docs/report/dpdk_performance_tests/overview.rst

   1 Overview
   2 ========
   3
   4 DPDK performance test results are reported for all three physical
   5 testbed types present in FD.io labs: 3-Node Xeon Haswell (3n-hsw),
   6 3-Node Xeon Skylake (3n-skx), 2-Node Xeon Skylake (2n-skx) and installed
   7 NIC models. For description of physical testbeds used for DPDK
   8 performance tests please refer to :ref:`tested_physical_topologies`.
   9
  10 Logical Topologies
  11 ------------------
  12
  13 CSIT DPDK performance tests are executed on physical testbeds described
  14 in :ref:`tested_physical_topologies`. Based on the packet path through
  15 server SUTs, one distinct logical topology type is used for DPDK DUT
  16 data plane testing: NIC-to-NIC switching topology.
  17
  18 NIC-to-NIC Switching
  19 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  20
  21 The simplest logical topology for software data plane application like
  22 DPDK is NIC-to-NIC switching. Tested topologies for 2-Node and 3-Node
  23 testbeds are shown in figures below.
  24
  25 .. only:: latex
  26
  27     .. raw:: latex
  28
  29         \begin{figure}[H]
  30             \centering
  31                 \graphicspath{{../_tmp/src/vpp_performance_tests/}}
  32                 \includegraphics[width=0.90\textwidth]{logical-2n-nic2nic}
  33                 \label{fig:logical-2n-nic2nic}
  34         \end{figure}
  35
  36 .. only:: html
  37
  38     .. figure:: ../vpp_performance_tests/logical-2n-nic2nic.svg
  39         :alt: logical-2n-nic2nic
  40         :align: center
  41
  42
  43 .. only:: latex
  44
  45     .. raw:: latex
  46
  47         \begin{figure}[H]
  48             \centering
  49                 \graphicspath{{../_tmp/src/vpp_performance_tests/}}
  50                 \includegraphics[width=0.90\textwidth]{logical-3n-nic2nic}
  51                 \label{fig:logical-3n-nic2nic}
  52         \end{figure}
  53
  54 .. only:: html
  55
  56     .. figure:: ../vpp_performance_tests/logical-3n-nic2nic.svg
  57         :alt: logical-3n-nic2nic
  58         :align: center
  59
  60 Server Systems Under Test (SUT) run DPDK Testpmd or L3fwd application in
  61 Linux user-mode as a Device Under Test (DUT). Server Traffic Generator
  62 (TG) runs T-Rex application. Physical connectivity between SUTs and TG
  63 is provided using different drivers and NIC models that need to be
  64 tested for performance (packet/bandwidth throughput and latency).
  65
  66 From SUT and DUT perspectives, all performance tests involve forwarding
  67 packets between two physical Ethernet ports (10GE, 25GE, 40GE, 100GE).
  68 In most cases both physical ports on SUT are located on the same
  69 NIC. The only exceptions are link bonding and 100GE tests. In the latter
  70 case only one port per NIC can be driven at linerate due to PCIe Gen3
  71 x16 slot bandwidth limiations. 100GE NICs are not supported in PCIe Gen3
  72 x8 slots.
  73
  74 Note that reported DPDK DUT performance results are specific to the SUTs
  75 tested. SUTs with other processors than the ones used in FD.io lab are
  76 likely to yield different results. A good rule of thumb, that can be
  77 applied to estimate DPDK packet thoughput for NIC-to-NIC switching
  78 topology, is to expect the forwarding performance to be proportional to
  79 processor core frequency for the same processor architecture, assuming
  80 processor is the only limiting factor and all other SUT parameters are
  81 equivalent to FD.io CSIT environment.
  82
  83 Performance Tests Coverage
  84 --------------------------
  85
  86 Performance tests measure following metrics for tested DPDK DUT
  87 topologies and configurations:
  88
  89 - Packet Throughput: measured in accordance with :rfc:`2544`, using
  90   FD.io CSIT Multiple Loss Ratio search (MLRsearch), an optimized binary
  91   search algorithm, producing throughput at different Packet Loss Ratio
  92   (PLR) values:
  93
  94   - Non Drop Rate (NDR): packet throughput at PLR=0%.
  95   - Partial Drop Rate (PDR): packet throughput at PLR=0.5%.
  96
  97 - One-Way Packet Latency: measured at different offered packet loads:
  98
  99   - 100% of discovered NDR throughput.
 100   - 100% of discovered PDR throughput.
 101
 102 - Maximum Receive Rate (MRR): measured packet forwarding rate under the
 103   maximum load offered by traffic generator over a set trial duration,
 104   regardless of packet loss. Maximum load for specified Ethernet frame
 105   size is set to the bi-directional link rate.
 106
 107 |csit-release| includes following DPDK Testpmd and L3fwd data plane
 108 functionality performance tested across a range of NIC drivers and NIC
 109 models:
 110
 111 +-----------------------+----------------------------------------------+
 112 | Functionality         | Description                                  |
 113 +=======================+==============================================+
 114 | L2IntLoop             | L2 Interface Loop forwarding all Ethernet    |
 115 |                       | frames between two Interfaces.               |
 116 +-----------------------+----------------------------------------------+
 117 | IPv4 Routed           | Longest Prefix Match (LPM) L3 IPv4           |
 118 | Forwarding            | forwarding of Ethernet frames between two    |
 119 |                       | Interfaces, with two /8 prefixes in lookup   |
 120 |                       | table.                                       |
 121 +-----------------------+----------------------------------------------+