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  

1. top - 16:12:08 up 31 days,  3:52,  1 user,  load average: <span style="color: #ff0000;">0.11, 0.11, 0.06</span>  
2. Tasks: 242 total,   4 running, 238 sleeping,   0 stopped,   0 zombie  
3. 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  
4. 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  
5. 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  
6. 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  
7. 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  

1. # mpstat -I SUM -P ALL 5  
2. Linux 2.6.32-220.13.1.el6.x86_64 (talus186)     12/26/2013  _x86_64_    (12 CPU)  
3.   
4. 04:15:18 PM  CPU    intr/s  
5. 04:15:23 PM  all  62422.60  
6. 04:15:23 PM    0      0.00  
7. 04:15:23 PM    1  21566.20  
8. 04:15:23 PM    2  12123.00  
9. 04:15:23 PM    3      0.00  
10. 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  

1. 95:         33  325897741          0   30997484         72          0   93968731          0          0          0        426        864  IR-PCI-MSI-edge      eth0-1  
2.  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  

1. cat /proc/irq/95/smp_affinity  
2. 00000002  
3. cat /proc/irq/96/smp_affinity  
4. 00000004  

      好了，把空闲的cpu用上来分摊网卡中断

Java代码  

1. echo 08 > /proc/irq/97/ smp_affinity  
2. echo 10 > /proc/irq/98/ smp_affinity  
3. ...  

      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。