Visão geral da Rede Acelerada do Azure

A Rede Acelerada do Azure melhora significativamente o desempenho da rede de máquinas virtuais reduzindo a latência e a utilização da CPU. 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.

Benefits

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 MELlanox NIC ou MANA na VM. Para VMs que executam Linux e FreeBSD, você deve se manter atualizado com as atualizações de kernel mais recentes oferecidas pela distribuição. Para VMs que executam o Windows, aplique drivers atualizados da página de suporte da NVIDIA se você encontrar problemas com o driver entregue com a imagem do Marketplace ou aplicado a uma imagem personalizada. Os drivers MANA mais recentes podem ser encontrados na página de documentação do MANA no Windows

Regiões com suporte

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

Sistemas operacionais compatíveis

Windows

As seguintes versões do Windows dão suporte à Rede Acelerada para todas as interfaces:

Linux

Para máquinas virtuais (VMs) com o Microsoft Mana Adapter:

Para usuários de distribuições linux não endossadas ou utilizando kernels personalizados, recomendamos o Kernel 6.14 do Linux ou posterior encontrado em kernel.org

Para máquinas virtuais (VMs) com adaptadores Mellanox

Todas as distribuições Linux endossadas pelo Azure são suportadas, desde que os fornecedores não as marquem como fim de vida útil (EOL).

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 exige configurar os drivers SR-IOV como dispositivos não gerenciados nas configurações de rede. Esse requisito se aplica à NVIDIA/Mellanox mlx4_core e mlx5_core drivers e ao driver MANA. Imagens que usam a versão 23.2 ou posterior do cloud-init aplicam automaticamente a configuração de rede correta para dar suporte à Rede Acelerada durante o provisionamento. Evite ferramentas de gerenciamento de interfaces de rede concorrentes (como ifupdown e networkd) em imagens personalizadas e não execute o dhcpclient diretamente em múltiplas interfaces.

# Azure VMs with accelerated networking may have MANA, mlx4, or mlx5 SR-IOV devices which are transparently bonded to a synthetic
# hv_netvsc device.  Mark devices with the 0x800 bit set as unmanaged devices:
#   AZURE_UNMANAGED_SRIOV=1 for 01-azure-unmanaged-sriov.network
#   ID_NET_MANAGED_BY=unmanaged for systemd-networkd >= 255
#   NM_UNMANAGED=1 for NetworkManager
#
# ATTR{flags}=="0x?[89ABCDEF]??" checks the 0x800 bit.
SUBSYSTEM=="net", ACTION!="remove", DRIVERS=="mana|mlx4_core|mlx5_core", ATTR{flags}=="0x?[89ABCDEF]??", ENV{AZURE_UNMANAGED_SRIOV}="1", ENV{ID_NET_MANAGED_BY}="unmanaged", ENV{NM_UNMANAGED}="1"

# Azure VMs with accelerated networking may have MANA, mlx4, or mlx5 SR-IOV devices which are transparently bonded to a synthetic
# hv_netvsc device.  Mark devices with the 0x800 bit set as unmanaged devices:
#   AZURE_UNMANAGED_SRIOV=1 for 01-azure-unmanaged-sriov.network
#   ID_NET_MANAGED_BY=unmanaged for systemd-networkd >= 255
#   NM_UNMANAGED=1 for NetworkManager
#
# ATTR{flags}=="0x?[89ABCDEF]??" checks the 0x800 bit.
SUBSYSTEM=="net", ACTION!="remove", DRIVERS=="mana|mlx4_core|mlx5_core", ATTR{flags}=="0x?[89ABCDEF]??", ENV{AZURE_UNMANAGED_SRIOV}="1", ENV{ID_NET_MANAGED_BY}="unmanaged", ENV{NM_UNMANAGED}="1"

# Azure VMs with accelerated networking may have MANA, mlx4, or mlx5 SR-IOV
# devices which are transparently bonded to a synthetic hv_netvsc device.
# 10-azure-unmanaged-sriov.rules will mark these devices with
# AZURE_UNMANAGED_SRIOV=1 so this can configure the devices as unmanaged.
 
[Match]
Property=AZURE_UNMANAGED_SRIOV=1
 
[Link]
Unmanaged=yes

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

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