RPS

什么是RPS

全称receive packet steering，由Google的Tom Herbert编写，而linux从2.6.35开始引入；

此功能可解决网络软中断的负载均衡，即单个网卡的软中断分散到多个CPU处理，避免单个CPU负载过大导致性能瓶颈；

该功能主要针对单队列网卡多CPU环境，如网卡支持多队列则可使用SMP irq affinity直接绑定硬中断，软中断默认同硬中断运行在同一个CPU；

一般如果开启了SMP irq affinity，就不必使用RPS，但须视具体情况而定（两者可并存）；

有必要先搞清楚网卡/CPU如何处理网络中断的：

如下图，可分为4个阶段

1 硬件接收

网卡通过线路接收到帧，将其存储至buffer queue，高级网卡可以有多个queue

2 硬中断

网卡向CPU发送中断通知新帧的到来，并为下一步的软中断做准备

3 软中断

此阶段内核将数据帧从网卡buffer queue取出放入网络栈中处理，此过程网卡与CPU相互协同工作，直到网卡buffer溢出或达到dev_weight(一次软中断处理的帧数)

4 应用接收

应用程序通过POSIX调用(read/recv/recvfrom)接收帧数据并将其从socket移出

而RPS优化了第3个阶段，由网卡根据数据包的IP/port信息计算一个hash值，然将其映射到一个CPU id，这样既分散到多个CPU又确保同一数据源的包由同一CPU处理；

如何使用

可通过配置文件为网卡绑定到特定CPU，/sys/class/net//queues/rx-目录，其中n代表该网卡的多个队列，如果不支持多队列就设置第一个队列rx-0

_$ pwd

/sys/class/net/eth0/queues/rx-0

_$ ls

rps_cpus rps_flow_cnt

_$ more rps_cpus

00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000

--设置CPU掩码，类似于SMP IRQ affinity

可通过/proc/softirqs查看系统软中断信息

CPU0 CPU1 CPU2 CPU3

HI: 0 0 0 0

TIMER: 27166 27120 27097 27034

NET_TX: 0 0 0 17

NET_RX: 42 0 0 39

BLOCK: 0 0 107 1121

TASKLET: 0 0 0 290

SCHED: 27035 26983 26971 26746

HRTIMER: 0 0 0 0

RCU: 1678 1769 2178 2250

另外mpstat也有软中断统计信息soft%