Mieszanie w TCP na FreeBSD

Wspominałem kilka miesięcy temu o nowych algorytmach unikania natłoku w stosie TCP we FreeBSD. Niestety, informacje były wówczas szczątkowe. Dziś ukazał się post Summary of Five New TCP Congestion Control Algorithms Project rzucający nieco więcej światła na to rozwiązanie. Warto zwrócić uwagę, że jednym z produktów jest wprowadzenie frameworku Khelp/Hhook (którego innych zastosowań chwilowo nie widzę, ale na pewno ktoś coś fajnego wymyśli;)) i że istniejąca implementacja NewReno została wyniesiona do ładowalnego modułu na równi z nowymi.

Na marginesie, ukazały się także niedawno nowe wydania FreeBSD: 7.4 (legacy) i 8.2. Pojawił się np. moduł ng_patch(4), umożliwiający toporne modyfikowanie pakietów w locie (operacje arytmetyczne i bitowe). Inna ciekawostka to moduł siftr(4), zapisujący do pliku dane statystyczne o połączeniach TCP. Szkoda, że nie mam czasu przyjrzeć im się bliżej. :(

meetBSD 2010 Kraków

W dniach 2-3 lipca 2010 odbyła się w Krakowie konferencja meetBSD. Wśród prelegentów dominowali goście zagraniczni, w tym deweloperzy systemu FreeBSD. Poziom merytoryczny był wysoki, ale i momentami "ciężki" gatunkowo. Może właśnie dlatego na sali wykładowej było wiele pustych miejsc? Sama sala była zresztą świetna, podobnie jak cały budynek Wydziału Matematyki i Informatyki UJ.

 

Społeczność BSD jest wyraźnie mniejsza niż Linuksowa, także ta komercyjna. Zapewne dlatego Linux wyraźnie wyprzedza FreeBSD w niektórych obszarach. Są to m.in. sieciowa replikacja urządzeń blokowych (np. DRBD) oraz możliwości wirtualizacji. Na konferencji swoje prelekcje mieli autorzy rozwiązań adresujących te luki: HAST-a (Paweł Jakub Dawidek) i VImage (Marco Zec); są one w dość wczesnej fazie rozwoju, ale mają szansę na upowszechnienie wraz z kolejnymi wydaniami linii FreeBSD 8.x.

HAST
HAST odpowiada funkcjonalnie DRBD - replikuje dyskowe urządzenia blokowe (providerów GEOM). Na ten moment implementuje tylko tryb replikacji synchronicznej i nie wspiera pracy multimaster. Według autora jest już jednak w pełni funkcjonalny.

VImage
VImage to wirtualizacja stosu sieciowego. Pamiętam jeszcze patche do FreeBSD 4.x - wówczas było to rozwiązanie zaskakująco zaawansowane, ale chyba wyprzedziło zapotrzebowanie użytkowników. ;) Obecnie VImage zintegrowane jest z oficjanym jądrem (ale nie jest domyślnie wkompilowane) i wraz z jailami stanowi odpowiednik linuksowego OpenVZ. VImage nie wspiera jeszcze pf-a, ale wspiera ipfw i IPsec. Według autora możliwe są problemy ze stabilnością - feature ma status experimental.
Uwagę zwracało graficzne narzędzie do projektowania topologii wirtualnych maszyn z magicznym przyciskiem do aplikowania zaprojektowanych zmian na systemie. Widać, że autor używa tego do symulowania różnych topologii sieciowych i zabawy z protokołami rutingu (w puli jaili, każdy z osobnym stosem sieciowym, biegały Quaggi).

High-speed traffic
Szczególnie zainteresował mnie wykład dotyczący wysokowydajnego rutowania i policowania ruchu abonenckiego na FreeBSD. Nikolay Aleksandrov prezentował rozwiązanie wydewelopowane wewnętrznie dla potrzeb jednego z bułgarskich ISP (warto sprawdzić ofertę - jesteśmy 100 lat za Bułgarami;)):

• zmodyfikowali sterownik karty sieciowej Intela, stworzyli pewien odpowiednik Netgrapha
• zrównoleglili polling na wiele rdzeni CPU i kart

i w ten sposób praktycznie pominęli stos sieciowy systemu - przy pomocy specjalizowanych "węzłów" dopasowują i przekładają ramki pomiędzy VLAN-ami i portami kilku 4-portowych kart 1Gbit, przy okazji go kolejkując. Jako że przepuszczają przez tą maszynę także ruch między abonentami, mają naprawdę duże obciążenie - jeśli dobrze zapamiętałem (slajdów jeszcze nie ma) przy kilkunastu tysiącach abonentów jest to około 2Mpps, 2Gbps ruchu Internetowego i 20Gbps wewnętrznego. To wszystko przycinanie i równoważone w około 200 tys. kolejek (jeden z ich węzłów do procesowania pakietów) na dość zwyczajnej platformie serwerowej Intela z Xeonami przy stabilnym 50% obciążeniu. Aha, zrobili hook do BPF-a (por. wpis o ringmapie), przez co możliwa jest wydajna inspekcja ruchu. Zabawne, do jak ciekawych rzeczy można doprowadzić brak pieniędzy na "profesjonalne rozwiązania". Niestety... kod nie jest na razie publicznie dostępny. ;)

Wieczorny Social Event z koncertem był bardzo przyjemny, a darmowe piwo lało się strumieniami. :P