对Linux 网卡软中断做负载均衡

测试中发现服务器整体负载较低，但有cpu负载特别高，其中一个cpu几乎一半是软中断si，特别忙，而还有的cpu特别空闲。

Java代码


top - 16:12:08 up 31 days, 3:52, 1 user, load average: <span style="color: #ff0000;">0.11, 0.11, 0.06</span>

Tasks: 242 total, 4 running, 238 sleeping, 0 stopped, 0 zombie

Cpu0 : 12.3%us, 14.6%sy, 0.0%ni, 70.2%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 3.0%si, 0.0%st

Cpu1 : 21.6%us, 22.9%sy, 0.0%ni, 7.3%id, 0.0%wa, 0.0%hi, <span style="color: #ff0000;">48.2%si</span>, 0.0%st

Cpu2 : 16.5%us, 19.1%sy, 0.0%ni, 43.9%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 20.5%si, 0.0%st

Cpu3 : 2.3%us, 2.6%sy, 0.0%ni, 94.1%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 1.0%si, 0.0%st

Cpu4 : 0.3%us, 0.3%sy, 0.0%ni, 99.3%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st

先用mpstat -I SUM -P ALL 5 来看一下每个cpu的终端情况，发现cpu1和cpu2处理的中断确实很多，是什么dd在使用这两个cpu做中断呢？

Java代码


# mpstat -I SUM -P ALL 5

Linux 2.6.32-220.13.1.el6.x86_64 (talus186) 12/26/2013 _x86_64_ (12 CPU)

04:15:18 PM CPU intr/s

04:15:23 PM all 62422.60

04:15:23 PM 0 0.00

04:15:23 PM 1 21566.20

04:15:23 PM 2 12123.00

04:15:23 PM 3 0.00

04:15:23 PM 4 1.00

使用 cat /proc/interrupts 查看中断情况，间隔几秒后再次cat /proc/interrupts，然后比较对应值的变化，发现eth0-1、eth0-2等使用cpu1、cpu2做中断，这两个对应的中断号分别是95，96...

Java代码


95: 33 325897741 0 30997484 72 0 93968731 0 0 0 426 864 IR-PCI-MSI-edge eth0-1

96: 50 206 66609822 117 0 0 0 0 0 0 0 24437509 IR-PCI-MSI-edge eth0-2

注：网卡(包括磁盘等外设)需要cpu服务时，都会抛出一个中断，中断告诉cpu发生了什么事情，cpu就要停止目前的工作来处理这个中断。比如当网卡收到包时，假如cpu正在执行某个应用进程处理程序，此刻就会被网卡中断所打断执行中断处理程序。每个外设对应的中断处理程序自然是不同的，因此为了进行区分，防止多个设备发出相同的中断请求，系统中的每个设备都被分配了一个独一无二的IRQ(Interupt Request)，上面95、96就是所谓的IRQ，如果网卡有多队列，每个队列可以对应一个IRQ（参考net）。

在使用 cat /proc/irq/95/smp_affinity cat /proc/irq/smp_affinity 等看出网卡的队列都在使用cpu1 和cpu2

Java代码


cat /proc/irq/95/smp_affinity

00000002

cat /proc/irq/96/smp_affinity

00000004

好了，把空闲的cpu用上来分摊网卡中断

Java代码


echo 08 > /proc/irq/97/ smp_affinity

echo 10 > /proc/irq/98/ smp_affinity

...

再进行测试，发现cpu消耗整体还不够均衡，TOP下使用f，然后再加j，发现应用进程使用的cpu与网卡中断使用的cpu重合，再把单线程应用进程绑定到其他CPU，终于均衡下来。

最后，网卡软中断绑定cpu需要满足几个条件：1 linux内核版本必须在2.4+； 2 网卡对应的中断控制器必须是IO-APIC芯片，且需启用IO-APIC；3 部分CPU可能不支持。