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