Linux中如何解决网卡中断与CPU绑定问题

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在Linux的网络调优方面，如果你发现网络流量上不去，那么有一个方面需要去查一下：网卡处理网络请求的中断是否被绑定到单个CPU或跟处理其它中断的是同一个CPU。

网卡与操作系统的交互方式

网卡与操作系统的交互一般有两种方式：

1. 中断IRQ

网卡在收到了网络信号之后，主动发送中断到CPU，而CPU将会立即停下手边的活以便对这个中断信号进行分析;

2. DMA(Direct Memory Access)

也就是允许硬件在无CPU干预的情况下将数据缓存在指定的内存空间内，在CPU合适的时候才处理;

 现在的对称多核处理器(SMP)上，一块网卡的IRQ还是只有一个CPU来响应，其它CPU无法参与，如果这个CPU还要忙其它的中断(其它网卡或者其它使用中断的外设(比如磁盘))，那么就会形成瓶颈。

检查环境

首先，让网络跑满。如：对于MySQL/MongoDB服务，可以通过客户端发起密集的读操作  或执行一个大文件传送任务。查明是不是某个CPU在一直忙着处理IRQ?

从 mpstat -P ALL 1 输出里面的 %irq一列即说明了哪个CPU忙于处理中断的时间占比;

上面的例子中，第四个CPU有25.63%时间在忙于处理中断，后面 intr/s  也说明了CPU每秒处理的中断数。从上面的数据可以看出，其它几个CPU都不怎么处理中断。

那么，这些忙于处理中断的CPU都在处理哪些中断?

这里记录的是自启动以来，每个CPU处理各类中断的数量。第一列是中断号，最后一列是对应的设备名。从上面可以看到： eth0所出发的中断全部都是  CPU0在处理，而CPU0所处理的中断请求中，主要是eth0和LOC中断。有时我们会看到几个CPU对同一个中断类型所处理的的请求数相差无几(比如上面的LOC)，这并不一定是说多个CPU会轮流处理同一个中断，而是因为这里记录的是“自启动以来”的统计，中间可能因为irq  balancer重新分配过处理中断的CPU。

解决思路

现在的多数Linux系统中都有IRQ Balance这个服务(服务程序一般是  /usr/sbin/irqbalance)，它可以自动调节分配各个中断与CPU的绑定关系，以避免所有中断的处理都集中在少数几个CPU上。在某些情况下，这个IRQ  Balance反而会导致问题，会出现 irqbalance 这个进程反而自身占用了较高的CPU(当然也就影响了业务系统的性能)。

首先要看该网卡的中断当前是否已经限定到某些CPU了?具体是哪些CPU?

根据上面 /proc/interrupts 的内容我们可以看到 eth0 的中断号是74，然后我们来看看该中断号的CPU绑定情况或者说叫亲和性  affinity。

$ sudo cat /proc/irq/74/smp_affinity ffffff

这个输出是一个16进制的数值，0xffffff =  '0b111111111111111111111111'，这就意味着这里有24个CPU，所有位都为1表示所有CPU都可以被该中断干扰。

修改配置的方法:(设置为2表示将该中断绑定到CPU1上，0x2 = 0b10，而第一个CPU为CPU0)

echo 2 > /proc/irq/74/smp_affinity

以上是“Linux中如何解决网卡中断与CPU绑定问题”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家都有了一定的了解，希望分享的内容对大家有所帮助，如果还想学习更多知识，欢迎关注亿速云行业资讯频道！