Update 2.0 doc
[nfvbench.git] / docs / testing / user / userguide / advanced.rst
1 .. This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
2 .. SPDX-License-Identifier: CC-BY-4.0
3 .. (c) Cisco Systems, Inc
4
5 ==============
6 Advanced Usage
7 ==============
8
9 This section covers a few examples on how to run NFVbench with multiple different settings.
10 Below are shown the most common and useful use-cases and explained some fields from a default config file.
11
12 How to change any NFVbench run configuration (CLI)
13 --------------------------------------------------
14 NFVbench always starts with a default configuration which can further be refined (overridden) by the user from the CLI or from REST requests.
15
16 At first have a look at the default config:
17
18 .. code-block:: bash
19
20     nfvbench --show-default-config
21
22 It is sometimes useful derive your own configuration from a copy of the default config:
23
24 .. code-block:: bash
25
26     nfvbench --show-default-config > nfvbench.cfg
27
28 At this point you can edit the copy by:
29
30 - removing any parameter that is not to be changed (since NFVbench will always load the default configuration, default values are not needed)
31 - edit the parameters that are to be changed changed
32
33 A run with the new confguration can then simply be requested using the -c option and by using the actual path of the configuration file
34 as seen from inside the container (in this example, we assume the current directory is mapped to /tmp/nfvbench in the container):
35
36 .. code-block:: bash
37
38     nfvbench -c /tmp/nfvbench/nfvbench.cfg
39
40 The same -c option also accepts any valid yaml or json string to override certain parameters without having to create a configuration file.
41
42 NFVbench provides many configuration options as optional arguments. For example the number of flows can be specified using the --flow-count option.
43
44 The flow count option can be specified in any of 3 ways:
45
46 - by providing a confguration file that has the flow_count value to use (-c myconfig.yaml and myconfig.yaml contains 'flow_count: 100k')
47 - by passing that yaml paremeter inline (-c "flow_count: 100k") or (-c "{flow_count: 100k}")
48 - by using the flow count optional argument (--flow-count 100k)
49
50 Showing the running configuration
51 ---------------------------------
52
53 Because configuration parameters can be overriden, it is sometimes useful to show the final configuration (after all oevrrides are done) by using the --show-config option.
54 This final configuration is also called the "running" configuration.
55
56 For example, this will only display the running configuration (without actually running anything):
57
58 .. code-block:: bash
59
60     nfvbench -c "{flow_count: 100k, debug: true}" --show-config
61
62
63 Connectivity and Configuration Check
64 ------------------------------------
65
66 NFVbench allows to test connectivity to devices used with the selected packet path.
67 It runs the whole test, but without actually sending any traffic.
68 It is also a good way to check if everything is configured properly in the configuration file and what versions of components are used.
69
70 To verify everything works without sending any traffic, use the --no-traffic option:
71
72 .. code-block:: bash
73
74     nfvbench --no-traffic
75
76 Used parameters:
77
78 * ``--no-traffic`` or ``-0`` : sending traffic from traffic generator is skipped
79
80
81
82 Fixed Rate Run
83 --------------
84
85 Fixed rate run is the most basic type of NFVbench usage. It can be used to measure the drop rate with a fixed transmission rate of packets.
86
87 This example shows how to run the PVP packet path (which is the default packet path) with multiple different settings:
88
89 .. code-block:: bash
90
91     nfvbench -c nfvbench.cfg --no-cleanup --rate 100000pps --duration 30 --interval 15 --json results.json
92
93 Used parameters:
94
95 * ``-c nfvbench.cfg`` : path to the config file
96 * ``--no-cleanup`` : resources (networks, VMs, attached ports) are not deleted after test is finished
97 * ``--rate 100000pps`` : defines rate of packets sent by traffic generator
98 * ``--duration 30`` : specifies how long should traffic be running in seconds
99 * ``--interval 15`` : stats are checked and shown periodically (in seconds) in this interval when traffic is flowing
100 * ``--json results.json`` : collected data are stored in this file after run is finished
101
102 .. note:: It is your responsibility to clean up resources if needed when ``--no-cleanup`` parameter is used. You can use the nfvbench_cleanup helper script for that purpose.
103
104 The ``--json`` parameter makes it easy to store NFVbench results. The --show-summary (or -ss) option can be used to display the results in a json results file in a text tabular format:
105
106 .. code-block:: bash
107
108     nfvbench --show-summary results.json
109
110
111 This example shows how to specify a different packet path:
112
113 .. code-block:: bash
114
115     nfvbench -c nfvbench.cfg --rate 1Mbps --inter-node --service-chain PVVP
116
117 Used parameters:
118
119 * ``-c nfvbench.cfg`` : path to the config file
120 * ``--rate 1Mbps`` : defines rate of packets sent by traffic generator
121 * ``--inter-node`` : VMs are created on different compute nodes, works only with PVVP flow
122 * ``--service-chain PVVP`` or ``-sc PVVP`` : specifies the type of service chain (or packet path) to use
123
124 .. note:: When parameter ``--inter-node`` is not used or there aren't enough compute nodes, VMs are on the same compute node.
125
126
127 Rate Units
128 ^^^^^^^^^^
129
130 Parameter ``--rate`` accepts different types of values:
131
132 * packets per second (pps, kpps, mpps), e.g. ``1000pps`` or ``10kpps``
133 * load percentage (%), e.g. ``50%``
134 * bits per second (bps, kbps, Mbps, Gbps), e.g. ``1Gbps``, ``1000bps``
135 * NDR/PDR (ndr, pdr, ndr_pdr), e.g. ``ndr_pdr``
136
137 NDR/PDR is the default rate when not specified.
138
139 NDR and PDR
140 -----------
141
142 The NDR and PDR test is used to determine the maximum throughput performance of the system under test
143 following guidelines defined in RFC-2544:
144
145 * NDR (No Drop Rate): maximum packet rate sent without dropping any packet
146 * PDR (Partial Drop Rate): maximum packet rate sent while allowing a given maximum drop rate
147
148 The NDR search can also be relaxed to allow some very small amount of drop rate (lower than the PDR maximum drop rate).
149 NFVbench will measure the NDR and PDR values by driving the traffic generator through multiple iterations
150 at different transmission rates using a binary search algorithm.
151
152 The configuration file contains section where settings for NDR/PDR can be set.
153
154 .. code-block:: bash
155
156     # NDR/PDR configuration
157     measurement:
158         # Drop rates represent the ratio of dropped packet to the total number of packets sent.
159         # Values provided here are percentages. A value of 0.01 means that at most 0.01% of all
160         # packets sent are dropped (or 1 packet every 10,000 packets sent)
161
162         # No Drop Rate; Default to 0.001%
163         NDR: 0.001
164         # Partial Drop Rate; NDR should always be less than PDR
165         PDR: 0.1
166         # The accuracy of NDR and PDR load percentiles; The actual load percentile that match NDR
167         # or PDR should be within `load_epsilon` difference than the one calculated.
168         load_epsilon: 0.1
169
170 Because NDR/PDR is the default ``--rate`` value, it is possible to run NFVbench simply like this:
171
172 .. code-block:: bash
173
174     nfvbench -c nfvbench.cfg
175
176 Other possible run options:
177
178 .. code-block:: bash
179
180     nfvbench -c nfvbench.cfg --duration 120 --json results.json
181
182 Used parameters:
183
184 * ``-c nfvbench.cfg`` : path to the config file
185 * ``--duration 120`` : specifies how long should be traffic running in each iteration
186 * ``--json results.json`` : collected data are stored in this file after run is finished
187
188
189 Multichain
190 ----------
191
192 NFVbench allows to run multiple chains at the same time. For example it is possible to stage the PVP service chain N-times,
193 where N can be as much as your compute power can scale. With N = 10, NFVbench will spawn 10 VMs as a part of 10 simultaneous PVP chains.
194
195 The number of chains is specified by ``--service-chain-count`` or ``-scc`` flag with a default value of 1.
196 For example to run NFVbench with 3 PVP chains:
197
198 .. code-block:: bash
199
200     nfvbench -c nfvbench.cfg --rate 10000pps -scc 3
201
202 It is not necessary to specify the service chain type (-sc) because PVP is set as default. The PVP service chains will have 3 VMs in 3 chains with this configuration.
203 If ``-sc PVVP`` is specified instead, there would be 6 VMs in 3 chains as this service chain has 2 VMs per chain.
204 Both **single run** or **NDR/PDR** can be run as multichain. Runnin multichain is a scenario closer to a real life situation than runs with a single chain.
205
206
207 Multiflow
208 ---------
209
210 NFVbench always generates L3 packets from the traffic generator but allows the user to specify how many flows to generate.
211 A flow is identified by a unique src/dest MAC IP and port tuple that is sent by the traffic generator. Flows are
212 generated by ranging the IP adresses but using a small fixed number of MAC addresses.
213
214 The number of flows will be spread roughly even between chains when more than 1 chain is being tested.
215 For example, for 11 flows and 3 chains, number of flows that will run for each chain will be 3, 4, and 4 flows respectively.
216
217 The number of flows is specified by ``--flow-count`` or ``-fc`` flag, the default value is 2 (1 flow in each direction).
218 To run NFVbench with 3 chains and 100 flows, use the following command:
219
220 .. code-block:: bash
221
222     nfvbench -c nfvbench.cfg --rate 10000pps -scc 3 -fc 100
223
224 Note that from a vswitch point of view, the
225 number of flows seen will be higher as it will be at least 4 times the number of flows sent by the traffic generator
226 (add flow to VM and flow from VM).
227
228 IP addresses generated can be controlled with the following NFVbench configuration options:
229
230 .. code-block:: bash
231
232     ip_addrs: ['10.0.0.0/8', '20.0.0.0/8']
233     ip_addrs_step: 0.0.0.1
234     tg_gateway_ip_addrs: ['1.1.0.100', '2.2.0.100']
235     tg_gateway_ip_addrs_step: 0.0.0.1
236     gateway_ip_addrs: ['1.1.0.2', '2.2.0.2']
237     gateway_ip_addrs_step: 0.0.0.1
238
239 ``ip_addrs`` are the start of the 2 ip address ranges used by the traffic generators as the packets source and destination packets
240 where each range is associated to virtual devices simulated behind 1 physical interface of the traffic generator.
241 These can also be written in CIDR notation to represent the subnet.
242
243 ``tg_gateway_ip_addrs`` are the traffic generator gateway (virtual) ip addresses, all traffic to/from the virtual devices go through them.
244
245 ``gateway_ip_addrs`` are the 2 gateway ip address ranges of the VMs used in the external chains. They are only used with external chains and must correspond to their public IP address.
246
247 The corresponding ``step`` is used for ranging the IP addresses from the `ip_addrs``, ``tg_gateway_ip_addrs`` and ``gateway_ip_addrs`` base addresses.
248 0.0.0.1 is the default step for all IP ranges. In ``ip_addrs``, 'random' can be configured which tells NFVBench to generate random src/dst IP pairs in the traffic stream.
249
250
251 Traffic Configuration via CLI
252 -----------------------------
253
254 While traffic configuration can be modified using the configuration file, it can be inconvenient to have to change the configuration file everytime
255 you need to change a traffic configuration option. Traffic configuration options can be overridden with a few CLI options.
256
257 Here is an example of configuring traffic via CLI:
258
259 .. code-block:: bash
260
261     nfvbench --rate 10kpps --service-chain-count 2 -fs 64 -fs IMIX -fs 1518 --unidir
262
263 This command will run NFVbench with a unidirectional flow for three packet sizes 64B, IMIX, and 1518B.
264
265 Used parameters:
266
267 * ``--rate 10kpps`` : defines rate of packets sent by traffic generator (total TX rate)
268 * ``-scc 2`` or ``--service-chain-count 2`` : specifies number of parallel chains of given flow to run (default to 1)
269 * ``-fs 64`` or ``--frame-size 64``: add the specified frame size to the list of frame sizes to run
270 * ``--unidir`` : run traffic with unidirectional flow (default to bidirectional flow)
271
272
273 MAC Addresses
274 -------------
275
276 NFVbench will dicover the MAC addresses to use for generated frames using:
277 - either OpenStack discovery (find the MAC of an existing VM) in the case of PVP and PVVP service chains
278 - or using dynamic ARP discovery (find MAC from IP) in the case of external chains.
279
280 Status and Cleanup of NFVbench Resources
281 ----------------------------------------
282
283 The --status option will display the status of NFVbench and list any NFVbench resources. You need to pass the OpenStack RC
284 file in order to connect to OpenStack.
285
286 .. code-block:: none
287
288     # nfvbench --status -r /tmp/nfvbench/openrc
289     2018-04-09 17:05:48,682 INFO Version: 1.3.2.dev1
290     2018-04-09 17:05:48,683 INFO Status: idle
291     2018-04-09 17:05:48,757 INFO Discovering instances nfvbench-loop-vm...
292     2018-04-09 17:05:49,252 INFO Discovering flavor nfvbench.medium...
293     2018-04-09 17:05:49,281 INFO Discovering networks...
294     2018-04-09 17:05:49,365 INFO No matching NFVbench resources found
295     #
296
297 The Status can be either "idle" or "busy (run pending)".
298
299 The --cleanup option will first discover resources created by NFVbench and prompt if you want to proceed with cleaning them up.
300 Example of run:
301
302 .. code-block:: none
303
304     # nfvbench --cleanup -r /tmp/nfvbench/openrc
305     2018-04-09 16:58:00,204 INFO Version: 1.3.2.dev1
306     2018-04-09 16:58:00,205 INFO Status: idle
307     2018-04-09 16:58:00,279 INFO Discovering instances nfvbench-loop-vm...
308     2018-04-09 16:58:00,829 INFO Discovering flavor nfvbench.medium...
309     2018-04-09 16:58:00,876 INFO Discovering networks...
310     2018-04-09 16:58:00,960 INFO Discovering ports...
311     2018-04-09 16:58:01,012 INFO Discovered 6 NFVbench resources:
312     +----------+-------------------+--------------------------------------+
313     | Type     | Name              | UUID                                 |
314     |----------+-------------------+--------------------------------------|
315     | Instance | nfvbench-loop-vm0 | b039b858-777e-467e-99fb-362f856f4a94 |
316     | Flavor   | nfvbench.medium   | a027003c-ad86-4f24-b676-2b05bb06adc0 |
317     | Network  | nfvbench-net0     | bca8d183-538e-4965-880e-fd92d48bfe0d |
318     | Network  | nfvbench-net1     | c582a201-8279-4309-8084-7edd6511092c |
319     | Port     |                   | 67740862-80ac-4371-b04e-58a0b0f05085 |
320     | Port     |                   | b5db95b9-e419-4725-951a-9a8f7841e66a |
321     +----------+-------------------+--------------------------------------+
322     2018-04-09 16:58:01,013 INFO NFVbench will delete all resources shown...
323     Are you sure? (y/n) y
324     2018-04-09 16:58:01,865 INFO Deleting instance nfvbench-loop-vm0...
325     2018-04-09 16:58:02,058 INFO     Waiting for 1 instances to be fully deleted...
326     2018-04-09 16:58:02,182 INFO     1 yet to be deleted by Nova, retries left=6...
327     2018-04-09 16:58:04,506 INFO     1 yet to be deleted by Nova, retries left=5...
328     2018-04-09 16:58:06,636 INFO     1 yet to be deleted by Nova, retries left=4...
329     2018-04-09 16:58:08,701 INFO Deleting flavor nfvbench.medium...
330     2018-04-09 16:58:08,729 INFO Deleting port 67740862-80ac-4371-b04e-58a0b0f05085...
331     2018-04-09 16:58:09,102 INFO Deleting port b5db95b9-e419-4725-951a-9a8f7841e66a...
332     2018-04-09 16:58:09,620 INFO Deleting network nfvbench-net0...
333     2018-04-09 16:58:10,357 INFO Deleting network nfvbench-net1...
334     #
335
336 The --force-cleanup option will do the same but without prompting for confirmation.