Recent network performance enhancements in the Linux kernel

从 Linux 6.x 内核开始，有许多用于提升网络性能的新选项，这些内容在我们 2024 年 INDIS 研讨会¹论文《近期影响 TCP 吞吐量的 Linux 改进：来自科研与教育网络的见解》²中有详细介绍。

¹ https://scinet.supercomputing.org/community/indis/

² https://fasterdata.es.net/assets/INDIS_2024_final.pdf

以下是这些改进的简要总结。

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内核升级

与 5.15 内核相比，使用最新的 Linux 内核（2024 年 9 月的 6.8 版本），我们发现在广域网（WAN）上性能提升高达 38%，在局域网（LAN）上性能提升 30%。

有关安装最新受支持内核的说明，请参阅此页面³。

³ https://fasterdata.es.net/host-tuning/linux/new-kernels/

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接收端硬件通用接收卸载（HW GRO）

在 Linux 6.11 系统上，对于固件版本 >= 28.42.1000 的英伟达 ConnectX-7 网卡，有新的接收端优化功能可用，其中包括接收端硬件加速的通用接收卸载（GRO）和头部-数据分离(header-data split)。英特尔和博通的其他新型网卡可能也支持此功能。

开发者的初步测试结果表明，单流测试的吞吐量提升高达 60%。

我们的初步测试结果显示，在启用接收端硬件 GRO 后，对于 9000 字节最大传输单元（MTU）的单流测试，AMD 主机的性能提升了 33%（从 40 Gbps 提升到 53 Gbps），英特尔主机的性能提升了 5%（从 62 Gbps 提升到 65 Gbps）。

对于英特尔主机上 1500 字节 MTU 的测试，吞吐量提升了惊人的 160%（从 24 Gbps 提升到 62 Gbps）。

要启用接收端硬件 GRO，请执行以下操作：

# 注意：使用硬件 GRO 时，环形缓冲区不能超过 4096。2048 字节的缓冲区效果似乎不错。
/usr/sbin/ethtool -G eth100 tx 2048 rx 2048
/usr/sbin/ethtool -K eth100 rx-gro-hw on

还要注意，在使用接收端硬件 GRO 时，使用 8000 字节的最大段大小（MSS）比使用 iperf3 默认的 MTU-40 要快约 5%。

更多详细信息即将发布。

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BIG TCP

（更多详细信息即将发布。有关测试结果，请参阅 INDIS 论文）

要启用BIG TCP，以下是针对 IPv4 和 IPv6 的命令：

/usr/sbin/ip link set dev ethN gso_ipv4_max_size 150000 gro_ipv4_max_size 150000
/usr/sbin/ip link set dev ethN gro_max_size 185000 gso_max_size 185000

如果您使用的是 VLAN，还需要为每个 VLAN 运行该命令。

更多信息请访问：https://lwn.net/Articles/884104/

和 https://netdevconf.info/0x15/slides/35/BIG%20TCP.pdf

一些人建议在使用 BIG TCP 时进行如下设置：

/usr/sbin/ethtool --set-priv-flags eth100 rx_striding_rq off

总体而言，我们并未看到 BIG TCP 在吞吐量方面有显著提升，但 CPU 负载有所降低。BIG TCP 的一个问题是，它需要定制内核，以允许 MAX_SKB_FRAGS 使用更大的值，才能充分发挥其优势。

Src

https://fasterdata.es.net/host-tuning/linux/recent/

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