対して，負荷がより小さいトンネリングプロトコルを用いた環境におけるCPUリソースの割当てについては十分に検討していなかった．またVSE自身の処理オーバヘッドやVSEのフローテーブルに格納可能なエントリ数，及び仮想化環境におけるCPUリソースの割当て方法の違いによる通信スループットへの影響の評価も十分ではなかった．そこで本論文では，専用ハードウェアを用いてVSEの処理オーバヘッドを測定し，VSEのフローテーブルに格納可能なエントリ数を検討する．また，仮想化環境におけるCPUリソースの割当てモデルの基礎評価を行い，優先フローに対するモデルを検討する．専用ハードウェアの評価結果から，VSE処理のオーバヘッドは無視できるものであり，VSEのフローテーブルのエントリ数は10～50が妥当であることがわかった．さらに，優先フローに対して適切なモデルを適用した結果，動作する仮想マシン数を増やした状況においても，RSSと比べ優先フローの通信性能を24%向上できた．