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2 CPU #0 CPU #1 FIB Table Neighbor Table /24 fe540072d56f /24 fe54003c1fb2 TX Ring TX Ring TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. Packet NIC #0 NIC #1

3 CPU #0 CPU #1 FIB Table Neighbor Table /24 fe540072d56f /24 fe54003c1fb2 TX Ring TX Ring TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. Packet NIC #0 NIC #1

4 CPU #0 CPU #1 FIB Table Neighbor Table /24 fe540072d56f /24 fe54003c1fb2 TX Ring TX Ring TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. Packet NIC #0 NIC #1

5 FIB Table Neighbor Table CPU #0 CPU #1 FIB Table Neighbor Table /24 fe540072d56f /24 fe54003c1fb2 TX Ring TX Ring TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. Packet NIC #0 NIC #1

6 CPU #0 CPU #1 FIB Table Neighbor Table /24 fe540072d56f /24 fe54003c1fb2 TX Ring TX Ring TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. Packet NIC #0 NIC #1

7 CPU #0 CPU #1 FIB Table Neighbor Table /24 fe540072d56f /24 fe54003c1fb2 TX Ring TX Ring TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. Packet NIC #0 NIC #1

8 CPU Multi-Core CPU #0 CPU #1 FIB Table Neighbor Table /24 fe540072d56f /24 fe54003c1fb2 TX Ring TX Ring TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. Packet NIC #0 NIC #1

9 Receive Side Scaling H/W CPUs CPUs #0 #1 #2 #3 #0 #1 #2 #3 RX #0 RX #1 RX #2 RX #3 NIC RSS NIC NIC RSS NIC

10 Ethernet Controller

11 ~]# cat /proc/interrupts CPU0 CPU PCI-MSI-edge p1p1-txrx PCI-MSI-edge p1p1-txrx PCI-MSI-edge p1p PCI-MSI-edge p1p2-txrx PCI-MSI-edge p1p2-txrx PCI-MSI-edge p1p2... CPU [root@linux ~]# echo 1 > /proc/irq/52/smp_affinity [root@linux ~]# echo 2 > /proc/irq/53/smp_affinity [root@linux ~]# echo 1 > /proc/irq/55/smp_affinity [root@linux ~]# echo 2 > /proc/irq/56/smp_affinity CPU0=0x1, CPU1=0x2, CPU2=0x4, CPU3=0x8, CPU4=0x10,...

12 CPU IRQ irqbalance ~]# irqbalance ~]# irqbalance --oneshot irqbalance

13 RSS line 1 line

14 Non-Uniform Memory Access CPU Die #0 CPU Die #1 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 Memory Controller #0 Memory Controller #1 Memory Node #0 Memory Node #1 NIC

15 Non-Uniform Memory Access CPU Die #0 CPU Die #1 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 Memory Controller #0 Memory Controller #1 Memory Node #0 Memory Node #1 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 NIC

16 CPU Node ~]# numactl --hardware available 2 nodes (0-1) node 0 cpus node 0 size MB node 0 free MB node 1 cpus node 1 size MB node 1 free MB node distances node PC Node Node 0 CPU Node 1 CPU [root@linux ~]# numactl --show policy default preferred node current physcpubind cpubind 0 1 nodebind 0 1 membind 0 1 numactl

17 modprobe ixgbe RSS=8,8 Node=0,0 CPU Die #0 CPU Die #1 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 Memory Controller #0 Memory Controller #1 Memory Node #0 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 Memory Node #1 NIC #0 NIC #1

18 modprobe ixgbe RSS=8,8 Node=0,1 CPU Die #0 CPU Die #1 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 Memory Controller #0 Memory Controller #1 Memory Node #0 Memory Node #1 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 NIC #0 NIC #1

19 modprobe ixgbe RSS=4,4 Node=0,0 CPU Die #0 CPU Die #1 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 Memory Controller #0 Memory Controller #1 Memory Node #0 Memory Node #1 #0 #1 #2 #3 #0 #1 #2 #3 NIC #0 NIC #1

20 modprobe ixgbe RSS=4,4 Node=0,1 CPU Die #0 CPU Die #1 #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 Memory Controller #0 Memory Controller #1 Memory Node #0 Memory Node #1 RX #0 RX #1 RX #2 RX #3 RX #0 RX #1 RX #2 RX #3 NIC #0 NIC #1

21 Node line 1 line

22 Receive Packet Steering S/W #0 CPUs #1 #2 #3 Inter-Processor Interrupt #0 #1 #2 #3 #0 #1 #2 #3 #0 #1 #2 #3 packet softnet_data packet packet packet packet packet NIC NIC RPS RPS

23 CPU NIC sysfs CPU # echo f > /sys/class/net/p1p1/queues/rx-0/rps_cpus NIC 0 NIC CPU CPU0-3 CPU1-3 0x2(CPU1) + 0x4(CPU2) + 0x8(CPU03) = 0xe e f CPU0-3 Linux Kernel CONFIG_RPS=y

24 RPS line 1 line

25 Transmit Packet Steering CPUs CPUs #0 #1 #2 #3 #0 #1 #2 #3 TX #0 TX #1 TX #2 TX #3 Lock Cache TX #0 TX #1 TX #2 TX #3 NIC XPS NIC XPS

26 CPU NIC sysfs CPU # echo 1 > /sys/class/net/p1p1/queues/tx-0/xps_cpus # echo 2 > /sys/class/net/p1p1/queues/tx-1/xps_cpus # echo 4 > /sys/class/net/p1p1/queues/tx-2/xps_cpus # echo 8 > /sys/class/net/p1p1/queues/tx-3/xps_cpus NIC NIC CPU CPU0-3 CPU1,CPU3 0x2(CPU1) + 0x8(CPU03) = 0xa 1 CPU 1 CPU Linux Kernel CONFIG_XPS=y

27 XPS line 1 line

28 Receive Side Scaling NIC CPU NUMA CPU x 2 CPU x 1 Receive Side Scaling NIC RPS CPU CPU Multi-Queue NIC XPS XPS

29 Flow CPU #0 CPU #1 FIB Table Neighbor Table /24 fe540072d56f /24 fe54003c1fb2 TX Ring TX Ring TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. TX Buf. Dsc. RX Buf. Dsc. Packet NIC #0 NIC #1

30 Flow 1 1,024 1,048, , ,288 16,777,216 Packet Size IPv4=64byte/IPv6=78Byte RSS=4,4 Node=0,0 IRQ Node0 CPU

31 Flow IPv4 line 1 line

32 Flow IPv6 line 1 line

33 FIB Destination Cache IPv4 FIB Table(Trie) Neighbor Table(Hash Table) Destination Next Hop IP Address MAC Address / / fe540072d56f fe54003c1fb2 Destination Cache(Hash Table) Source Destination Next Hop

34 FIB Destination Cache IPv6 FIB Table(Trie) Neighbor Table(Hash Table) Destination Next Hop IP Address MAC Address 2001db8123/ db db81 fe540072d56f 2001db8234/ db db82 fe54003c1fb2 Destination Cache IPv4 FIB Entry Flow

35 5 ISP BGP show system memory total used free shared buffers cached Mem Swap Total vyatta@router01~$ show ip bgp memory RIB nodes, using 44 MiB of memory BGP routes, using 59 MiB of memory 2 Static routes, using 64 bytes of memory Adj-In entries, using 29 MiB of memory 25 Adj-Out entries, using 500 bytes of memory BGP attributes, using 12 MiB of memory BGP extra attributes, using 4033 KiB of memory BGP AS-PATH entries, using 3580 KiB of memory BGP AS-PATH segments, using 3583 KiB of memory 52 BGP community entries, using 832 bytes of memory 12 peers, using 30 KiB of memory 103 hash tables, using 2060 bytes of memory hash buckets, using 7552 KiB of memory 6 compiled regexes, using 192 bytes of memory

36 PC 4GB PC 4 IPv4 Flow Flow

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