网卡卸载(Nic Offload)-硬件卸载-DPU-智能网卡

简介

为了降低cpu利用率, 将更多的cpu释放给业务使用, 大多数现代操作系统都支持某种形式的网络卸载，其中一些网络处理发生在网卡 nic 而不是 cpu 上, 它可以释放系统其余部分的资源, 这样操作系统就能处理更多连接, 提高整体性能.

默认以太网最大传输单元 (MTU) 为 1500 字节，这是通常可以传输的最大帧大小。这可能会导致系统资源未得到充分利用，例如，如果有 3200 字节的数据需要传输，则意味着会生成三个较小的数据包。有几种称为卸载的选项，它们允许相关协议栈传输大于正常 MTU 的数据包。可以创建最大允许 64KiB 的数据包，并提供发送 (Tx) 和接收 (Rx) 选项。当发送或接收大量数据时，这可能意味着每发送或接收 64KiB 的数据处理一个大数据包，而不是处理多个较小的数据包。这意味着生成的中断请求更少，用于拆分或合并流量的处理开销更少，传输机会更多，从而导致吞吐量的整体增加。

卸载类型

TCP 分段卸载 (TSO) - TCP Segmentation Offload使用 TCP 协议发送大数据包。使用NIC来处理分段，然后将TCP、IP和数据链路层协议头添加到每个分段。UDP 碎片卸载 (UFO) - UDP Fragmentation Offload使用UDP协议发送大数据包。使用 NIC 将大型 UDP 数据报的 IP 分段处理为 MTU 大小的数据包。通用分段卸载 (GSO) - Generic Segmentation Offload使用 TCP 或 UDP 协议发送大数据包。如果 NIC 无法处理分段/碎片，GSO 会绕过 NIC 硬件执行相同的操作。这是通过尽可能晚地延迟分段来实现的，例如，当数据包由设备驱动程序处理时。大量接收卸载 (LRO) - Large Receive Offload使用 TCP 协议。所有传入数据包在收到时都会重新分段，从而减少系统必须处理的分段数量。它们可以在驱动程序中或使用 NIC 进行合并。LRO 的一个问题是它倾向于重新分段所有传入数据包，通常会忽略标头和其他可能导致错误的信息的差异。当启用 IP 转发时，通常无法使用 LRO。LRO 与 IP 转发相结合可能会导致校验和错误。/proc/sys/net/ipv4/ip_forward如果设置为 1， 则启用转发。通用接收卸载 (GRO) - Generic Receive Offload使用 TCP 或 UDP 协议。在对数据包进行重新分段时，GRO 比 LRO 更加严格。例如，它检查每个数据包的 MAC 标头，这些标头必须匹配，只有有限数量的 TCP 或 IP 标头可以不同，并且 TCP 时间戳必须匹配。重新分段可以由 NIC 或 GSO 代码处理。使用 NIC 卸载

卸载应该用在传输或接收大量数据的高速系统上，并且优先考虑吞吐量而不是延迟。由于使用卸载极大地增加了驱动程序队列的容量，因此延迟可能成为一个问题。一个例子是系统使用大数据包传输大量数据，但也运行大量交互式应用程序。由于交互式应用程序按时间间隔发送小数据包，因此存在非常现实的风险，即这些数据包可能会“陷入”缓冲区中，而同时处理它们前面的较大数据包，从而导致不可接受的延迟。

要检查当前卸载设置，请使用该ethtool命令。某些设备设置可能会列为fixed，这意味着它们无法更改。

命令语法：ethtool -k 以太网设备名称, 如: 检查当前网卡卸载设置:

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ethtool -k em1Features for em1:rx-checksumming: ontx-checksumming: ontx-checksum-ipv4: off [fixed]tx-checksum-ip-generic: ontx-checksum-ipv6: off [fixed]tx-checksum-fcoe-crc: off [fixed]tx-checksum-sctp: off [fixed]scatter-gather: ontx-scatter-gather: ontx-scatter-gather-fraglist: off [fixed]tcp-segmentation-offload: ontx-tcp-segmentation: ontx-tcp-ecn-segmentation: off [fixed]tx-tcp6-segmentation: onudp-fragmentation-offload: off [fixed]generic-segmentation-offload: ongeneric-receive-offload: onlarge-receive-offload: off [fixed]rx-vlan-offload: ontx-vlan-offload: onntuple-filters: off [fixed]receive-hashing: onhighdma: on [fixed]rx-vlan-filter: off [fixed]vlan-challenged: off [fixed]tx-lockless: off [fixed]netns-local: off [fixed]tx-gso-robust: off [fixed]tx-fcoe-segmentation: off [fixed]tx-gre-segmentation: off [fixed]tx-ipip-segmentation: off [fixed]tx-sit-segmentation: off [fixed]tx-udp_tnl-segmentation: off [fixed]tx-mpls-segmentation: off [fixed]fcoe-mtu: off [fixed]tx-nocache-copy: offloopback: off [fixed]rx-fcs: offrx-all: offtx-vlan-stag-hw-insert: off [fixed]rx-vlan-stag-hw-parse: off [fixed]rx-vlan-stag-filter: off [fixed]l2-fwd-offload: off [fixed]busy-poll: off [fixed]​查看checksum卸载配置:ethtool --show-offload  ethX​禁用:ethtool --offload  ethX  rx off  tx off或有些驱动加载的时候可以指定关闭参数, 如3Com 网卡:rmmod 3c59x ; modprobe 3c59x hw_checksums=0

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