Merge "docs: Update step driven test documentation"
[vswitchperf.git] / docs / testing / user / userguide / testusage.rst
1 .. This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
2 .. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
3 .. (c) OPNFV, Intel Corporation, AT&T and others.
4
5 vSwitchPerf test suites userguide
6 ---------------------------------
7
8 General
9 ^^^^^^^
10
11 VSPERF requires a traffic generators to run tests, automated traffic gen
12 support in VSPERF includes:
13
14 - IXIA traffic generator (IxNetwork hardware) and a machine that runs the IXIA
15   client software.
16 - Spirent traffic generator (TestCenter hardware chassis or TestCenter virtual
17   in a VM) and a VM to run the Spirent Virtual Deployment Service image,
18   formerly known as "Spirent LabServer".
19 - Xena Network traffic generator (Xena hardware chassis) that houses the Xena
20   Traffic generator modules.
21 - Moongen software traffic generator. Requires a separate machine running
22   moongen to execute packet generation.
23 - T-Rex software traffic generator. Requires a separate machine running T-Rex
24   Server to execute packet generation.
25
26 If you want to use another traffic generator, please select the :ref:`trafficgen-dummy`
27 generator.
28
29 VSPERF Installation
30 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
31
32 To see the supported Operating Systems, vSwitches and system requirements,
33 please follow the `installation instructions <vsperf-installation>`.
34
35 Traffic Generator Setup
36 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
37
38 Follow the `Traffic generator instructions <trafficgen-installation>` to
39 install and configure a suitable traffic generator.
40
41 Cloning and building src dependencies
42 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
43
44 In order to run VSPERF, you will need to download DPDK and OVS. You can
45 do this manually and build them in a preferred location, OR you could
46 use vswitchperf/src. The vswitchperf/src directory contains makefiles
47 that will allow you to clone and build the libraries that VSPERF depends
48 on, such as DPDK and OVS. To clone and build simply:
49
50 .. code-block:: console
51
52     $ cd src
53     $ make
54
55 VSPERF can be used with stock OVS (without DPDK support). When build
56 is finished, the libraries are stored in src_vanilla directory.
57
58 The 'make' builds all options in src:
59
60 * Vanilla OVS
61 * OVS with vhost_user as the guest access method (with DPDK support)
62
63 The vhost_user build will reside in src/ovs/
64 The Vanilla OVS build will reside in vswitchperf/src_vanilla
65
66 To delete a src subdirectory and its contents to allow you to re-clone simply
67 use:
68
69 .. code-block:: console
70
71      $ make clobber
72
73 Configure the ``./conf/10_custom.conf`` file
74 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
75
76 The ``10_custom.conf`` file is the configuration file that overrides
77 default configurations in all the other configuration files in ``./conf``
78 The supplied ``10_custom.conf`` file **MUST** be modified, as it contains
79 configuration items for which there are no reasonable default values.
80
81 The configuration items that can be added is not limited to the initial
82 contents. Any configuration item mentioned in any .conf file in
83 ``./conf`` directory can be added and that item will be overridden by
84 the custom configuration value.
85
86 Further details about configuration files evaluation and special behaviour
87 of options with ``GUEST_`` prefix could be found at :ref:`design document
88 <design-configuration>`.
89
90 Using a custom settings file
91 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
92
93 If your ``10_custom.conf`` doesn't reside in the ``./conf`` directory
94 or if you want to use an alternative configuration file, the file can
95 be passed to ``vsperf`` via the ``--conf-file`` argument.
96
97 .. code-block:: console
98
99     $ ./vsperf --conf-file <path_to_custom_conf> ...
100
101 Evaluation of configuration parameters
102 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
103
104 The value of configuration parameter can be specified at various places,
105 e.g. at the test case definition, inside configuration files, by the command
106 line argument, etc. Thus it is important to understand the order of configuration
107 parameter evaluation. This "priority hierarchy" can be described like so
108 (1 = max priority):
109
110 1. Testcase definition section ``Parameters``
111 2. Command line arguments (e.g. ``--test-params``, ``--vswitch``, etc.)
112 3. Environment variables (see ``--load-env`` argument)
113 4. Custom configuration file specified via ``--conf-file`` argument
114 5. Standard configuration files, where higher prefix number means higher
115    priority.
116
117 For example, if the same configuration parameter is defined in custom configuration
118 file (specified via ``--conf-file`` argument), via ``--test-params`` argument
119 and also inside ``Parameters`` section of the testcase definition, then parameter
120 value from the ``Parameters`` section will be used.
121
122 Further details about order of configuration files evaluation and special behaviour
123 of options with ``GUEST_`` prefix could be found at :ref:`design document
124 <design-configuration>`.
125
126 .. _overriding-parameters-documentation:
127
128 Overriding values defined in configuration files
129 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
130
131 The configuration items can be overridden by command line argument
132 ``--test-params``. In this case, the configuration items and
133 their values should be passed in form of ``item=value`` and separated
134 by semicolon.
135
136 Example:
137
138 .. code:: console
139
140     $ ./vsperf --test-params "TRAFFICGEN_DURATION=10;TRAFFICGEN_PKT_SIZES=(128,);" \
141                              "GUEST_LOOPBACK=['testpmd','l2fwd']" pvvp_tput
142
143 The ``--test-params`` command line argument can also be used to override default
144 configuration values for multiple tests. Providing a list of parameters will apply each
145 element of the list to the test with the same index. If more tests are run than
146 parameters provided the last element of the list will repeat.
147
148 .. code:: console
149
150     $ ./vsperf --test-params "['TRAFFICGEN_DURATION=10;TRAFFICGEN_PKT_SIZES=(128,)',"
151                              "'TRAFFICGEN_DURATION=10;TRAFFICGEN_PKT_SIZES=(64,)']" \
152                              pvvp_tput pvvp_tput
153
154 The second option is to override configuration items by ``Parameters`` section
155 of the test case definition. The configuration items can be added into ``Parameters``
156 dictionary with their new values. These values will override values defined in
157 configuration files or specified by ``--test-params`` command line argument.
158
159 Example:
160
161 .. code:: python
162
163     "Parameters" : {'TRAFFICGEN_PKT_SIZES' : (128,),
164                     'TRAFFICGEN_DURATION' : 10,
165                     'GUEST_LOOPBACK' : ['testpmd','l2fwd'],
166                    }
167
168 **NOTE:** In both cases, configuration item names and their values must be specified
169 in the same form as they are defined inside configuration files. Parameter names
170 must be specified in uppercase and data types of original and new value must match.
171 Python syntax rules related to data types and structures must be followed.
172 For example, parameter ``TRAFFICGEN_PKT_SIZES`` above is defined as a tuple
173 with a single value ``128``. In this case trailing comma is mandatory, otherwise
174 value can be wrongly interpreted as a number instead of a tuple and vsperf
175 execution would fail. Please check configuration files for default values and their
176 types and use them as a basis for any customized values. In case of any doubt, please
177 check official python documentation related to data structures like tuples, lists
178 and dictionaries.
179
180 **NOTE:** Vsperf execution will terminate with runtime error in case, that unknown
181 parameter name is passed via ``--test-params`` CLI argument or defined in ``Parameters``
182 section of test case definition. It is also forbidden to redefine a value of
183 ``TEST_PARAMS`` configuration item via CLI or ``Parameters`` section.
184
185 **NOTE:** The new definition of the dictionary parameter, specified via ``--test-params``
186 or inside ``Parameters`` section, will not override original dictionary values. Instead
187 the original dictionary will be updated with values from the new dictionary definition.
188
189 Referencing parameter values
190 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
191
192 It is possible to use a special macro ``#PARAM()`` to refer to the value of
193 another configuration parameter. This reference is evaluated during
194 access of the parameter value (by ``settings.getValue()`` call), so it
195 can refer to parameters created during VSPERF runtime, e.g. NICS dictionary.
196 It can be used to reflect DUT HW details in the testcase definition.
197
198 Example:
199
200 .. code:: python
201
202     {
203         ...
204         "Name": "testcase",
205         "Parameters" : {
206             "TRAFFIC" : {
207                 'l2': {
208                     # set destination MAC to the MAC of the first
209                     # interface from WHITELIST_NICS list
210                     'dstmac' : '#PARAM(NICS[0]["mac"])',
211                 },
212             },
213         ...
214
215 vloop_vnf
216 ^^^^^^^^^
217
218 VSPERF uses a VM image called vloop_vnf for looping traffic in the deployment
219 scenarios involving VMs. The image can be downloaded from
220 `<http://artifacts.opnfv.org/>`__.
221
222 Please see the installation instructions for information on :ref:`vloop-vnf`
223 images.
224
225 .. _l2fwd-module:
226
227 l2fwd Kernel Module
228 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
229
230 A Kernel Module that provides OSI Layer 2 Ipv4 termination or forwarding with
231 support for Destination Network Address Translation (DNAT) for both the MAC and
232 IP addresses. l2fwd can be found in <vswitchperf_dir>/src/l2fwd
233
234 Additional Tools Setup
235 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
236
237 Follow the `Additional tools instructions <additional-tools-configuration>` to
238 install and configure additional tools such as collectors and loadgens.
239
240 Executing tests
241 ^^^^^^^^^^^^^^^
242
243 All examples inside these docs assume, that user is inside the VSPERF
244 directory. VSPERF can be executed from any directory.
245
246 Before running any tests make sure you have root permissions by adding
247 the following line to /etc/sudoers:
248
249 .. code-block:: console
250
251     username ALL=(ALL)       NOPASSWD: ALL
252
253 username in the example above should be replaced with a real username.
254
255 To list the available tests:
256
257 .. code-block:: console
258
259     $ ./vsperf --list
260
261 To run a single test:
262
263 .. code-block:: console
264
265     $ ./vsperf $TESTNAME
266
267 Where $TESTNAME is the name of the vsperf test you would like to run.
268
269 To run a test multiple times, repeat it:
270
271 .. code-block:: console
272
273     $ ./vsperf $TESTNAME $TESTNAME $TESTNAME
274
275 To run a group of tests, for example all tests with a name containing
276 'RFC2544':
277
278 .. code-block:: console
279
280     $ ./vsperf --conf-file=<path_to_custom_conf>/10_custom.conf --tests="RFC2544"
281
282 To run all tests:
283
284 .. code-block:: console
285
286     $ ./vsperf --conf-file=<path_to_custom_conf>/10_custom.conf
287
288 Some tests allow for configurable parameters, including test duration
289 (in seconds) as well as packet sizes (in bytes).
290
291 .. code:: bash
292
293     $ ./vsperf --conf-file user_settings.py \
294         --tests RFC2544Tput \
295         --test-params "TRAFFICGEN_DURATION=10;TRAFFICGEN_PKT_SIZES=(128,)"
296
297 To specify configurable parameters for multiple tests, use a list of
298 parameters. One element for each test.
299
300 .. code:: console
301
302     $ ./vsperf --conf-file user_settings.py \
303         --test-params "['TRAFFICGEN_DURATION=10;TRAFFICGEN_PKT_SIZES=(128,)',"\
304         "'TRAFFICGEN_DURATION=10;TRAFFICGEN_PKT_SIZES=(64,)']" \
305         phy2phy_cont phy2phy_cont
306
307 If the ``CUMULATIVE_PARAMS`` setting is set to True and there are different parameters
308 provided for each test using ``--test-params``, each test will take the parameters of
309 the previous test before appyling it's own.
310 With ``CUMULATIVE_PARAMS`` set to True the following command will be equivalent to the
311 previous example:
312
313 .. code:: console
314
315     $ ./vsperf --conf-file user_settings.py \
316         --test-params "['TRAFFICGEN_DURATION=10;TRAFFICGEN_PKT_SIZES=(128,)',"\
317         "'TRAFFICGEN_PKT_SIZES=(64,)']" \
318         phy2phy_cont phy2phy_cont
319         "
320
321 For all available options, check out the help dialog:
322
323 .. code-block:: console
324
325     $ ./vsperf --help
326
327 Executing Vanilla OVS tests
328 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
329
330 1. If needed, recompile src for all OVS variants
331
332    .. code-block:: console
333
334        $ cd src
335        $ make distclean
336        $ make
337
338 2. Update your ``10_custom.conf`` file to use Vanilla OVS:
339
340    .. code-block:: python
341
342        VSWITCH = 'OvsVanilla'
343
344 3. Run test:
345
346    .. code-block:: console
347
348        $ ./vsperf --conf-file=<path_to_custom_conf>
349
350    Please note if you don't want to configure Vanilla OVS through the
351    configuration file, you can pass it as a CLI argument.
352
353    .. code-block:: console
354
355        $ ./vsperf --vswitch OvsVanilla
356
357
358 Executing tests with VMs
359 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
360
361 To run tests using vhost-user as guest access method:
362
363 1. Set VSWITCH and VNF of your settings file to:
364
365    .. code-block:: python
366
367        VSWITCH = 'OvsDpdkVhost'
368        VNF = 'QemuDpdkVhost'
369
370 2. If needed, recompile src for all OVS variants
371
372    .. code-block:: console
373
374        $ cd src
375        $ make distclean
376        $ make
377
378 3. Run test:
379
380    .. code-block:: console
381
382        $ ./vsperf --conf-file=<path_to_custom_conf>/10_custom.conf
383
384 **NOTE:** By default vSwitch is acting as a server for dpdk vhost-user sockets.
385 In case, that QEMU should be a server for vhost-user sockets, then parameter
386 ``VSWITCH_VHOSTUSER_SERVER_MODE`` should be set to ``False``.
387
388 Executing tests with VMs using Vanilla OVS
389 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
390
391 To run tests using Vanilla OVS:
392
393 1. Set the following variables:
394
395    .. code-block:: python
396
397        VSWITCH = 'OvsVanilla'
398        VNF = 'QemuVirtioNet'
399
400        VANILLA_TGEN_PORT1_IP = n.n.n.n
401        VANILLA_TGEN_PORT1_MAC = nn:nn:nn:nn:nn:nn
402
403        VANILLA_TGEN_PORT2_IP = n.n.n.n
404        VANILLA_TGEN_PORT2_MAC = nn:nn:nn:nn:nn:nn
405
406        VANILLA_BRIDGE_IP = n.n.n.n
407
408    or use ``--test-params`` option
409
410    .. code-block:: console
411
412        $ ./vsperf --conf-file=<path_to_custom_conf>/10_custom.conf \
413                   --test-params "VANILLA_TGEN_PORT1_IP=n.n.n.n;" \
414                                 "VANILLA_TGEN_PORT1_MAC=nn:nn:nn:nn:nn:nn;" \
415                                 "VANILLA_TGEN_PORT2_IP=n.n.n.n;" \
416                                 "VANILLA_TGEN_PORT2_MAC=nn:nn:nn:nn:nn:nn"
417
418 2. If needed, recompile src for all OVS variants
419
420    .. code-block:: console
421
422        $ cd src
423        $ make distclean
424        $ make
425
426 3. Run test:
427
428    .. code-block:: console
429
430        $ ./vsperf --conf-file<path_to_custom_conf>/10_custom.conf
431
432 .. _vpp-test:
433
434 Executing VPP tests
435 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
436
437 Currently it is not possible to use standard scenario deployments for execution of
438 tests with VPP. It means, that deployments ``p2p``, ``pvp``, ``pvvp`` and in general any
439 :ref:`pxp-deployment` won't work with VPP. However it is possible to use VPP in
440 :ref:`step-driven-tests`. A basic set of VPP testcases covering ``phy2phy``, ``pvp``
441 and ``pvvp`` tests are already prepared.
442
443 List of performance tests with VPP support follows:
444
445 * phy2phy_tput_vpp:              VPP: LTD.Throughput.RFC2544.PacketLossRatio
446 * phy2phy_cont_vpp:              VPP: Phy2Phy Continuous Stream
447 * phy2phy_back2back_vpp:         VPP: LTD.Throughput.RFC2544.BackToBackFrames
448 * pvp_tput_vpp:                  VPP: LTD.Throughput.RFC2544.PacketLossRatio
449 * pvp_cont_vpp:                  VPP: PVP Continuous Stream
450 * pvp_back2back_vpp:             VPP: LTD.Throughput.RFC2544.BackToBackFrames
451 * pvvp_tput_vpp:                 VPP: LTD.Throughput.RFC2544.PacketLossRatio
452 * pvvp_cont_vpp:                 VPP: PVP Continuous Stream
453 * pvvp_back2back_vpp:            VPP: LTD.Throughput.RFC2544.BackToBackFrames
454
455 In order to execute testcases with VPP it is required to:
456
457 * install VPP manually, see :ref:`vpp-installation`
458 * configure ``WHITELIST_NICS``, with two physical NICs connected to the traffic generator
459 * configure traffic generator, see :ref:`trafficgen-installation`
460
461 After that it is possible to execute VPP testcases listed above.
462
463 For example:
464
465 .. code-block:: console
466
467     $ ./vsperf --conf-file=<path_to_custom_conf> phy2phy_tput_vpp
468
469 .. _vfio-pci:
470
471 Using vfio_pci with DPDK
472 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
473
474 To use vfio with DPDK instead of igb_uio add into your custom configuration
475 file the following parameter:
476
477 .. code-block:: python
478
479     PATHS['dpdk']['src']['modules'] = ['uio', 'vfio-pci']
480
481
482 **NOTE:** In case, that DPDK is installed from binary package, then please
483 set ``PATHS['dpdk']['bin']['modules']`` instead.
484
485 **NOTE:** Please ensure that Intel VT-d is enabled in BIOS.
486
487 **NOTE:** Please ensure your boot/grub parameters include
488 the following:
489
490 **NOTE:** In case of VPP, it is required to explicitly define, that vfio-pci
491 DPDK driver should be used. It means to update dpdk part of VSWITCH_VPP_ARGS
492 dictionary with uio-driver section, e.g. VSWITCH_VPP_ARGS['dpdk'] = 'uio-driver vfio-pci'
493
494 .. code-block:: console
495
496     iommu=pt intel_iommu=on
497
498 To check that IOMMU is enabled on your platform:
499
500 .. code-block:: console
501
502     $ dmesg | grep IOMMU
503     [    0.000000] Intel-IOMMU: enabled
504     [    0.139882] dmar: IOMMU 0: reg_base_addr fbffe000 ver 1:0 cap d2078c106f0466 ecap f020de
505     [    0.139888] dmar: IOMMU 1: reg_base_addr ebffc000 ver 1:0 cap d2078c106f0466 ecap f020de
506     [    0.139893] IOAPIC id 2 under DRHD base  0xfbffe000 IOMMU 0
507     [    0.139894] IOAPIC id 0 under DRHD base  0xebffc000 IOMMU 1
508     [    0.139895] IOAPIC id 1 under DRHD base  0xebffc000 IOMMU 1
509     [    3.335744] IOMMU: dmar0 using Queued invalidation
510     [    3.335746] IOMMU: dmar1 using Queued invalidation
511     ....
512
513 .. _SRIOV-support:
514
515 Using SRIOV support
516 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
517
518 To use virtual functions of NIC with SRIOV support, use extended form
519 of NIC PCI slot definition:
520
521 .. code-block:: python
522
523     WHITELIST_NICS = ['0000:05:00.0|vf0', '0000:05:00.1|vf3']
524
525 Where 'vf' is an indication of virtual function usage and following
526 number defines a VF to be used. In case that VF usage is detected,
527 then vswitchperf will enable SRIOV support for given card and it will
528 detect PCI slot numbers of selected VFs.
529
530 So in example above, one VF will be configured for NIC '0000:05:00.0'
531 and four VFs will be configured for NIC '0000:05:00.1'. Vswitchperf
532 will detect PCI addresses of selected VFs and it will use them during
533 test execution.
534
535 At the end of vswitchperf execution, SRIOV support will be disabled.
536
537 SRIOV support is generic and it can be used in different testing scenarios.
538 For example:
539
540 * vSwitch tests with DPDK or without DPDK support to verify impact
541   of VF usage on vSwitch performance
542 * tests without vSwitch, where traffic is forwarded directly
543   between VF interfaces by packet forwarder (e.g. testpmd application)
544 * tests without vSwitch, where VM accesses VF interfaces directly
545   by PCI-passthrough_ to measure raw VM throughput performance.
546
547 .. _PCI-passthrough:
548
549 Using QEMU with PCI passthrough support
550 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
551
552 Raw virtual machine throughput performance can be measured by execution of PVP
553 test with direct access to NICs by PCI pass-through. To execute VM with direct
554 access to PCI devices, enable vfio-pci_. In order to use virtual functions,
555 SRIOV-support_ must be enabled.
556
557 Execution of test with PCI pass-through with vswitch disabled:
558
559 .. code-block:: console
560
561     $ ./vsperf --conf-file=<path_to_custom_conf>/10_custom.conf \
562                --vswitch none --vnf QemuPciPassthrough pvp_tput
563
564 Any of supported guest-loopback-application_ can be used inside VM with
565 PCI pass-through support.
566
567 Note: Qemu with PCI pass-through support can be used only with PVP test
568 deployment.
569
570 .. _guest-loopback-application:
571
572 Selection of loopback application for tests with VMs
573 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
574
575 To select the loopback applications which will forward packets inside VMs,
576 the following parameter should be configured:
577
578 .. code-block:: python
579
580      GUEST_LOOPBACK = ['testpmd']
581
582 or use ``--test-params`` CLI argument:
583
584 .. code-block:: console
585
586         $ ./vsperf --conf-file=<path_to_custom_conf>/10_custom.conf \
587               --test-params "GUEST_LOOPBACK=['testpmd']"
588
589 Supported loopback applications are:
590
591 .. code-block:: console
592
593      'testpmd'       - testpmd from dpdk will be built and used
594      'l2fwd'         - l2fwd module provided by Huawei will be built and used
595      'linux_bridge'  - linux bridge will be configured
596      'buildin'       - nothing will be configured by vsperf; VM image must
597                        ensure traffic forwarding between its interfaces
598
599 Guest loopback application must be configured, otherwise traffic
600 will not be forwarded by VM and testcases with VM related deployments
601 will fail. Guest loopback application is set to 'testpmd' by default.
602
603 **NOTE:** In case that only 1 or more than 2 NICs are configured for VM,
604 then 'testpmd' should be used. As it is able to forward traffic between
605 multiple VM NIC pairs.
606
607 **NOTE:** In case of linux_bridge, all guest NICs are connected to the same
608 bridge inside the guest.
609
610 Mergable Buffers Options with QEMU
611 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
612
613 Mergable buffers can be disabled with VSPerf within QEMU. This option can
614 increase performance significantly when not using jumbo frame sized packets.
615 By default VSPerf disables mergable buffers. If you wish to enable it you
616 can modify the setting in the a custom conf file.
617
618 .. code-block:: python
619
620     GUEST_NIC_MERGE_BUFFERS_DISABLE = [False]
621
622 Then execute using the custom conf file.
623
624 .. code-block:: console
625
626         $ ./vsperf --conf-file=<path_to_custom_conf>/10_custom.conf
627
628 Alternatively you can just pass the param during execution.
629
630 .. code-block:: console
631
632         $ ./vsperf --test-params "GUEST_NIC_MERGE_BUFFERS_DISABLE=[False]"
633
634
635 Selection of dpdk binding driver for tests with VMs
636 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
637
638 To select dpdk binding driver, which will specify which driver the vm NICs will
639 use for dpdk bind, the following configuration parameter should be configured:
640
641 .. code-block:: console
642
643      GUEST_DPDK_BIND_DRIVER = ['igb_uio_from_src']
644
645 The supported dpdk guest bind drivers are:
646
647 .. code-block:: console
648
649     'uio_pci_generic'      - Use uio_pci_generic driver
650     'igb_uio_from_src'     - Build and use the igb_uio driver from the dpdk src
651                              files
652     'vfio_no_iommu'        - Use vfio with no iommu option. This requires custom
653                              guest images that support this option. The default
654                              vloop image does not support this driver.
655
656 Note: uio_pci_generic does not support sr-iov testcases with guests attached.
657 This is because uio_pci_generic only supports legacy interrupts. In case
658 uio_pci_generic is selected with the vnf as QemuPciPassthrough it will be
659 modified to use igb_uio_from_src instead.
660
661 Note: vfio_no_iommu requires kernels equal to or greater than 4.5 and dpdk
662 16.04 or greater. Using this option will also taint the kernel.
663
664 Please refer to the dpdk documents at http://dpdk.org/doc/guides for more
665 information on these drivers.
666
667 Guest Core and Thread Binding
668 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
669
670 VSPERF provides options to achieve better performance by guest core binding and
671 guest vCPU thread binding as well. Core binding is to bind all the qemu threads.
672 Thread binding is to bind the house keeping threads to some CPU and vCPU thread to
673 some other CPU, this helps to reduce the noise from qemu house keeping threads.
674
675
676 .. code-block:: python
677
678    GUEST_CORE_BINDING = [('#EVAL(6+2*#VMINDEX)', '#EVAL(7+2*#VMINDEX)')]
679
680 **NOTE** By default the GUEST_THREAD_BINDING will be none, which means same as
681 the GUEST_CORE_BINDING, i.e. the vcpu threads are sharing the physical CPUs with
682 the house keeping threads. Better performance using vCPU thread binding can be
683 achieved by enabling affinity in the custom configuration file.
684
685 For example, if an environment requires 32,33 to be core binded and 29,30&31 for
686 guest thread binding to achieve better performance.
687
688 .. code-block:: python
689
690    VNF_AFFINITIZATION_ON = True
691    GUEST_CORE_BINDING = [('32','33')]
692    GUEST_THREAD_BINDING = [('29', '30', '31')]
693
694 Qemu CPU features
695 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
696
697 QEMU default to a compatible subset of performance enhancing cpu features.
698 To pass all available host processor features to the guest.
699
700 .. code-block:: python
701
702    GUEST_CPU_OPTIONS = ['host,migratable=off']
703
704 **NOTE** To enhance the performance, cpu features tsc deadline timer for guest,
705 the guest PMU, the invariant TSC can be provided in the custom configuration file.
706
707 Multi-Queue Configuration
708 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
709
710 VSPerf currently supports multi-queue with the following limitations:
711
712 1.  Requires QEMU 2.5 or greater and any OVS version higher than 2.5. The
713     default upstream package versions installed by VSPerf satisfies this
714     requirement.
715
716 2.  Guest image must have ethtool utility installed if using l2fwd or linux
717     bridge inside guest for loopback.
718
719 3.  If using OVS versions 2.5.0 or less enable old style multi-queue as shown
720     in the ''02_vswitch.conf'' file.
721
722     .. code-block:: python
723
724         OVS_OLD_STYLE_MQ = True
725
726 To enable multi-queue for dpdk modify the ''02_vswitch.conf'' file.
727
728 .. code-block:: python
729
730     VSWITCH_DPDK_MULTI_QUEUES = 2
731
732 **NOTE:** you should consider using the switch affinity to set a pmd cpu mask
733 that can optimize your performance. Consider the numa of the NIC in use if this
734 applies by checking /sys/class/net/<eth_name>/device/numa_node and setting an
735 appropriate mask to create PMD threads on the same numa node.
736
737 When multi-queue is enabled, each dpdk or dpdkvhostuser port that is created
738 on the switch will set the option for multiple queues. If old style multi queue
739 has been enabled a global option for multi queue will be used instead of the
740 port by port option.
741
742 To enable multi-queue on the guest modify the ''04_vnf.conf'' file.
743
744 .. code-block:: python
745
746     GUEST_NIC_QUEUES = [2]
747
748 Enabling multi-queue at the guest will add multiple queues to each NIC port when
749 qemu launches the guest.
750
751 In case of Vanilla OVS, multi-queue is enabled on the tuntap ports and nic
752 queues will be enabled inside the guest with ethtool. Simply enabling the
753 multi-queue on the guest is sufficient for Vanilla OVS multi-queue.
754
755 Testpmd should be configured to take advantage of multi-queue on the guest if
756 using DPDKVhostUser. This can be done by modifying the ''04_vnf.conf'' file.
757
758 .. code-block:: python
759
760     GUEST_TESTPMD_PARAMS = ['-l 0,1,2,3,4  -n 4 --socket-mem 512 -- '
761                             '--burst=64 -i --txqflags=0xf00 '
762                             '--nb-cores=4 --rxq=2 --txq=2 '
763                             '--disable-hw-vlan']
764
765 **NOTE:** The guest SMP cores must be configured to allow for testpmd to use the
766 optimal number of cores to take advantage of the multiple guest queues.
767
768 In case of using Vanilla OVS and qemu virtio-net you can increase performance
769 by binding vhost-net threads to cpus. This can be done by enabling the affinity
770 in the ''04_vnf.conf'' file. This can be done to non multi-queue enabled
771 configurations as well as there will be 2 vhost-net threads.
772
773 .. code-block:: python
774
775     VSWITCH_VHOST_NET_AFFINITIZATION = True
776
777     VSWITCH_VHOST_CPU_MAP = [4,5,8,11]
778
779 **NOTE:** This method of binding would require a custom script in a real
780 environment.
781
782 **NOTE:** For optimal performance guest SMPs and/or vhost-net threads should be
783 on the same numa as the NIC in use if possible/applicable. Testpmd should be
784 assigned at least (nb_cores +1) total cores with the cpu mask.
785
786 Jumbo Frame Testing
787 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
788
789 VSPERF provides options to support jumbo frame testing with a jumbo frame supported
790 NIC and traffic generator for the following vswitches:
791
792 1.  OVSVanilla
793
794 2.  OvsDpdkVhostUser
795
796 3.  TestPMD loopback with or without a guest
797
798 **NOTE:** There is currently no support for SR-IOV or VPP at this time with jumbo
799 frames.
800
801 All packet forwarding applications for pxp testing is supported.
802
803 To enable jumbo frame testing simply enable the option in the conf files and set the
804 maximum size that will be used.
805
806 .. code-block:: python
807
808     VSWITCH_JUMBO_FRAMES_ENABLED = True
809     VSWITCH_JUMBO_FRAMES_SIZE = 9000
810
811 To enable jumbo frame testing with OVSVanilla the NIC in test on the host must have
812 its mtu size changed manually using ifconfig or applicable tools:
813
814 .. code-block:: console
815
816     ifconfig eth1 mtu 9000 up
817
818 **NOTE:** To make the setting consistent across reboots you should reference the OS
819 documents as it differs from distribution to distribution.
820
821 To start a test for jumbo frames modify the conf file packet sizes or pass the option
822 through the VSPERF command line.
823
824 .. code-block:: python
825
826     TEST_PARAMS = {'TRAFFICGEN_PKT_SIZES':(2000,9000)}
827
828 .. code-block:: python
829
830     ./vsperf --test-params "TRAFFICGEN_PKT_SIZES=2000,9000"
831
832 It is recommended to increase the memory size for OvsDpdkVhostUser testing from the default
833 1024. Your size required may vary depending on the number of guests in your testing. 4096
834 appears to work well for most typical testing scenarios.
835
836 .. code-block:: python
837
838     DPDK_SOCKET_MEM = ['4096', '0']
839
840 **NOTE:** For Jumbo frames to work with DpdkVhostUser, mergable buffers will be enabled by
841 default. If testing with mergable buffers in QEMU is desired, disable Jumbo Frames and only
842 test non jumbo frame sizes. Test Jumbo Frames sizes separately to avoid this collision.
843
844
845 Executing Packet Forwarding tests
846 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
847
848 To select the applications which will forward packets,
849 the following parameters should be configured:
850
851 .. code-block:: python
852
853     VSWITCH = 'none'
854     PKTFWD = 'TestPMD'
855
856 or use ``--vswitch`` and ``--fwdapp`` CLI arguments:
857
858 .. code-block:: console
859
860     $ ./vsperf phy2phy_cont --conf-file user_settings.py \
861                --vswitch none \
862                --fwdapp TestPMD
863
864 Supported Packet Forwarding applications are:
865
866 .. code-block:: console
867
868     'testpmd'       - testpmd from dpdk
869
870
871 1. Update your ''10_custom.conf'' file to use the appropriate variables
872    for selected Packet Forwarder:
873
874    .. code-block:: python
875
876       # testpmd configuration
877       TESTPMD_ARGS = []
878       # packet forwarding mode supported by testpmd; Please see DPDK documentation
879       # for comprehensive list of modes supported by your version.
880       # e.g. io|mac|mac_retry|macswap|flowgen|rxonly|txonly|csum|icmpecho|...
881       # Note: Option "mac_retry" has been changed to "mac retry" since DPDK v16.07
882       TESTPMD_FWD_MODE = 'csum'
883       # checksum calculation layer: ip|udp|tcp|sctp|outer-ip
884       TESTPMD_CSUM_LAYER = 'ip'
885       # checksum calculation place: hw (hardware) | sw (software)
886       TESTPMD_CSUM_CALC = 'sw'
887       # recognize tunnel headers: on|off
888       TESTPMD_CSUM_PARSE_TUNNEL = 'off'
889
890 2. Run test:
891
892    .. code-block:: console
893
894       $ ./vsperf phy2phy_tput --conf-file <path_to_settings_py>
895
896 Executing Packet Forwarding tests with one guest
897 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
898
899 TestPMD with DPDK 16.11 or greater can be used to forward packets as a switch to a single guest using TestPMD vdev
900 option. To set this configuration the following parameters should be used.
901
902     .. code-block:: python
903
904         VSWITCH = 'none'
905         PKTFWD = 'TestPMD'
906
907 or use ``--vswitch`` and ``--fwdapp`` CLI arguments:
908
909     .. code-block:: console
910
911         $ ./vsperf pvp_tput --conf-file user_settings.py \
912                    --vswitch none \
913                    --fwdapp TestPMD
914
915 Guest forwarding application only supports TestPMD in this configuration.
916
917     .. code-block:: python
918
919         GUEST_LOOPBACK = ['testpmd']
920
921 For optimal performance one cpu per port +1 should be used for TestPMD. Also set additional params for packet forwarding
922 application to use the correct number of nb-cores.
923
924     .. code-block:: python
925
926         DPDK_SOCKET_MEM = ['1024', '0']
927         VSWITCHD_DPDK_ARGS = ['-l', '46,44,42,40,38', '-n', '4']
928         TESTPMD_ARGS = ['--nb-cores=4', '--txq=1', '--rxq=1']
929
930 For guest TestPMD 3 VCpus should be assigned with the following TestPMD params.
931
932     .. code-block:: python
933
934         GUEST_TESTPMD_PARAMS = ['-l 0,1,2 -n 4 --socket-mem 1024 -- '
935                                 '--burst=64 -i --txqflags=0xf00 '
936                                 '--disable-hw-vlan --nb-cores=2 --txq=1 --rxq=1']
937
938 Execution of TestPMD can be run with the following command line
939
940     .. code-block:: console
941
942         ./vsperf pvp_tput --vswitch=none --fwdapp=TestPMD --conf-file <path_to_settings_py>
943
944 **NOTE:** To achieve the best 0% loss numbers with rfc2544 throughput testing, other tunings should be applied to host
945 and guest such as tuned profiles and CPU tunings to prevent possible interrupts to worker threads.
946
947 VSPERF modes of operation
948 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
949
950 VSPERF can be run in different modes. By default it will configure vSwitch,
951 traffic generator and VNF. However it can be used just for configuration
952 and execution of traffic generator. Another option is execution of all
953 components except traffic generator itself.
954
955 Mode of operation is driven by configuration parameter -m or --mode
956
957 .. code-block:: console
958
959     -m MODE, --mode MODE  vsperf mode of operation;
960         Values:
961             "normal" - execute vSwitch, VNF and traffic generator
962             "trafficgen" - execute only traffic generator
963             "trafficgen-off" - execute vSwitch and VNF
964             "trafficgen-pause" - execute vSwitch and VNF but wait before traffic transmission
965
966 In case, that VSPERF is executed in "trafficgen" mode, then configuration
967 of traffic generator can be modified through ``TRAFFIC`` dictionary passed to the
968 ``--test-params`` option. It is not needed to specify all values of ``TRAFFIC``
969 dictionary. It is sufficient to specify only values, which should be changed.
970 Detailed description of ``TRAFFIC`` dictionary can be found at
971 :ref:`configuration-of-traffic-dictionary`.
972
973 Example of execution of VSPERF in "trafficgen" mode:
974
975 .. code-block:: console
976
977     $ ./vsperf -m trafficgen --trafficgen IxNet --conf-file vsperf.conf \
978         --test-params "TRAFFIC={'traffic_type':'rfc2544_continuous','bidir':'False','framerate':60}"
979
980 Performance Matrix
981 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
982
983 The ``--matrix`` command line argument analyses and displays the performance of
984 all the tests run. Using the metric specified by ``MATRIX_METRIC`` in the conf-file,
985 the first test is set as the baseline and all the other tests are compared to it.
986 The ``MATRIX_METRIC`` must always refer to a numeric value to enable comparision.
987 A table, with the test ID, metric value, the change of the metric in %, testname
988 and the test parameters used for each test, is printed out as well as saved into the
989 results directory.
990
991 Example of 2 tests being compared using Performance Matrix:
992
993 .. code-block:: console
994
995     $ ./vsperf --conf-file user_settings.py \
996         --test-params "['TRAFFICGEN_PKT_SIZES=(64,)',"\
997         "'TRAFFICGEN_PKT_SIZES=(128,)']" \
998         phy2phy_cont phy2phy_cont --matrix
999
1000 Example output:
1001
1002 .. code-block:: console
1003
1004     +------+--------------+---------------------+----------+---------------------------------------+
1005     |   ID | Name         |   throughput_rx_fps |   Change | Parameters, CUMULATIVE_PARAMS = False |
1006     +======+==============+=====================+==========+=======================================+
1007     |    0 | phy2phy_cont |        23749000.000 |        0 | 'TRAFFICGEN_PKT_SIZES': [64]          |
1008     +------+--------------+---------------------+----------+---------------------------------------+
1009     |    1 | phy2phy_cont |        16850500.000 |  -29.048 | 'TRAFFICGEN_PKT_SIZES': [128]         |
1010     +------+--------------+---------------------+----------+---------------------------------------+
1011
1012
1013 Code change verification by pylint
1014 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1015
1016 Every developer participating in VSPERF project should run
1017 pylint before his python code is submitted for review. Project
1018 specific configuration for pylint is available at 'pylint.rc'.
1019
1020 Example of manual pylint invocation:
1021
1022 .. code-block:: console
1023
1024           $ pylint --rcfile ./pylintrc ./vsperf
1025
1026 GOTCHAs:
1027 ^^^^^^^^
1028
1029 Custom image fails to boot
1030 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1031
1032 Using custom VM images may not boot within VSPerf pxp testing because of
1033 the drive boot and shared type which could be caused by a missing scsi
1034 driver inside the image. In case of issues you can try changing the drive
1035 boot type to ide.
1036
1037 .. code-block:: python
1038
1039     GUEST_BOOT_DRIVE_TYPE = ['ide']
1040     GUEST_SHARED_DRIVE_TYPE = ['ide']
1041
1042 OVS with DPDK and QEMU
1043 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1044
1045 If you encounter the following error: "before (last 100 chars):
1046 '-path=/dev/hugepages,share=on: unable to map backing store for
1047 hugepages: Cannot allocate memory\r\n\r\n" during qemu initialization,
1048 check the amount of hugepages on your system:
1049
1050 .. code-block:: console
1051
1052     $ cat /proc/meminfo | grep HugePages
1053
1054
1055 By default the vswitchd is launched with 1Gb of memory, to  change
1056 this, modify --socket-mem parameter in conf/02_vswitch.conf to allocate
1057 an appropriate amount of memory:
1058
1059 .. code-block:: python
1060
1061     DPDK_SOCKET_MEM = ['1024', '0']
1062     VSWITCHD_DPDK_ARGS = ['-c', '0x4', '-n', '4']
1063     VSWITCHD_DPDK_CONFIG = {
1064         'dpdk-init' : 'true',
1065         'dpdk-lcore-mask' : '0x4',
1066         'dpdk-socket-mem' : '1024,0',
1067     }
1068
1069 Note: Option ``VSWITCHD_DPDK_ARGS`` is used for vswitchd, which supports ``--dpdk``
1070 parameter. In recent vswitchd versions, option ``VSWITCHD_DPDK_CONFIG`` will be
1071 used to configure vswitchd via ``ovs-vsctl`` calls.
1072
1073
1074 More information
1075 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1076
1077 For more information and details refer to the rest of vSwitchPerfuser documentation.
1078