TCP Chimney, RSS and Net DMA

Le Scalable Network Pack
Les optimisations Chimney sont en temps réel (statefull), prenant en compte l’état dans la quelle se trouve la stack à un moment T.
On pourrait le comparer par exemple au statefull Inspection d’un Firewall.
Le Scalable Networking Pack peut améliorer les performances et l'évolutivité de charges importantes telles que le stockage des fichiers, les sauvegardes, les serveurs Web et les flux multimédia. En fonction de la charge globale, les gains de performance globaux peuvent aller de 20 à presque 100 % de réduction du traitement des paquets réseau, et ainsi améliorer le débit réseau jusqu'à 40 %.
Microsoft Windows Server 2003 Scalable Networking Pack est une innovation en matière de technologie réseau qui permet de mettre en place des solutions materielles de TOE tout en gardant une gestion optimisée des applications et du réseau. Cet outil sera aussi bénéfique pour les nouveaux clients qui déploient des nouveaux serveurs avec contrôleur d'interface de réseau (carte contrôleur réseau)TOE NIC que pour les clients qui souhaitent étendre la durée de vie de leurs serveurs en ajoutant cette carte (TOE NIC) et le nouveau logiciel Microsoft.

Il s'applique aux solutions matérielles de sauvegarde réseau (principalement les environnements NAS), serveurs de fichiers ou d'accès distant (SMB/NFS)...
Un communiqué de presse de sur ce produit est disponible sur la page suivante : http://www.microsoft.com/windowsserver2003/evaluation/news/bulletins/ws03net.mspx

Ces optimisations incluent :
• TCP Chimney Offload
• Receive-side Scaling
• NetDMA

TCP Chimney Offload architecture: one of three innovations introduced in the Scalable Networking Pack
 

TCP Chimney Offload
TCP Chimney Offload offre le déchargement automatisé avec conservation de statut du traitement du trafic TCP (Transmission Control Protocol) vers une carte réseau spécialisée implémentant un moteur TOE (TCP Offload Engine). La conservation du statut (qui signifie que la carte réseau conserve en mémoire les attributs significatifs d'une connexion, tels que l'adresse IP, les ports utilisés et les numéros de séquence de paquets) permet de réduire de manière significative la nécessité de cycles processeur dans la gestion du trafic déchargé. Pour les connexions longues avec des charges de paquets volumineux (tels que celles associées aux charges de stockage, aux flux multimédia et aux autres applications avec beaucoup de contenu), TCP Chimney Offload réduit considérablement la charge processeur en déléguant à la carte réseau les tâches de traitement des paquets réseau, notamment la segmentation et le réassemblage des paquets. Cela permet de libérer des cycles processeur pour les tâches d'autres applications, par exemple pour prendre en charge davantage de sessions utilisateur ou pour traiter les demandes des applications avec une latence plus faible.

Receive-side Scaling
Receive-side Scaling permet de partager le traitement du trafic réseau entrant (reçu) sur plusieurs processeurs ou coeurs, en exploitant les nouvelles améliorations des cartes réseau. Receive-side Scaling peut partager de façon dynamique le trafic réseau entrant lorsque la charge sur le système ou les conditions du réseau évoluent. De nombreux scénarios, notamment les serveurs Web, les transferts de fichiers, le stockage des blocs et les sauvegardes, nécessitent que la pile de protocole hôte effectue un travail significatif dans le contexte du traitement des interruptions de réception et des appels de procédure différés. Dans ces scénarios comme dans d'autres, Receive-side Scaling peut améliorer de manière significative le nombre de transactions par seconde, le nombre de connexions par seconde ou le débit réseau total.
 
NetDMA
NetDMA permet la prise en charge de technologies avancées d'accès direct à la mémoire, telles que Intel I/OAT (Intel I/O Acceleration Technology). Pour les serveurs équipés de la technologie correspondante, NetDMA rationalise la gestion de la mémoire et améliore le traitement des paquets réseau.
NetDMA permet en particulier une prise en charge plus efficace des déplacements de données réseau et la réduction de la charge système en limitant l'implication du processeur dans les transferts de données en mémoire. Normalement, le processeur est fortement impliqué dans le déplacement de données réseau des tampons de réception de la carte réseau vers les tampons d'application. NetDMA libère en grande partie le processeur du traitement des transferts en mémoire, grâce à la prise en charge de l'utilisation d'un moteur DMA. Le moteur DMA libère le processeur de la tâche de copie des données, ce qui permet une meilleure utilisation par les autres applications.

TCP Offload Engine
Un moteur TOE (TCP Offload Engine) est un processeur spécialisé et dédié sur une carte réseau, capable de traiter tout ou partie des paquets réseau. En gérant toutes les tâches associées au traitement de protocole, TCP Offload Engines permet de décharger les processeurs principaux du système de ce travail.

Voici quelques liens de documents de référence :
Technical Whitepaper :
Introduction to the Windows Server 2003 Scalable Networking Pack
http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=6aee2e62-b708-44c1-babe-fc0e7b0f02bd&DisplayLang=en

Enhanced Performance and Scalability
http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/ms795213.aspx

Scalable Networking Pack : Forum aux questions
http://www.microsoft.com/france/technet/itsolutions/network/snp/faq.mspx

TCP Chimney Offload Design, le Receive-side Scaling et TCPA.
http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb878074.aspx


Pourquoi le fait de désactiver ces options améliore t-il le fonctionnement en cas de problèmes réseaux ?
En référence aux éléments cités en amont, on peut comprendre que la relation matériel logiciel est très forte. Le logiciel se sert du dit matériel en support pour effectuer de nombreuses opérations dont il était en charge auparavant. Ce matériel est lui même composé de pilotes et firmwares qui doivent absolument être développés dans ce sens.
Nous avons au support, constaté beaucoup de problèmes avec des pilotes non mis à jour.
La raison en est simple, les OEM ne valident pas certains pilotes récents de l’éditeur et attendent, peut être à juste titre, une planification calendaire plutôt que nécessaire.

Quel solution pouvez-vous mettre en place en attendant.
La position du support est clair sur ce sujet. En cas de problème, dans un premier temps, nous vous demanderons de mettre à jour les pilotes des cartes réseaux si l’OEM les a intégrés.
Si ces derniers sont à jour ou que l’OEM ne les a pas encore intégrés, nous vous conseillerons de désactiver le SNP.

Pour désactiver complètement le SNP, il suffit de modifier ces clefs de registrer, suivi d’un redémarrage de la machine pour la prise en compte de ces paramètres :
[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters]
"EnableTCPChimney"=dword:00000000
"EnableTCPA"=dword:00000000"EnableRSS"=dword:00000000
DisableTaskOffload REG_DWORD 0x0 è la passer à 1

En complément et en dépendance du driver de la carte réseau, il est souhaitable de désactiver également ces fonctionnalités dans les propriétés du driver de la carte réseau.