docs/report/dpdk_performance_tests/overview.rst

   1 Overview
   2 ========
   3
   4 For description of physical testbeds used for DPDK performance tests
   5 please refer to :ref:`tested_physical_topologies`.
   6
   7 .. _tested_logical_topologies:
   8
   9 Logical Topologies
  10 ------------------
  11
  12 CSIT DPDK performance tests are executed on physical testbeds described
  13 in :ref:`tested_physical_topologies`. Based on the packet path through
  14 server SUTs, one distinct logical topology type is used for DPDK DUT
  15 data plane testing:
  16
  17 #. NIC-to-NIC switching topologies.
  18
  19 NIC-to-NIC Switching
  20 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  21
  22 The simplest logical topology for software data plane application like
  23 DPDK is NIC-to-NIC switching. Tested topologies for 2-Node and 3-Node
  24 testbeds are shown in figures below.
  25
  26 .. only:: latex
  27
  28     .. raw:: latex
  29
  30         \begin{figure}[H]
  31             \centering
  32                 \graphicspath{{../_tmp/src/vpp_performance_tests/}}
  33                 \includegraphics[width=0.90\textwidth]{logical-2n-nic2nic}
  34                 \label{fig:logical-2n-nic2nic}
  35         \end{figure}
  36
  37 .. only:: html
  38
  39     .. figure:: ../vpp_performance_tests/logical-2n-nic2nic.svg
  40         :alt: logical-2n-nic2nic
  41         :align: center
  42
  43
  44 .. only:: latex
  45
  46     .. raw:: latex
  47
  48         \begin{figure}[H]
  49             \centering
  50                 \graphicspath{{../_tmp/src/vpp_performance_tests/}}
  51                 \includegraphics[width=0.90\textwidth]{logical-3n-nic2nic}
  52                 \label{fig:logical-3n-nic2nic}
  53         \end{figure}
  54
  55 .. only:: html
  56
  57     .. figure:: ../vpp_performance_tests/logical-3n-nic2nic.svg
  58         :alt: logical-3n-nic2nic
  59         :align: center
  60
  61 Server Systems Under Test (SUT) runs DPDK Testpmd/L3FWD application in
  62 Linux user-mode as a Device Under Test (DUT). Server Traffic Generator (TG)
  63 runs T-Rex application. Physical connectivity between SUTs and TG is provided
  64 using different drivers and NIC models that need to be tested for performance
  65 (packet/bandwidth throughput and latency).
  66
  67 From SUT and DUT perspectives, all performance tests involve forwarding
  68 packets between two physical Ethernet ports (10GE, 25GE, 40GE, 100GE).
  69 In most cases both physical ports on SUT are located on the same
  70 NIC. The only exceptions are link bonding and 100GE tests. In the latter
  71 case only one port per NIC can be driven at linerate due to PCIe Gen3
  72 x16 slot bandwidth limiations. 100GE NICs are not supported in PCIe Gen3
  73 x8 slots.
  74
  75 Note that reported DPDK DUT performance results are specific to the SUTs
  76 tested. SUTs with other processors than the ones used in FD.io lab are
  77 likely to yield different results. A good rule of thumb, that can be
  78 applied to estimate DPDK packet thoughput for NIC-to-NIC switching
  79 topology, is to expect the forwarding performance to be proportional to
  80 processor core frequency for the same processor architecture, assuming
  81 processor is the only limiting factor and all other SUT parameters are
  82 equivalent to FD.io CSIT environment.
  83
  84 Performance Tests Coverage
  85 --------------------------
  86
  87 Performance tests measure following metrics for tested DPDK DUT
  88 topologies and configurations:
  89
  90 - Packet Throughput: measured in accordance with :rfc:`2544`, using
  91   FD.io CSIT Multiple Loss Ratio search (MLRsearch), an optimized binary
  92   search algorithm, producing throughput at different Packet Loss Ratio
  93   (PLR) values:
  94
  95   - Non Drop Rate (NDR): packet throughput at PLR=0%.
  96   - Partial Drop Rate (PDR): packet throughput at PLR=0.5%.
  97
  98 - One-Way Packet Latency: measured at different offered packet loads:
  99
 100   - 100% of discovered NDR throughput.
 101   - 100% of discovered PDR throughput.
 102
 103 - Maximum Receive Rate (MRR): measure packet forwarding rate under the
 104   maximum load offered by traffic generator over a set trial duration,
 105   regardless of packet loss. Maximum load for specified Ethernet frame
 106   size is set to the bi-directional link rate.
 107
 108 |csit-release| includes following performance test suites, listed per NIC type:
 109
 110 - **L2IntLoop** - L2 Interface Loop forwarding any Ethernet frames between
 111   two Interfaces.
 112
 113 - **IPv4 Routed Forwarding** - L3 IP forwarding of Ethernet frames between
 114   two Interfaces.
 115
 116 Execution of performance tests takes time, especially the throughput
 117 tests. Due to limited HW testbed resources available within FD.io labs
 118 hosted by :abbr:`LF (Linux Foundation)`, the number of tests for some
 119 NIC models has been limited to few baseline tests.
 120
 121 Performance Tests Naming
 122 ------------------------
 123
 124 FD.io |csit-release| follows a common structured naming convention for
 125 all performance and system functional tests, introduced in CSIT-17.01.
 126
 127 The naming should be intuitive for majority of the tests. Complete
 128 description of FD.io CSIT test naming convention is provided on
 129 :ref:`csit_test_naming`.