Linux 7.3:n verkkouudistukset: BIG TCP, vähemmän RTNL-lukitusta ja AI-patchien tulva

Elokuun 20. päivänä Linuxin net-next-7.3-haaraan yhdistetty koodi tuo ytimen verkkopinoon kaksi erityisen merkittävää kokonaisuutta: BIG TCP:n UDP-pohjaisiin VXLAN- ja Geneve-overlay-tunneleihin sekä muutoksia, jotka vähentävät reitityssääntöjen riippuvuutta laajasta RTNL-synkronoinnista. Samalla verkkoylläpitäjät kuvasivat AI:n tuottamien patchien määrää poikkeuksellisen suureksi.

On hyvä huomata, että kyse on yhdistämisikkunan aikana päähaarassa olevista muutoksista. Linux 7.3 ei ollut vielä 20. elokuuta vakaa julkaisu.

BIG TCP ulottuu VXLAN- ja Geneve-tunneleihin

BIG TCP mahdollistaa yli 64 kilotavun kokoisten hyötykuormien käsittelyn ytimen sisällä. Paketteja ei kuitenkaan lähetetä sellaisinaan liian suurina verkkoon, vaan ne pilkotaan GSO- ja TSO-mekanismeilla lähetysvaiheessa. Nyt tuki ulottuu myös UDP-pohjaisiin VXLAN- ja Geneve-overlay-tunneleihin.

Raportoiduissa

netperf TCP_STREAM

Lukuja ei pidä tulkita yleiseksi lupaukseksi Linux 7.3:n nopeutumisesta. Tulokset riippuvat koko kokoonpanosta: muun muassa gso_max_size- ja gro_max_size-arvoista, verkkokortin ominaisuuksista, offload-asetuksista, MTU:sta, tunnelityypistä ja työkuormasta.

Reitityssääntöjen käsittelyssä vähemmän RTNL-kilpailua

IPv4- ja IPv6-FIB-sääntöjen (RTM_NEWRULE ja RTM_DEL速RULE) lisääminen ja poistaminen siirrettiin mahdollisuuksien mukaan pois laajasta RTNL-sarjallistamisesta kohti kullekin fib_rules_ops-rakenteelle kuuluvaa mutex-lukitusta. RTNL-lukitusta tarvitaan edelleen joissakin tilanteissa, esimerkiksi ensimmäisen IPv4-säännön fib_unmerge()-polussa.

Muutos kohdistuu erityisesti tilanteisiin, joissa useita verkkonimiavaruuksia käsitellään rinnakkain. Synteettisessä testissä luotiin 4 096 nimiavaruutta ja lisättiin jokaiseen 1 024 sääntöä samanaikaisesti. IPv4-testin aika lyheni 22,752 sekunnista 0,918 sekuntiin, eli nopeutus oli noin 24,8-kertainen. IPv6-testissä aika putosi 35,181 sekunnista 1,214 sekuntiin, noin 29,0-kertaiseksi nopeutumiseksi.

Kyseessä on äärimmäistä rinnakkaista kilpailua mittaava testi, ei suora lupaus siitä, että tavalliset konttien käynnistykset nopeutuisivat vastaavasti.

AI yrittää pysyä patchitulvan perässä

Verkkoylläpitäjä Jakub Kicinski kertoi, että yhdistämisikkunaan tuli 632 net-patchia ja 648 net-next-patchia. Hänen arvionsa mukaan kolmannes–puolet net-next-muutoksista oli AI:n tuottamia vähäprioriteettisia korjauksia, siivouksia tai täsmennyksiä. Tämä tarkoittaisi arviolta noin 216–324 patchia. Kicinski ja Paolo Abeni kuvasivat tilannetta olevansa ”täysin kuormittuneita”.

Ratkaisuksi Meta on tarjonnut budjettia ja pääsyn useisiin kehittyneisiin kielimalleihin. Ajatuksena on käyttää useita malleja jokaisen patchin ensimmäiseen tarkistukseen, jotta yksittäisen mallin hallusinaatiot ja virhetulkinnat eivät pääse yhtä helposti läpi. Automaatio voisi auttaa esimerkiksi Patchwork-hallinnassa, tavallisessa prosessipalautteessa, commit-viestien muokkaamisessa ja mahdollisesti sellaisten patchien soveltamisessa, jotka luotetut ihmiset ovat jo tarkistaneet.

Ihmisarviointia ei kuitenkaan olla poistamassa. Harvinaisissa ja kilpailutilanteille herkissä kohdissa – esimerkiksi PCIe-virheiden ja aikakatkaisujen palautuspoluissa – API-käyttäytyminen ja palautuksen oikea järjestys vaativat edelleen ylläpitäjien tarkkaa harkintaa.

Uusia ajureita ja protokollamuutoksia

Verkkokokonaisuuteen sisältyy myös useita laitetuki- ja protokollapäivityksiä:

• Langattomaan verkkoon tuli alustava Morse Micron mm81x -Wi-Fi HaLow -ajuri USB- ja SDIO-laitteille sekä uusi NXPWIFI-ajuri NXP:n laitteille. Myös MLO-kehitys jatkui.
• Kiinteän verkon puolella mukana on alustava Intel iXD -ajurirunko Intelin Control Plane PIC Function -tukea varten E2100-sukupolven ja sitä uudempien IPU- ja FNIC-laitteiden yhteydessä.
• AMD:n ja Solarflaren verkkokorteille tuli alustava CXL-tuki, ja AMD Pensando -laitteille firmware-päivitysten kirjoittamiseen liittyvää tukea.
• MPTCP sai viimeisen keinon mekanismin epätavallisessa järjestyksessä olevien pakettien jonon karsimiseen äärimmäisessä muistipaineessa. Muutos on tarkoitettu palautumiseen ja uudelleenlähetyksiin, ei normaalin läpimenon kasvattamiseen.
• AF_UNIXin SCM_RIGHTS raportoi aiempaa paremmin tilanteet, joissa LSM-turvamoduuli hylkää tiettyjä tiedostokuvaajia. Kun SO_RIGHTS_NOTRUNC on käytössä, vastaanottaja voi tunnistaa hylätyn kuvaajan ja sen virhekoodin sen sijaan, että koko taulukon loppu katoaisi ensimmäisen virheen kohdalla.

Milloin Linux 7.3 julkaistaan?

Ensimmäistä Linux 7.3:n julkaisuehdokasta odotettiin noin 30. elokuuta, ja vakaan ytimen ennakoitiin ilmestyvän lokakuun loppupuolella normaalin julkaisusyklin puitteissa. Aikataulu voi vielä muuttua.

Jakeluiden käyttäjille tämä ei tarkoita välitöntä päivitystä. Kiinteän julkaisurytmin jakelut valitsevat, testaavat ja mahdollisesti takautuvat siirtävät kernel-versiot omien aikataulujensa mukaan. Rolling release -jakelut voivat paketoida Linux 7.3:n aiemmin. CachyOS voisi olla varhainen ottaja, mutta lähteissä ei ole vahvistettua päivämäärää 7.3:n käyttöönotolle; elokuun asennuskuva käytti edelleen Linux 7.1 -ydintä.