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