【RDMA】RoCEv2 帧结构|RoCE和RRoCE|Soft-RoCE
https://www.cnblogs.com/bandaoyu/p/14861141.html
目录
RoCE和RRoCE
RRoCE = Routable RoCE
Since RoCEv2 packets are routable the RoCE v2 protocol is sometimes called Routable RoCE or RRoCE
一、数据组成
UC send
RoCE
1911 1.704461 GID: fe80::9a03:9bff:fe92:1ae6 GID: fe80::9a03:9bff:fe9a:4296 RoCE 134 UC Send Only QP=0x00fd47
RC send
RoCE
17 0.000203 GID: fe80::9a03:9bff:fe92:1ae6 GID: fe80::9a03:9bff:fe9a:2b3a RoCE 114 RC Send Only QP=0x00f798
RRoCE
14584 0.041138 192.169.31.53 192.169.31.54 RRoCE 1082 RC Send Middle QP=0x00d684
二、各部分组成详细
UC send 详细
RoCE
RC send 详细
RoCE
RRoCE
14584 0.041138 192.169.31.53 192.169.31.54 RRoCE 1082 RC Send Middle QP=0x00d684
三、mellonx如何设置RoCEv1和RoCEv2
- RoCEv1或RoCEv2的设置
Mellonx查看当前是RoCEv1还是RoCEv2
cma_roce_mode -d mlx5_0 -p 1
RoCE Modes Parameters
在RoCEv1 模式下，发送的msg 是RoCE 格式
在RoCEv2 模式下，发送的msg 是RRoCE 格式
- 配置文件设置RoCE模式
ConnectX®-3 仅支持 RoCEv1，而 ConnectX®-3 Pro 支持 RoCEv1 和 RoCEv2。可以使用 /etc/modprobe.d/mlx4_core.conf 文件中的“roce_mode”参数设置 RoCE 模式。
以下是可能的 RoCE 模式值：
如果设置为“0”，则驱动程序将所有 GID 索引关联到 RoCEv1
如果设置为“2”，则驱动程序将所有 GID 索引关联到 RoCEv2（从固件 v2.32.5100 起在 ConnectX-3 Pro 中受支持）
如果设置为“4”，则驱动程序将所有 GID 索引关联到 RoCEv1 和 RoCEv2，每个 RoCE 版本的单个条目（从固件 v2.34.5000 起在 ConnectX-3 Pro 中受支持）
ConnectX-3 Pro 中的 RoCE 模式值示例：
options mlx4_core roce_mode=2
ConnectX®-4 支持 RoCEv1 和 RoCEv2。默认情况下，驱动程序将所有 GID 索引关联到 RoCEv1 和 RoCEv2，因此，每个 RoCE 版本都有一个条目。
有关更多信息，请参阅如何配置 RoCEv2 社区帖子。
- 创建QP时指定RoCE模式
- 为队列对 (QP) 设置 RoCE 模式
- 创建QP时指定RoCE模式
对于 RC/UC QP（连接的 QP 类型）和 UD QP，为支持两种 RoCE 模式的设备设置 RoCE 模式是不同的。
要将 RC/UC QP（连接 QP）从 INIT 修改为 RTR，必须提供地址向量 (AV)。在其他属性中，AV 应该为 QP 的源 GID 指定端口 GID 表的索引。该索引中的 GID 类型将用于设置 QP 的 RoCE 类型。
要修改 UD QP，必须使用 mlx4_core 模块参数“ud_gid_type”的值来为设备上的所有 UD QP 设置 RoCE 模式。允许的值为：
|
RoCE Mode |
Allowed Value |
|
RoCE v1 |
0 (Default) |
|
RoCE v2 |
2 |
https://docs.mellanox.com/pages/viewpage.action?pageId=12013422#RDMAoverConvergedEthernet(RoCE)-RoCEv2
- 设置 RDMA_CM 应用程序的 RoCE 模式
https://docs.mellanox.com/pages/viewpage.action?pageId=12013422#RDMAoverConvergedEthernet(RoCE)-RoCEv2
目录
一、RoCE帧结构
二、soft-RoCE
三、RoCE和RRoCE
UC send
RoCE
RC send
RoCE
RRoCE
四、抓包查看各部分组成详细
UC send 详细
RoCE
RC send 详细
RoCE
RRoCE
五、mellonx如何设置RoCEv1和RoCEv2
@UESTC
一、RoCE帧结构
RoCE帧结构
https://www.jianshu.com/p/85e7309c6187
RoCE v1和RoCE v2
RoCE将IB传输的流量封装到下面两种以太网帧中：
l RoCE v1 - RoCE v1协议被定义为带有以太网头部的IB帧。 它使用以太网类型0x8915并且可以选择启用或者关闭VLAN标签。常规的以太网MTU也适用于RoCE帧。
l RoCE v2 - RoCE协议的直接扩展使得流量能在3层IP环境下运行。将RoCE中的GRH头部替换成IP头部，使用UDP类型和专用的目的UDP端口(4791)。UDP源端口域用来携带一个模糊的流标识符，使得网络设备能够实现包的转发优化(例如ECMP)，同时对于协议头部的格式保持无关性。
在RoCE中，infiniband的链路层协议头被去掉，用来表示地址的GUID被转换成以太网的MAC。Infiniband依赖于无损的物理传输，RoCE也同样依赖于无损的以太传输，这一要求会给以太网的部署带来了成本和管理上的开销。以太网的无损传输必须依靠L2的QoS支持，比如PFC(Priority Flow Control)，接收端在buffer池超过阈值时会向发送方发出pause帧，发送方MAC层在收到pause帧后，自动降低发送速率。这一要求，意味着整个传输环节上的所有节点包括end、switch、router，都必须全部支持L2 QoS，否则链路上的PFC就不能在两端发挥有效作用。
RoCEv1帧结构示意图
RoCEv1对应的协议请规范参考InfiniBand™ Architecture Specification Release 1.2.1 Annex
RoCEv2
由于RoCEv1的数据帧不带IP头部（所以不能IP路由），所以只能在L2子网内通信。为了解决此问题，IBTA于2014年提出了RoCE V2，RoCEv2扩展了RoCEv1，将GRH(Global Routing Header)换成UDP header + IP header，扩展后的帧结构如下图所示。
对应一个具体的报文示意图如下图所示。
原文链接：https://blog.csdn.net/bandaoyu/article/details/115346857
二、soft-RoCE
Linux内核在4.9通过软件的实现了RoCEv2，即Soft-RoCE。不同于RoCE，softRoCE适用于任何以太环境，无需依赖NIC、switch、L2QoS等支持。（所以只是实现RDMA的0拷贝，CPU消耗并没有减少？）
softRoCE的目标是在所有支持以太网的设备上都可以部署RDMA传输，其实现可分成两部分，对上通过librxe与RDMA stack（libibverbs）耦合，对下通过rxe.ko与linux stack layer3耦合，用户通过某个eth NIC的UDP隧道为虚拟的RDMA设备传输RoCE数据。
在性能敏感的虚拟化场景，VM环境需要直接访问底层硬件。借助于softRoCE，底层的网卡硬件也不需要暴露在VM环境就可以使用挂载的虚拟RoCE设备。
通过在节点上安装soft-RoCE，它就可以与支持RoCE的节点或者是同样安装有soft-RoCE的节点建立RDMA传输。尽管在传统以太上，one-copy甚至zero-copy的方案已经出现多个，但个人认为soft-RoCE的 最大意义是使得不具备RDMA NIC的数据中心用最小的成本构建起高效的RDMA网络，所以softRoCE作为RoCE方案的重要补充，已经逐渐成为RDMA生态（IBTA）下一步开发的标准构件。
三、RoCE和RRoCE
RRoCE = Routable RoCE
Since RoCEv2 packets are routable the RoCE v2 protocol is sometimes called Routable RoCE or RRoCE
抓包报文下载：https://download.csdn.net/download/bandaoyu/19759272
UC send
RoCE
1911 1.704461 GID: fe80::9a03:9bff:fe92:1ae6 GID: fe80::9a03:9bff:fe9a:4296 RoCE 134 UC Send Only QP=0x00fd47
RC send
RoCE
17 0.000203 GID: fe80::9a03:9bff:fe92:1ae6 GID: fe80::9a03:9bff:fe9a:2b3a RoCE 114 RC Send Only QP=0x00f798
RRoCE
14584 0.041138 192.169.31.53 192.169.31.54 RRoCE 1082 RC Send Middle QP=0x00d684
四、抓包查看各部分组成详细
UC send 详细
RoCE
RC send 详细
RoCE
RRoCE
14584 0.041138 192.169.31.53 192.169.31.54 RRoCE 1082 RC Send Middle QP=0x00d684
五、mellonx如何设置RoCEv1和RoCEv2
方法
1、ibdev2netdev -v 查看网卡是否是ConnectX®-4 以及以上，ConnectX®-4 以及以上支持 RoCEv1 和 RoCEv2。
2、Show_gids查看
ver代表RoCE的版本，INDEX代表gid_index
3.创建QP时选择RoCEv2
从Show_gids显示的信息可知，当使用device_name是mlx5_0,port=1，创建QP时要选择RoCEv2 则，则INDEX应该是1、3、5
官方文档
https://docs.mellanox.com/pages/viewpage.action?pageId=37849138#RDMAoverConvergedEthernet(RoCE)-RoCEModesParameters
查看网卡信息
ibdev2netdev -v
[root@rdma64 test]# ibdev2netdev -v
0000:18:00.0 mlx5_0 (MT4119 - MCX555A-ECAT) CX555A - ConnectX-5 QSFP28 fw 16.23.1020 port 1 (ACTIVE) ==> eth18-0 (Up)
0000:3b:00.0 mlx5_1 (MT4119 - MCX555A-ECAT) CX555A - ConnectX-5 QSFP28 fw 16.24.1000 port 1 (ACTIVE) ==> ib3b-0 (Up)
确认是ConnectX-5
ConnectX®-4 支持 RoCEv1 和 RoCEv2。默认情况下，驱动程序将所有 GID 索引关联到 RoCEv1 和 RoCEv2，因此，每个 RoCE 版本都有一个条目。
为队列对 (QP) 设置 RoCE 模式
给RC/UC QP设置RoCE模式的方法是在将 RC/UC QP（连接 QP）从 INIT 修改为 RTR时，在地址向量 (AV)的属性中，为 QP 的源 GID 指定端口 GID 表的索引。该索引中的 GID 类型将用于设置 QP 的 RoCE 类型。
也就是ibv_modify_qp 之前,给参数attr的attr.ah_attr.grh.sgid_index属性配置GID 表的索引。
当前RDMA网卡支持的GID索引和索引对应的RoCE模式见GID 表总体：
MLNX_OFED 提供了一个名为 show_gids 的脚本来方便地查看 GID 表。
[root@rdma64 test]# show_gids
DEV PORT INDEX GID IPv4 VER DEV
--- ---- ----- --- ------------ --- ---
mlx5_0 1 0 fe80:0000:0000:0000:9a03:9bff:fe92:1ae6 v1 eth18-0
mlx5_0 1 1 fe80:0000:0000:0000:9a03:9bff:fe92:1ae6 v2 eth18-0
mlx5_0 1 2 0000:0000:0000:0000:0000:ffff:c0a9:1f36 192.169.31.54 v1 eth18-0
mlx5_0 1 3 0000:0000:0000:0000:0000:ffff:c0a9:1f36 192.169.31.54 v2 eth18-0
mlx5_1 1 0 fe80:0000:0000:0000:9a03:9bff:fe9a:2992 v1 ib3b-0
mlx5_1 1 1 fe80:0000:0000:0000:9a03:9bff:fe9a:2992 v2 ib3b-0
mlx5_1 1 2 0000:0000:0000:0000:0000:ffff:ac11:1f36 172.17.31.54 v1 ib3b-0
mlx5_1 1 3 0000:0000:0000:0000:0000:ffff:ac11:1f36 172.17.31.54 v2 ib3b-0
n_gids_found=8
我们要设置IB port 1的RoCE模式为RoCEv2，所以我们可以选择索引1和3，例如：
……
config.gid_idx = 1; //1 或3均可。
config.traffic_class = 6; //对应RocE
if(config.gid_idx >= 0)
{
fprintf(stderr, "##gid_idx:%d\n", config.gid_idx);
attr.ah_attr.is_global = 1;
attr.ah_attr.port_num = 1;
memcpy(&attr.ah_attr.grh.dgid, dgid, 16);
attr.ah_attr.grh.flow_label = 0;
attr.ah_attr.grh.hop_limit = 1;
attr.ah_attr.grh.sgid_index = config.gid_idx; // config.gid_idx = 1; //1 或3。
attr.ah_attr.grh.traffic_class = config.traffic_class;
}
fprintf(stderr, "##traffic_class:%d\n", config.traffic_class);
flags = IBV_QP_STATE | IBV_QP_AV | IBV_QP_PATH_MTU | IBV_QP_DEST_QPN |
IBV_QP_RQ_PSN ;
rc = ibv_modify_qp(qp, &attr, flags);
if(rc)
{
fprintf(stderr, "failed to modify QP state to RTR,rc = %d,%s\n", rc, __FUNCTION__);
}
配置RoCEv1和RoCEv2 前后发送数据对比:
RoCEv1:
RoCEv2:
（改为RoCEv2后,）
注意事项
给UD QP设置RoCE模式的方法与RC/UC不同。
给rdma_cm接口配置RoCE的方法与vbers不同。
详情见：https://docs.mellanox.com/pages/viewpage.action?pageId=37849138#RDMAoverConvergedEthernet(RoCE)-RoCEModesParameters
注意不同的网卡GID索引表不同
用[root@rdma64 test]# show_gids 列出当前网卡的GID索引表，以显示的结果为准。官网的下面的这个表只针对connect X4：
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