麦斯科技 · 2021年04月16日

SolidRun HoneyComb LX2K上的Fedora Aarch64

自SolidRun发布HoneyComb开发套件以来,已经过去了将近一年的时间。我记得曾经读过有关发布的Mini-ITX Arm工作站板的想法,并认为“这是个好主意”。然后我看到了价格,意识到这不仅仅是Raspberry Pi的另一个杀手.。目前该价格为750美元,加上运费和关税。像HoneyComb这样的利基设备不能像更简单的Pi那样大量生产,并且它们包装了相当多的高端技术。最终,COVID锁定无聊让我受益匪浅,于是我建立了自己的团队。再加上一个盒子和一个RAM,最终造价约为1100美元,运往伦敦。这是对我的经验的回顾,以及在这种有趣的硬件上使用Fedora的当前状态。

首先,该板所包含的技术令人印象深刻。它不会在性能上杀死Xeon工作站,但会在性能/瓦特效率方面产生重大影响。本质上,这是一台小型笔记本电脑的功能强大的服务器。它也是计算和网络功能的强大混合体,将载板中的强大网络功能与模块化子卡相结合,该子卡具有16核A72和2个具有ECC功能的DDR4 SO-DIMM插槽。载板有几个版本,可灵活交换或升级RAM + CPU选项。我购买了下图所示的版本,该版本具有16核,32GB(非ECC),512GB NVMe和4x10Gbe。如果您要为一个小国家/地区构建5G部署或ISP(在面板右下方),则可以额外支付250美元来添加100Gbe选项。

微信图片_20210416224107.png

当我订购时,我并不完全理解恩智浦附带的网络协处理器。恩智浦是一家为此制造独特的LX2160A CPU / SOC以及可配置端口和卸载引擎的公司,这些引擎能够处理高达150Gb / s的网络流量,而不会占用大量CPU资源。这是NXP的Layerscape用户手册中的选项列表。

image-894x1024.png

在交换机,LAG,MUX模式或直接NIC中配置端口。

我在家中的阁楼上通过Ubiquiti ES-16-XG有一个10gb的网络,所以我很想知道该板能推动多少。我也有一个通过10gb连接的QNAP,它很少能使线路饱和,所以这也可以替代NAS吗?原来,我需要整理驱动程序并首先获得稳定的安装。由于董事会已经任职一年,所以我有一些工作要做。SolidRun在Developer-Ecosystem上保持活跃的Discord,这对安装很有帮助,因为安装并不像以前的博客所提到的那样简单。我一直被人诅咒。如果您曾经看过Pure Luck,那么我注定会遇到各种硬件故障。

11c7o.gif

对于初学者,您可以添加GPU并以图形方式进行安装,也可以通过USB控制台进行安装。我从一个备用GPU(Radeon Pro WX2100)开始,打算建造一个无头盒子,最终使事情变得过于复杂。如果您需要交换零件或通过microSD卡重新刷新BIOS,则需要交换显示器,键盘和鼠标。混乱。只需插入微型USB控制台端口并通过/ dev / ttyUSB0访问它,即可获得画中画体验。拥有开放式PCIe3-x8插槽确实很棒,但我现在将其保持打开状态。请注意,该主板不支持PCIe Atomics,因此某些设备可能存在兼容性问题。

有趣的来了。此处未内置BIOS。您需要建立从源到您的RAM速度,并通过microSDHC安装。乍一看这很烦人,但随后您意识到,使用可移动BIOS安装程序很难将其固定。不错。好消息是最新的UEFI版本对我来说效果很好。请记住,每次重新刷新BIOS时,都需要重新设置所有内容。这足以从USB启动Fedora aarch64。该评估板提供64GB的eMMC闪存,您可以根据需要安装该闪存。我立即对其进行测试,发现它的读取速度约为165MB / s,写入速度为55MB / s,这对于嵌入式使用来说是实用的速度,但是我肯定会安装到NVMe。我在以前的Linux机器上有一个较旧的Samsung 950 Pro备件,但是即使使用广泛记录的内核参数解决方法,我也遇到了主要问题:

nvme_core.default_ps_max_latency_us = 0

最后,我升级了主工作站,以便可以将其现有的Samsung EVO 960重新用于HoneyComb,后者的性能要好得多。

经过一番烦恼之后,我能够安装Fedora了,但是很明显,集成网络端口仍然无法与主线内核一起使用。恩智浦技术很棒,但是需要自定义内核构建和工具。一些较早的博客使用工作正常的USB-> RJ45以太网适配器解决了这个问题。希望不久将获得网络支持,但现在我从Discord上有用的工程师那里获取了内核SRPM。使用自定义内核,1Gbe NIC可以正常工作,但事实证明SFP +端口需要更多配置。在您使用NXP的restool实用程序将端口映射到其用法之前,它们不会被识别为接口。在这种情况下,仅是dmap-> dni的运行时映射是必需的。这是恩智浦通过IOCTL命令将MAC映射到网络接口的方式。也没有提供restool二进制文件,必须从源代码构建。然后在管理脚本上分层,这些脚本使用厚脸皮的$ arg0引用进行重定向,以使用复杂的参数调用restool二进制文件。

自从我开始积累大量自定义软件包以来,很明显,需要COPR回购来简化Fedora的工作。如果您不熟悉COPR,我认为这是Fedora最好的资源之一。此存储库包含uefi构建(当前正在失败的构建),具有网络支持的5.10.5内核以及具有支持脚本的restool二进制文件。我还添加了一个oneshot systemd单元以在引导时启用SFP +端口:

systemd enable --now dpmac@7.service
systemd enable --now dpmac@8.service
systemd enable --now dpmac@9.service
systemd enable --now dpmac@10.service

现在,每个SPF +端口将启动配置为eth1-4,其中eth0为1Gb。除非这些保持一致,否则NetworkManager会苦苦挣扎,如果您更改服务启动顺序,则eth设备将重新排序。实际上,我在每次激活时都设置了一个睡眠$ @,因此它们是一致的,并且没有锁定问题。不幸的是,它增加了10秒的启动时间。此问题已在最新内核中修复,一旦成为主流后就不会成为问题。

image-2-1024x403.png

我很想探索内置的LAG功能,但这仍然需要编码到

Restool

选项。我将其保存以备后用。在此期间,我主要管理了一个10gb链接和一个3×10 LACP团队进行踢球。最终,我通过安装在阁楼上的铜SFP +电缆更改为4×10 LACP。

能源效率

现在有了一个稳定的环境,是时候引起一些麻烦了。很高兴看到最近为CPU风扇添加了PWM支持,这听起来像是没有它的微型喷气发动机。现在,声音水平可以完全控制,并且热控制是自动的。是时候使用功率计来测试驱动器了。总功率使用量始终在20至40瓦之间(通常在20秒以下),这确实令人印象深刻。我尝试了一些调整后的配置文件,这些配置文件似乎对能量没有太大影响。如果您添加了可以显着增加功耗的GPU或设备,但是对于开发服务器而言,它是完美的,并且远低于Z600工作站,我旁边是Z600工作站,启动时每台的功耗为160-250瓦。

远程访问

我是个老灵魂,所以我仍然更喜欢通过X2go服务器将KDE与Xorg和NX配合使用。我可以在没有GPU的情况下以本机性能访问SSH或完整的GUI。这使我对性能,热量统计有感觉,还有助于评估该设备是工作站还是潜在的VDI。aarch64服务器自旋附带的KDE版本似乎无法识别某些传感器,但这似乎是因为我必须深入研究KDE最新的小部件更改。

Screenshot_20210202_112051-1024x713.jpg

通过SSH的X2go KDE会话

开箱即用的支持也很出色。如果您不希望使用SSH和X2go进行远程访问,那么Cockpit提供了一个功能强大的远程管理平台,其中包含越来越多的插件。根据我的经验,一切都很好。

image-2-1024x722.png

Cockpit的行为符合预期。

我现在要做的就是使用巨型车架换高档。MTU 1500给我带来了大约2-4Gbps的瓶颈,困扰着CPU0。没有人有时间这样做。设置MTU 9000后,突然间,它会同时获得全部10Gbps的带宽和时间,以节省CPU资源。同样,使用硬件辅助的LAG会很好,因为该设备应该能够处理高达150Gbps的双工(不带汗水(带有100Gbe QSFP选件)),考虑到Ubiquiti ES-16-XG最高可达到160Gbps的全双工,这很好(10gb / 16个端口)。

贮存

作为一种存储解决方案,该硬件在较小的散热窗和节省能源的情况下具有很高的价值。我可以用便宜的旧x86盒实现类似的性能,但仅能源使用一项就能在短期内抵消任何节省。相比之下,我已经看到一些消费类NAS设备提供10Gbe和NVMe缓存,共享的PCIe2通道数量不足,并且在总线上出现瓶颈。这是完全可定制的,并且由于能源消耗类似于小型笔记本电脑,小型UPS备份应允许完全写回缓存模式,以实现最佳性能。如果需要,这将成为一个很好的oVirt NFS或iSCSI存储池。我会把它与一个不错的NAS机箱或带托架的机架式机箱配对。正如我们所说,诸如Bamboo之类的一些供应商实际上正在围绕该平台构建服务器选项。

该主板有4个SATA3端口,但是如果我真的要用它构建一个NAS,我可能会添加一个RAID卡,该卡可以充分利用PCIe8x插槽,值得庆幸的是,该插槽是开放式的。为什么有些硬件供应商选择包括封闭式PCIe 8x,4x插槽,这超出了我的范围。未来的型号将配备物理x16插槽,但只有8x电气插槽。SolidRun Discord上的一些用户谈论分叉并拆分8个PCIe通道,这也是一个选择。请注意,其中一些通道还保留用于NVMe,SATA和网络。由于NXP LX2160A文档声称支持多达24条通道,因此CEX7尺寸因子和可互换的载板在稍后提供了有趣的可能性。对于开发板来说,按原样完美就可以了。

网络性能

目前,我已经设法通过NetworkManager组建了一个4×10的LACP团队,以实现全面的负载平衡。可以使用QSFP +分支电缆完成相同的设置。KDE nm网络小部件仍然不支持团队,但是我可以通过nm-connection-editor或Cockpit对其进行设置。可以使用nmcli和teamdctl实现自动化。一项iperf3测试显示,与工作站上2×10 LACP团队之间的连接最大约为13Gbps。我知道iperf并不是真实使用情况的真实指示,但对于基准测试和调整仍然很有趣。实际上,这确实需要进行大量调整,在这一点上,我觉得我可以仅使用iperf统计信息来填充一本书。

$ iperf3 -c honeycomb -P 4 --cport 5000 -R
Connecting to host honeycomb, port 5201
Reverse mode, remote host honeycomb is sending
[  5] local 192.168.2.10 port 5000 connected to 192.168.2.4 port 5201
[  7] local 192.168.2.10 port 5001 connected to 192.168.2.4 port 5201
[  9] local 192.168.2.10 port 5002 connected to 192.168.2.4 port 5201
[ 11] local 192.168.2.10 port 5003 connected to 192.168.2.4 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate
[  5]   1.00-2.00   sec   383 MBytes  3.21 Gbits/sec                  
[  7]   1.00-2.00   sec   382 MBytes  3.21 Gbits/sec                  
[  9]   1.00-2.00   sec   383 MBytes  3.21 Gbits/sec                  
[ 11]   1.00-2.00   sec   383 MBytes  3.21 Gbits/sec                  
[SUM]   1.00-2.00   sec  1.49 GBytes  12.8 Gbits/sec                  
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(TRUNCATED)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[  5]   2.00-3.00   sec   380 MBytes  3.18 Gbits/sec                  
[  7]   2.00-3.00   sec   380 MBytes  3.19 Gbits/sec                  
[  9]   2.00-3.00   sec   380 MBytes  3.18 Gbits/sec                  
[ 11]   2.00-3.00   sec   380 MBytes  3.19 Gbits/sec                  
[SUM]   2.00-3.00   sec  1.48 GBytes  12.7 Gbits/sec                 
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr
[  5]   0.00-10.00  sec  3.67 GBytes  3.16 Gbits/sec    1             sender
[  5]   0.00-10.00  sec  3.67 GBytes  3.15 Gbits/sec                  receiver
[  7]   0.00-10.00  sec  3.68 GBytes  3.16 Gbits/sec    7             sender
[  7]   0.00-10.00  sec  3.67 GBytes  3.15 Gbits/sec                  receiver
[  9]   0.00-10.00  sec  3.68 GBytes  3.16 Gbits/sec   36             sender
[  9]   0.00-10.00  sec  3.68 GBytes  3.16 Gbits/sec                  receiver
[ 11]   0.00-10.00  sec  3.69 GBytes  3.17 Gbits/sec    1             sender
[ 11]   0.00-10.00  sec  3.68 GBytes  3.16 Gbits/sec                  receiver
[SUM]   0.00-10.00  sec  14.7 GBytes  12.6 Gbits/sec   45             sender
[SUM]   0.00-10.00  sec  14.7 GBytes  12.6 Gbits/sec                  receiver

iperf Done

关于iperf3的注意事项

我之前在同一交换机上使用HP群集完成了LACP Team配置工作了数小时。我曾经听说过有关债券的最新消息,而团队的支持则为单个TCP流增加了更好的负载平衡。这似乎仍然是虚假的,因为根据我的经验,您仍然无法平衡团队的单个流程。LACP还声称它比传统的负载均衡中继线完全自动化并且易于设置,但我发现事实恰恰相反。对于它声称要实现自动化的所有功能,您仍然需要在交换机和主机上正确配置哈希算法。途中有一些怪癖,我曾经不小心将一个团队留在广播模式(不是LACP)下,该团队在iperf服务器上注册了重复的数据包,并使其看起来像单个连接正在获得双倍带宽。

然后,我终于在Ubiquiti的新固件GUI中找到了LACP哈希设置。它隐藏在每个LAG上的小铅笔图标后面。当它们默认为MAC /端口时,我设法将LAG设置为在Src + Dest IP +端口上散列。即使在有并行客户端的情况下,我仍然只看到我的2×10团队的一个奴隶上有流量。最终,我尝试使用-V并行客户端,这一切都说得通。默认情况下,iperf3客户端端口为临时端口,但它们遵循偶数顺序:42174、42176、42178、42180等...如果您在一对顺序MAC上的lb哈希包括src + dst端口,但这些端口始终为偶数,则永远不会用奇数MAC击中另一个接口。iperf这样做有多疯狂?我尝试查看iperf3的源代码,但我什至看不到这是怎么回事。相反,如果您指定客户端端口以及并行客户端,它们使用直接序列:50000、50001、50002、50003等。在客户端端口中使用奇数+偶数,我终于可以跨所有LAG组中的所有接口进行LB。这种设置可以很好地扩展网络上的更多客户端。

image-4-1024x245.png
正确的LACP负载平衡。

一切都可能会调整得更好一些,但就目前而言,它的性能非常出色,这让我的QNAP感到羞耻。我将继续尝试使用网络协处理器,并查看是否可以启用本机LAG支持以获得更好的性能。在整个网络中,我期望实际峰值大约为40 Gbps,这是巨大的。

kvm-arm-logo.png

虚拟化

那病毒呢?拥有16个A72内核的最好的部分之一是使用KVM全速支持Aarch64 VM,而在x86上则无法做到。我可以使用此单个框一次启动十几个VM,以进行CI自动化和测试,或者仅使用COPR上的aarch64构建来测试我们最新的HashiCorp构建。不带KVM的x86上的Qemu可以模拟aarch64,但通过比较进行爬网。我还没有尝试将其添加到oVirt集群中,但是实际上它确实很灵活,并且比在云中旋转Arm VM更具成本效益。NFV就是这种环境的用例之一,只要您将它与ECC RAM配对即可,它就非常适合它,因为我没有运行任何关键操作,所以我跳过了它。如果有人想测试我的VM DM,我将尽力为您提供一些临时访问权限。

image-1024x717.png

Cockpit中的虚拟机

基准测试

Phoronix已经在OpenBenchmarking.org上做了很多基准测试但是我想使用自己的Fedora 33构建中的最新版本重新运行它们,以保持一致性。我还想将它们与Xeons进行比较,这并不是一个公平的比较。两者都使用具有相似时钟频率的DDR4 –大约2Ghz,但是不同的体系结构和缓存显然会产生不同的结果。Xeons还是双插槽,这对于单线程工作负载而言是巨大的散热优势。您可以看到一个进程在最凉爽的CPU插槽之间反弹。Honeycomb没有这种奢侈,它的风扇较小,但是时钟速度在2Ghz时安全且缓慢,因此我敢打赌,如果调整了散热,SoC会有运行得更快的空间。我也没有使用PWM设置来调节风扇速度,以防万一。使用调整后的配置文件网络吞吐量执行的基准测试。

奇怪的是,某些单核操作实际上在Honeycomb上的性能要比在Xeons上好。我在一些文件上尝试了默认级别3的单线程zstd压缩,发现它实际上在Honeycomb上的性能始终更好。但是,将实际的pts / compress-zstd基准测试与多线程选项一起使用会打开表。16个内核仍然管理着令人印象深刻的2073 MB / s:

Zstd Compression 1.4.5:
   pts/compress-zstd-1.2.1 [Compression Level: 3]
   Test 1 of 1
   Estimated Trial Run Count:    3                      
   Estimated Time To Completion: 9 Minutes [22:41 UTC]  
       Started Run 1 @ 22:33:02
       Started Run 2 @ 22:33:53
       Started Run 3 @ 22:34:37
   Compression Level: 3:
2079.3
2067.5
       2073.9
   Average: 2073.57 MB/s

对于苹果与橙子的比较,我的2×10核心Xeon E5-2660 v3盒的速度为2790 MB / s,因此2073作为潜在工作站似乎非常受人尊敬。与中型GPU搭配使用,该设备还将成为出色的视频转码器或媒体服务器。一些用户询问了挖矿问题,但我不会使用其中之一来挖矿加密货币。PCIe原子的缺乏意味着可能不支持某些OpenCL和CUDA功能,并且仅暴露8个PCIe通道,您的能力受到很大限制。也就是说,它有可能成为一个出色的移动ML,VR,IoT或视觉开发平台。可能性非常开放,因为整个包装非常平衡且灵活。

结论

今年我的组织能力不足,无法安排FOSDEM的访问,但这是我很想谈论的事情。我很高兴我尝试了。特别感谢Jon Nettleton和SolidRun Discord上的人员提供的帮助和故障排除。该套件功能强大,并有可能替代我家庭实验室中的大量能源浪费。它为开发提供了一个出色的Arm平台,很高兴看到Fedora的替代体系结构支持牢固。那天我在Gentoo上启动了Linux,但是Fedora确实提高了它的原型。我真的很高兴我不必坐在专有平台上等待编译。我期待其余的补丁程序能够成为Fedora内核的主流,并且我希望看到更多的人使用此程序包,尤其是在Apple全面采用Arm的情况下。

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