Criar instâncias do Compute Engine ULL

Esta página descreve como criar instâncias do Compute Engine de latência ultrabaixa (ULL) usando os tipos de máquina U4P ou U4C da família de máquinas U4.

Para uma visão geral do processo de configuração da infraestrutura da ULL, consulte Visão geral da configuração da solução ULL.

Antes de começar

Antes de criar instâncias de computação ULL, consulte as seções a seguir.

Criar redes VPC

Se ainda não tiver feito isso, crie redes VPC para cada uma das interfaces de rede da instância, conforme descrito em Visão geral da configuração da ULL Solution.

Criar uma política de posicionamento

Se quiser, aplique uma política de posicionamento distribuído à sua instância de ULL para aumentar a resiliência. Para mais informações, consulte Criar e aplicar políticas de posicionamento distribuído na documentação do Compute Engine.

Definir o projeto

Configure a CLI gcloud para usar seu projeto. Como alternativa, inclua a flag --project=PROJECT_ID para cada comando nos procedimentos a seguir.

gcloud config set project PROJECT_ID

Substitua PROJECT_ID pelo ID do seu projeto.

Ativar APIs

Se ainda não tiver feito isso, ative as seguintes APIs.

Console

Ative a API Compute Engine, se ainda não tiver feito isso.

Funções necessárias para ativar APIs

Para ativar APIs, você precisa da permissão serviceusage.services.enable. Se você criou o projeto, provavelmente já tem essa permissão pelo papel de Proprietário (roles/owner). Caso contrário, é possível receber essa permissão pelo papel de Administrador do Service Usage (roles/serviceusage.serviceUsageAdmin). Saiba como conceder papéis.

Ativar a API

gcloud

Ative a API Compute Engine, se ainda não tiver feito isso:

Funções necessárias para ativar APIs

Para ativar APIs, você precisa da permissão serviceusage.services.enable. Se você criou o projeto, provavelmente já tem essa permissão pelo papel de Proprietário (roles/owner). Caso contrário, é possível receber essa permissão pelo papel de Administrador do Service Usage (roles/serviceusage.serviceUsageAdmin). Saiba como conceder papéis. 

gcloud services enable compute.googleapis.com

Funções exigidas

Para receber as permissões necessárias para criar instâncias do Compute Engine, peça ao administrador para conceder a você os seguintes papéis do IAM:

  • Para criar e gerenciar instâncias de computação: Administrador da instância do Compute (compute.instanceAdmin) no seu projeto

Para mais informações sobre a concessão de papéis, consulte Gerenciar o acesso a projetos, pastas e organizações.

Também é possível conseguir as permissões necessárias usando papéis personalizados ou outros papéis predefinidos.

Visão geral da configuração da instância ULL

Para criar uma instância de computação ULL e configurá-la para enviar ou receber tráfego unicast e multicast ULL, faça o seguinte:

Etapa Descrição
Criar uma instância de ULL Crie uma instância usando um tipo de máquina U4P ou U4C e conecte as interfaces de rede a uma rede VPC de uso geral e a uma rede VPC de ULL. Se você planeja usar a instância como um consumidor de multicast, defina a flag igmp-query como IGMP_QUERY_V2.
Configurar o roteamento para as interfaces não nic0 para tráfego unicast ULL Configure o roteamento de políticas com base na origem no SO convidado para garantir que os pacotes de saída saiam pela interface correta e evitar o roteamento assimétrico.
Configurar uma instância para ser um consumidor de multicast ULL Conclua cada uma das etapas a seguir para receber tráfego multicast nas interfaces de rede ULL:
Para otimizar ainda mais o desempenho, recomendamos que você também siga os procedimentos em Trabalhar com Onload ou Trabalhar com DPDK.

Além disso, você pode usar os comandos de exemplo nesta página para testar a conectividade multicast.

Criar uma instância de ULL

Esta seção descreve como criar uma instância para usar com unicast e multicast ULL.

Para informações gerais sobre como criar instâncias de computação, incluindo outras opções de configuração, consulte Criar e iniciar uma instância do Compute Engine.

gcloud

Para criar uma instância de ULL, use o comando compute instances create.

O tipo de interface de rede compatível com instâncias ULL é GVNIC. Inclua o campo queue-count e especifique um valor de 32 para suporte ao XDP.

Para as interfaces de rede que se conectam a uma rede VPC ULL, no-address precisa ser especificado.

Além disso, o comando a seguir inclui a flag igmp-query para permitir que a instância seja um consumidor de multicast. Essa flag não é necessária se a instância for apenas um produtor de multicast ou se ela enviar e receber apenas unicast.

gcloud compute instances create INSTANCE_NAME \
    --zone=ZONE \
    --machine-type=MACHINE_TYPE \
    --image-project=IMAGE_PROJECT \
    --image-family=IMAGE_FAMILY \
    --maintenance-policy=TERMINATE \
    --network-interface=nic-type=GVNIC,queue-count=32,network=GENERAL_PURPOSE_VPC_NETWORK,subnet=GENERAL_PURPOSE_SUBNET \
    --network-interface=nic-type=GVNIC,queue-count=32,network=ULL_VPC_NETWORK,subnet=ULL_SUBNET_1,no-address,igmp-query=IGMP_QUERY_V2 \
    --network-interface=nic-type=GVNIC,queue-count=32,network=ULL_VPC_NETWORK,subnet=ULL_SUBNET_2,no-address,igmp-query=IGMP_QUERY_V2

Substitua os seguintes valores:

  • ZONE: a zona em que a instância será criada.
  • INSTANCE_NAME: um nome para a instância
  • MACHINE_TYPE: o tipo de máquina U4P ou U4C da instância
  • IMAGE_PROJECT: o projeto de imagem, como rhel-cloud. Consulte Suporte a sistemas operacionais para tipos de máquina U4.

  • IMAGE_FAMILY: a família de imagens, como rhel-10-2-eus-oot-gve. Consulte Suporte a sistemas operacionais para tipos de máquina U4.

    Especificar uma família de imagens cria a instância com base na versão mais recente e não obsoleta da imagem do SO na família de imagens. Como alternativa, use a flag --image e especifique uma versão de imagem.

  • GENERAL_PURPOSE_VPC_NETWORK, GENERAL_PURPOSE_SUBNET: a rede VPC e a sub-rede para anexar a interface nic0 da instância

  • ULL_VPC_NETWORK: a rede VPC do ULL para anexar as interfaces não nic0

    • ULL_SUBNET_1: a sub-rede na rede VPC do ULL para anexar a interface nic1

    • ULL_SUBNET_2: a sub-rede na rede VPC do ULL para anexar a interface nic2

Configurar o roteamento para as interfaces não nic0 para tráfego unicast ULL

Por padrão, uma instância usa a rota padrão associada à interface nic0 para enviar tráfego a qualquer destino fora da sub-rede diretamente conectada. Para mais informações, consulte a visão geral de várias interfaces de rede.

Para que as interfaces nic1 e nic2 da sua instância enviem e recebam tráfego unicast ULL, configure o roteamento de políticas com base na origem no SO convidado. Essa configuração garante que os pacotes de saída saiam pela interface correta e evita o roteamento assimétrico, em que o tráfego entra em uma interface, mas tenta sair por nic0.

Para um exemplo de como configurar o roteamento de políticas, consulte Configurar o roteamento de políticas no tutorial Configurar o roteamento para uma interface de rede adicional.

Configurar uma instância para ser um consumidor de multicast ULL

Nesta seção, descrevemos como configurar uma instância ULL para ser um consumidor de multicast.

Ativar a consulta IGMP em uma instância ULL

Se você não ativou o IGMP ao criar a instância, é possível fazer isso na instância atual, conforme descrito nesta seção.

gcloud

Para ativar a consulta IGMP em uma instância ULL, use o comando compute instances network-interfaces update.

Repita o comando a seguir para cada interface de rede que você quer receber tráfego multicast.

gcloud compute instances network-interfaces update INSTANCE_NAME \
    --zone=ZONE \
    --network-interface=NETWORK_INTERFACE_NAME \
    --igmp-query=IGMP_QUERY_V2

Substitua os seguintes valores:

  • INSTANCE_NAME: nome da instância
  • ZONE: zona da instância
  • NETWORK_INTERFACE_NAME: o nome da interface de rede em que a consulta IGMP será ativada. Em Google Cloud, o formato é nicNUMBER, como nic0, nic1 ou nic2.

Definir o IGMPv2 no SO convidado

Para definir o IGMPv2 no SO convidado da instância, faça o seguinte:

  1. Conecte-se à instância usando SSH.

  2. Execute o comando a seguir e identifique os nomes dos dispositivos das interfaces de rede que você quer receber tráfego multicast.

    sudo ifconfig

  3. Para cada interface de rede aplicável, execute o comando a seguir para forçar o IGMPv2.

    sudo -i
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/NETWORK_INTERFACE_DEVICE_NAME/force_igmp_version

    Substitua NETWORK_INTERFACE_DEVICE_NAME pelo nome do dispositivo da interface de rede, como eth0, eth1 ou eth2.

Configurar a filtragem de caminho reverso (rp_filter)

Em alguns casos, como com instâncias de várias NICs, a validação estrita de origem por filtragem de caminho inverso (rp-filter) pode fazer com que pacotes multicast legítimos sejam descartados. Para evitar isso, configure a filtragem de caminho inverso para reduzir ou desativar a validação de origem em interfaces de rede não nic0 que recebem tráfego multicast. Por exemplo, os comandos a seguir configuram a filtragem de caminho reverso para desativar a validação de origem em eth1 e eth2 definindo rp_filter como 0.

sudo sysctl -w net.ipv4.conf.all.rp_filter=0
sudo sysctl -w net.ipv4.conf.eth1.rp_filter=0
sudo sysctl -w net.ipv4.conf.eth2.rp_filter=0

Para mais informações sobre rp_filter, consulte IP Sysctl na documentação do kernel do Linux.

Aumentar o tamanho do buffer de anel do driver de rede

Esta seção descreve como aumentar o tamanho do buffer circular do driver de rede na sua instância.

Para consumidores multicast que recebem altos níveis de tráfego, aumente o tamanho do buffer de anel do driver de rede para um valor de 2048 para evitar a perda de pacotes. Faça isso para cada interface de rede que recebe tráfego multicast.

Confira os exemplos de comandos a seguir, que configuram nic1 e nic2:

sudo ethtool -G eth1 rx 2048 tx 2048
sudo ethtool -G eth2 rx 2048 tx 2048

Exemplos de comandos para testar a conectividade multicast ULL

Nesta seção, fornecemos exemplos de comandos para testar o tráfego multicast sem iniciar uma carga de trabalho de aplicativo usando a ferramenta iperf. As etapas nesta seção exigem que a configuração de multicast descrita em Visão geral da configuração da solução ULL esteja concluída.

Enviar tráfego de multicast ULL de um produtor de multicast

  1. Conecte-se à instância usando SSH.

  2. Instale iperf se ainda não tiver feito isso. iperf3 não aceita multicast. O comando a seguir usa iperf, que instala iperf2.

    sudo yum install iperf

  3. Para enviar tráfego multicast ao endereço IP do grupo multicast, execute o seguinte comando:

    iperf -c MULTICAST_GROUP_ADDRESS%NIC -p 1234 -l 512 -i 1 -u -b 1000pps -t 999999 -B NIC_IP_ADDRESS

    Substitua os seguintes valores:

    • MULTICAST_GROUP_ADDRESS: o endereço IP do grupo multicast.
    • NIC o nome do dispositivo de interface de rede, como eth1 ou eth2
    • NIC_IP_ADDRESS o endereço IP atribuído à NIC especificada

Entrar em um grupo e receber tráfego multicast ULL de um consumidor multicast

  1. Conecte-se à instância usando SSH.

  2. Instale iperf se ainda não tiver feito isso.

    sudo yum install iperf

  3. Para participar de um grupo multicast e registrar o tráfego recebido, execute o seguinte comando:

    iperf -s -p 1234 -B MULTICAST_GROUP_ADDRESS%NIC -l 512 -u -i 1

    Substitua os seguintes valores:

    • MULTICAST_GROUP_ADDRESS o endereço IP do grupo multicast
    • NIC o nome do dispositivo de interface de rede, como eth1 ou eth2

    Por exemplo, o comando a seguir une um grupo com o endereço IP 224.1.0.176 para receber pacotes de até 512 bytes e registra o tráfego recebido:

    iperf -s -p 1234 -B 224.1.0.176%eth1 -l 512 -u -i 1

Nas interfaces de rede ULL da sua instância, ethtool mostra o status real do link da porta física (up/down) e as velocidades do link físico.

Para verificar o status e a velocidade do link físico de uma interface de rede ULL, execute o seguinte comando:

sudo ethtool NIC

Substitua NIC pelo nome da interface de rede atribuída pelo SO convidado, como ens8f0 ou ens48f0.

A seguir

  • Para informações gerais sobre como resolver problemas de desempenho da rede em instâncias bare metal, consulte Solução de problemas de desempenho da rede na documentação do Compute Engine. Por exemplo, é possível desativar os estados de suspensão da CPU para alcançar o desempenho total da largura de banda da rede.
  • Para configurar o Onload ou o DPDK e otimizar o desempenho, consulte Trabalhar com o Onload e Trabalhar com o DPDK.
  • Para sincronizar o relógio do sistema da instância com o relógio da NIC física do servidor host, consulte Configurar a hora exata.