DPDK之什么是imissed、ierrors、rx_nombuf

在采用DPDK进行网络抓包时常常会通过rte_eth_stats_get函数获取当前网卡的丢包状态，首先看一下该函数的声明：

// 函数声明(dpdk-stable-19.11.3/lib/librte_ethdev/rte_ethdev.h)
int rte_eth_stats_get(uint16_t port_id, struct rte_eth_stats *stats);

// rte_eth_stats 结构体(dpdk-stable-19.11.3/lib/librte_ethdev/rte_ethdev.h)
struct rte_eth_stats {
    uint64_t ipackets;  /**< Total number of successfully received packets. */
    uint64_t opackets;  /**< Total number of successfully transmitted packets.*/
    uint64_t ibytes;    /**< Total number of successfully received bytes. */
    uint64_t obytes;    /**< Total number of successfully transmitted bytes. */
    uint64_t imissed;
    /**< Total of RX packets dropped by the HW,
     * because there are no available buffer (i.e. RX queues are full).
     */
    uint64_t ierrors;   /**< Total number of erroneous received packets. */
    uint64_t oerrors;   /**< Total number of failed transmitted packets. */
    uint64_t rx_nombuf; /**< Total number of RX mbuf allocation failures. */

可以看到rte_eth_stats结构体中包含imissed、ierrors、rx_nombuf三个与抓包性能相关的统计量，以下内容将对其进行展开介绍。

DPDK 数据包处理流程

在对以上三个统计量进行展开介绍之前有必要介绍一下DPDK对数据包的处理流程，这将对理解这三个统计参数具有较好的帮助。

1. 物理网卡监听物理链路上的信息号，解析得到数据包，并将其存放在物理网卡上的RX FIFO中；
2. 物理网卡上的DMA将数据包写入到内存中的rte_rx_queue；
3. 应用程序通过PMD的形式轮询从rte_rx_queue读取数据包。

三个参数解析

imissed

imissed发生在上述DPDK抓包流程的第二步，表示rte_rx_queue已经塞满了数据包，所以该包被丢失。此时该包存在于物理网卡的RX FIFO中，但是不会存在于内存中的rte_rx_queue中。

ierrors

ierrors发生在上述第一步中，表示该数据包存在错误，被网卡丢弃。此时该包不会存在于物理网卡的RX FIFO中，更不会存在于内存中的rte_rx_queue中。

// dpdk-stable-19.11.3/drivers/net/ixgbe/ixgbe_ethdev.c:3369
stats->ierrors  = hw_stats->crcerrs +
              hw_stats->mspdc +
              hw_stats->rlec +
              hw_stats->ruc +
              hw_stats->roc +
              hw_stats->illerrc +
              hw_stats->errbc +
              hw_stats->rfc +
              hw_stats->fccrc +

rx_nombuf

rx_nombuf记录在读取数据包时分配mbuf错误的次数，一般情况下不会影响网卡的丢包（imissed、ierrors）。该变量的维护在dpdk-stable-19.11.3/drivers/net/ixgbe/ixgbe_rxtx.c:1651:rx_recv_pkts中。

解决方法

上面讲了那么多，那么如何才能降低丢包呢?

imissed

如上所述imissed表示从网卡到内存写入数据包时的丢包个数，因此需要从以下2个方面进行调试：

1. PCIe是否存在瓶颈？

因为报文从网卡到系统是经过PCIe总线来传输的，PCIe总线的吞吐将直接影响数据包从网卡拷贝到内存的速率。通过lspci -s 03:00.1 -vv | grep Lnk可以查看当前网卡的PCIe速率，其中03:00.1是网卡的PCIe地址，可通过lspci -v|grep Ethernet查到。

由上图可以看到网口能力是传输速率5GT/s，总线宽带x8（LnkCap），实际使用的是传输速率5GT/s，总线宽带x8（LnkSta），工作正常。如果传输速率和总线带宽下降，则需要调试PCIe兼容性问题。一般是服务器与网卡兼容性问题，可以更换网卡或者更换服务器。如果有条件，可以找服务器厂商从bios等方面进行详细定位解决兼容性问题。

2. rte_rx_queue中的数据包没有及时消费掉？

1. 检查CPU运行模式，cpupower frequency-info
   
   如果当前运行在powersave模式下，可以将其修改为performance，提升CPU频率，cpupower frequency-set -g performance。

2. 程序性能不佳，无法及时消耗掉rte_rx_queue中的数据包。

ierrrors

这个就没得办法了，毕竟本身数据包就有错误，接收了也没啥意思。如果实在想接收，可通过rte_eth_rxconf的offloads成员进行设置。

rx_nombuf

直接增大mempool的大小。