mpd-5.5

[dadv]

Первый стресс-тест mpd-5.5/PPPoE под FreeBSD 8.2-STABLE/amd64 на реальной нагрузке.

Система настроена решать одну задачу - терминировать пользовательские сессии PPPoE с AAA через RADIUS, с шейпингом трафика и анонсированием абонентских IP-адресов в ядро сети через OSPF. На машине нет NAT (адреса реальные), нет netflow (собирается на другом роутере), нет BGP.

В час наибольшей нагрузки отмечено:

• 1812 сессий PPPoE;
  
• средняя нагрузка по ядрам процессора 2% user time / 88% (system time + interrupts) (CPU0: 2+90, CPU1: 2+89, CPU2: 2+90, CPU3: 3+86);
  
• 1184.9Mbit/s трафика в сторону клиентов и 830.9Mbit/s от них (итого 2015.8Mbit/s);
  
• 549.8Kpps: на интерфейсе lagg0 136.2Kpps in, 120.3Kpps out и на lagg1 139.0Kpps in, 154.3Kpps out;
  
• до 102K прерываний в секунду (device polling не использовался);
  
• использовано памяти:
  
  Mem: 101M Active, 41M Inact, 486M Wired, 1644K Cache, 138M Buf, 3314M Free
  
  
• в среднем на одну PPPoE-сессию приходилось 654.1Kbit/s трафика на вход и 434.2Kbit/s на выход.

То есть, на каждый процент загрузки CPU пришлось по 20 сессий.
Система продолжала быть отзывчивой на ssh так же, как и без нагрузки.

Железо:

• SuperMicro SuperServer 5016T-MTFB с двумя гигабитными интегрированными сетевыми Intel 82574L (драйвер em) и платой IPMI 2.0 с выделенным портом 100M;
  
• дополнительная двухпортовая сетевая карта Intel 82576 (драйвер igb);
  
• процессор Intel(R) Xeon(R) CPU E5507 @ 2.27GHz (четыре ядра, гипертрединг отключен в BIOS Setup, 4M Cache, 4.80 GT/s Intel® QPI);
  
• 4GB памяти ECC;
  
• в качестве загрузочного носителя SSD 64GB (KINGSTON SNV425S264GB), при загрузке монтируется только для чтения (система собрана в виде NanoBSD, без свопа).

Общая стоимость железа около 60 тысяч рублей (всё железо новое).

Сетевые em0 и em1 объединены в lagg0, на нём есть IP-адрес и нет vlan-ов, это аплинк. Сетевые igb0 и igb1 объединены в lagg1, на котором нет IP, зато создано 596 vlan-ов, каждый из которых несет PPPoE-трафик пользователей. Шейпинг выполнен через ipfw/dummynet - на каждого подключенного пользователя dummynet динамически (pipe ... mask) создает по две индивидуальных трубы, на вход и на выход, в соответствии с тарифом пользователя. Весь шейпинг делается двумя правилами ipfw, список правил не растет при росте количества абонентов:

pipe tablearg ip from any to table(11) in
pipe tablearg ip from table(12) to any in

Для сравнения: бывшая в употреблении Cisco 7201 на usedcisco.ru стоит $11400 $10900 (примерно в 5.5 раз дороже), срок поставки 3 недели. На этой же задаче и на этих же пользователях обрабатывает около 10 сессий на процент загрузки CPU (то есть, вдвое меньше), причем при высоких загрузках вносит большие задержки и сама с трудом управляется по telnet. Поэтому приходится ограничивать количество сессий на ней (не более 700), чтобы держать нагрузку в пределах 75%. Стоит отметить, что при маленьких нагрузках (ближе к нулю) количество сессий на процент загрузки CPU у обоих систем растет в разы.

Зато Cisco - продукт, и умеет гораздо больше, например, ISG. А FreeBSD - конструктор, и требует существенного тюнинга. Про тюнинг как-нибудь в другой раз.

Update: для проверки провёл второй тест на FreeBSD с целью удержать загрузку в пределах 75%. При прочих равных условиях для этого оказалось нужным ограничить количество сессий PPPoE в 1500. Подтверждается прямая пропорциональность: 1800/0.9=1500/0.75=2000, что даёт нам прогноз стопроцентной загрузки при 2000 сессиях.

На деле у меня пока достаточно железок, чтобы держать нагрузку в пике на уровне 35% :-)