数据库管理-第196期 实战RDMA（20240528）

作者：胖头鱼的鱼缸（尹海文）
Oracle ACE Associate: Database（Oracle与MySQL）
PostgreSQL ACE Partner
青学会（青年数据库学习互助会）外部顾问
10年数据库行业经验，现主要从事数据库服务工作
拥有OCM 11g/12c/19c、MySQL 8.0 OCP、Exadata、CDP等认证
墨天轮MVP、认证技术专家、年度墨力之星，ITPUB认证专家、专家百人团成员，OCM讲师，PolarDB开源社区技术顾问，OceanBase观察团成员
圈内拥有“总监”、“保安”、“国产数据库最大敌人”等称号，非著名社恐（社交恐怖分子）
公众号：胖头鱼的鱼缸；CSDN：胖头鱼的鱼缸（尹海文）；墨天轮：胖头鱼的鱼缸；ITPUB：yhw1809。
除授权转载并标明出处外，均为“非法”抄袭

本期使用最新的Oracle Linux 8.9来做测试，这里也使用VMware Workstation Pro 17.5.0来做测试，基于Soft-RoCE进行演示。

1 环境

具体虚拟机配置如下：

主机名	IP地址	内存	本机磁盘	存储磁盘	操作系统版本
ol8-app	10.10.10.51	2G	20G	-	Oracle Linux 8.9
ol8-storage	10.10.10.52	8G	20G	10G	Oracle Linux 8.9

2 操作系统配置

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service 
systemctl disable firewalld.service#关闭SELinux
sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
setenforce 0#配置hosts
cat >> /etc/hosts <<EOF
10.10.10.51 ol8-app
10.10.10.52 ol8-storage
EOF#安装NVMe工具
dnf -y install nvme-cli#检查内核RDMA支持
cat /boot/config-$(uname -r) | grep RXE

y或m代表支持

#安装RDMA软件
dnf -y install rdma-core libibverbs-utils libibverbs librdmacm libibumad #配置网卡RDMA
rdma link add rxe_0 type rxe netdev ens160
##其中rex_0为配置RDMA设备名，ens160则是物理网卡名称#检查网卡RDMA配置
rdma link

3 配置NVMe over RDMA

在主机ol8-storage操作：

#配置RDMA网卡
rdma link add rxe_0 type rxe netdev ens160#加载RXE与NVMe模块
modprobe rdma_rxe
modprobe nvmet
modprobe nvmet-rdma
modprobe nvme-rdma#创建NVMe子系统
mkdir /sys/kernel/config/nvmet/subsystems/nvme-subsys01
cd /sys/kernel/config/nvmet/subsystems/nvme-subsys01#允许所有主机访问
echo 1 > attr_allow_any_host#创建namespace
mkdir namespaces/10
cd namespaces/10#指定对应磁盘并启用
echo -n /dev/nvme0n2> device_path
echo 1 > enable#创建端口
mkdir /sys/kernel/config/nvmet/ports/1
cd /sys/kernel/config/nvmet/ports/1
echo "10.10.10.52" > addr_traddr#配置模式、端口及IPv4
echo rdma > addr_trtype
echo 4420 > addr_trsvcid
echo ipv4 > addr_adrfam#创建软连接映射端口与磁盘
ln -s /sys/kernel/config/nvmet/subsystems/nvme-subsys01 /sys/kernel/config/nvmet/ports/1/subsystems/nvme-subsys01#检查端口
dmesg -T| grep "enabling port"

4 挂载磁盘

在主机ol8-app操作：

#配置RDMA网卡
rdma link add rxe_0 type rxe netdev ens160#加载NVMe模块
modprobe nvmet
modprobe nvmet-rdma
modprobe nvme-rdma#搜索磁盘
nvme discover -t rdma -q nvme-subsys01 -a 10.10.10.52 -s 4420

#连接磁盘
nvme connect -t rdma -q nvme-subsys01 -n nvme-subsys01 -a 10.10.10.52 -s 4420

#如需取消挂载：
nvme disconnect -n nvme-subsys01#如有多块磁盘则重复第三节中的部分操作

处理并挂载磁盘：

pvcreate /dev/nvme1n1
vgcreate rdmavg01 /dev/nvme1n1
lvcreate -l 100%VG -n rdmalv01 rdmavg01
mkfs.xfs /dev/mapper/rdmavg01-rdmalv01
mount /dev/mapper/rdmavg01-rdmalv01 /mnt

5 RDMA性能测试

这里在源端和目标端使用fio分别进行针对数据库8K块的测试，先通过fio写满磁盘1次，再进行测试：

#顺序写
fio --iodepth=128 --numjobs=4 --size=512MB --norandommap --readwrite=write --bs=8k  --filename=/mnt/write.txt --runtime=120 --time_based --ioengine=libaio --direct=1 --group_reporting --name=write#顺序读
fio --iodepth=128 --numjobs=4 --size=512MB --norandommap --readwrite=read --bs=8k --filename=/mnt/read.txt --runtime=120 --time_based --ioengine=libaio --direct=1 --group_reporting --name=read#随机写
fio --iodepth=128 --numjobs=4 --size=512MB --norandommap --readwrite=randwrite --bs=8k --runtime=120 --time_based --filename=/mnt/randwrite.txt --ioengine=libaio --direct=1 --group_reporting --name=rand_write#随机读
fio --iodepth=128 --numjobs=4 --size=512MB --norandommap --readwrite=randread --bs=8k --runtime=120 --time_based --filename=/mnt/randread.txt --ioengine=libaio --direct=1 --group_reporting --name=rand_read

6 iSCSI部署

在主机ol8-storage操作：

#安装targetcli（iSCSI相关软件默认安装）
dnf -y install targetcli#删除逻辑卷
lvremove /dev/mapper/rdmavg01-rdmalv01
vgremove rdmavg01
pvremove /dev/nvme0n2targetcli #进入终端
> cd /backstores/block
> create slave /dev/nvme0n2 #创建并制定共享磁盘
> cd /iscsi
> create iqn.2024-05.com.iscsi.www:oracle #创建iqn标签，需要全网唯一
> cd iqn.2024-05.com.iscsi.www:oracle/tpg1/acls 
> create iqn.2024-05.com.iscsi.www:oracle #创建ACL访问规则
> cd /iscsi/iqn.2024-05.com.iscsi.www:oracle/tpg1/luns
> create /backstores/block/slave
> exit#指定iqn标签，与ACL制定名称一致
echo "InitiatorName=iqn.2024-05.com.iscsi.www:oracle">/etc/iscsi/initiatorname.iscsi#启动iSCSI相关服务
systemctl restart iscsi
systemctl restart iscsid
systemctl start target.service 
systemctl enable target.service

在主机ol8-app操作：

#指定iqn标签，与ACL制定名称一致
echo "InitiatorName=iqn.2024-05.com.iscsi.www:oracle">/etc/iscsi/initiatorname.iscsi#搜索并连接磁盘
iscsiadm -m discovery -t st -p 10.10.10.52
iscsiadm -m node -T iqn.2024-05.com.iscsi.www:oracle --loginpvcreate /dev/sda
vgcreate iscsivg01 /dev/sda
lvcreate -l 100%VG -n iscsilv01 iscsivg01
mkfs.xfs /dev/mapper/iscsivg01-iscsilv01
mount /dev/mapper/iscsivg01-iscsilv01 /mnt

7 iSCSI性能测试

8 性能对比

项目	NVMe over iSCSI TCP/IP	NVMe over Soft-RoCE RDMA	趋势
顺序写MB/s	184	69.2	↓ 61.72%
顺序写IOPS	22.4k	8450	↓ 62.28%
顺序读MB/s	42.5	56	↑ 31.76%
顺序读IOPS	5186	6954	↑ 34.09%
随机写MB/s	52.5	70.6	↑ 34.48%
随机写IOPS	6403	8621	↑ 34.64%
随机读MB/s	43.4	54	↑ 24.42%
随机读IOPS	5301	6708	↑ 26.54%

这里可以看到，除了在顺序写场景下出现性能下降（不知道为啥，可能是因为硬件条件和虚拟化的原因），但是使用RDMA在其余场景下都能带来24%以上的性能提升。在生产环境使用合适的硬件并优化配置，对网络环境的提升是十分可观的。

总结

虽然在本期测试结果中出现了一些意外，但是整体来看，使用RDMA还是可以显著提升网络性能的。
老规矩，知道写了些啥。