ENA Express を使用して EC2 インスタンス間のネットワークパフォーマンスを高める

ENA Express の利点

• 同一リージョン内において、単一フローが利用可能な最大帯域幅を 5Gbps から 25Gbps まで引き上げ、インスタンス全体の合計上限値まで適用可能にします。

• 同じアベイラビリティゾーン内の EC2 インスタンス間のネットワークトラフィックのテールレイテンシを低減します。特にネットワーク負荷が高い時間帯において効果的です。

• 混雑したネットワークパスを検出して回避します。

• 受信側でのパケットの並べ替えや、必要とされるほとんどの再送信など、一部のタスクをネットワーク層で直接処理します。これにより、アプリケーション層が解放され、他の作業に充てることができるようになります。

• 同一リージョン内において、インスタンスの合計上限まで、最大単一フロー帯域幅が 5 Gbps から 25 Gbps に拡大されることで、プロセスのパフォーマンス向上が期待できます。例えば、特定のインスタンスタイプが最大 12.5 Gbps までサポートする場合、シングルフローの帯域幅も 12.5 Gbps までに制限されます。

• 同じアベイラビリティゾーン内で長時間実行されているプロセスでは、ネットワークが混雑している期間中、テールレイテンシが低減されます。

• プロセスには、ネットワークの応答時間をよりスムーズに、より標準的にディストリビューションできるという利点があります。

• 送信側と受信側の両方のインスタンスタイプがサポートされています。詳細については、ENA Express でサポートされるインスタンスタイプの表を参照してください。

• 送信側と受信側の両方のインスタンスに ENA Express が設定されている必要があります。設定に違いがあると、トラフィックがデフォルトで標準の ENA 送信になる状況が発生する可能性があります。発生し得る状況を次のシナリオで説明します。

  シナリオ: 設定の違い

  インスタンス	ENA Express が有効になっている	UDP は ENA Express を使用する
  インスタンス 1	はい	はい
  インスタンス 2	はい	いいえ

  この場合、2 つのインスタンスが ENA Express を有効にするので、両方のインスタンス間の TCP トラフィックで、ENA Express を使用できます。ただし、一方のインスタンスは UDP トラフィックに ENA Express を使用しないため、これら 2 つのインスタンス間の UDP 経由の通信には標準の ENA 送信が使用されます。

• 送信側と受信側のインスタンスは、同じリージョンで実行されている必要があります。

• インスタンス間のネットワークパスには、ミドルウェアボックスを含めないようにしてください。ENA Express は現在、ミドルウェアボックスをサポートしていません。

• (Linux インスタンスのみ) 帯域幅を最大限に活用するには、ドライバーバージョン 2.2.9 以降を使用します。

• (Linux インスタンスのみ) メトリクスを生成するには、ドライバーバージョン 2.8 以降を使用します。

• MTU サイズ – ENA Express では、追加の AWS SRD ヘッダーを収容するために、デフォルトよりも小さい MTU が必要です。この問題を軽減するため、新しく確立された TCP 接続では MSS が自動的に制限されますが、UDP トラフィックでは依然としてより低い MTU が必要です。

• TCP 出力キューのサイズ制限 – ソケットごとの処理中のバイト数の上限が、高いスループットを維持するのに十分であるかを確認します。ネットワークの遅延が大きい環境では、より高い上限値が必要です。

• バイトキュー制限 — ネットワークインターフェースでバイトキュー制限 (BQL) が無効になっていることを確認します。BQL は、デバイスレベルでの送信のためにキューに入れられるデータ量を制限することができ、これにより ENA Express のパフォーマンスが低下します。

  注記

  Amazon Linux ディストリビューションの ENA ドライバーは、デフォルトでバイトキュー制限を無効にします。

• TCP オートコーキング — TCP オートコーキングが無効になっているかどうかを確認します。オートコーキングを無効にすると、リクエスト・レスポンス型のワークロードなど、特定の ENA Express TCP トラフィックパターンにおいてレイテンシを低減できる場合があります。これにより、パケット処理のオーバーヘッドがわずかに増加する可能性があります。

• TX キューサイズと Large LLQ – ネットワークインターフェースの送信キューサイズが、最適なパフォーマンスを発揮するのに十分な大きさであることを確認します。また、このスクリプトでは、ENA モジュールのパラメータによって Large Low Latency Queue (Large LLQ) 機能が明示的に無効化されていないかどうかも確認します。これは、この機能が利用可能な TX キューの深さを減少させる可能性があるためです。Large LLQ および TX キューサイズへの影響に関する詳細については、GitHub の 「Large Low Latency Queue (Large LLQ)」 を参照してください。

• RX キューサイズ – ネットワークインターフェースの受信リングバッファが、着信トラフィックを効率的に処理し、負荷がかかった際にパケットがドロップされないように十分な容量を確保しているかを確認します。

• TCP およびネットワークソケットバッファサイズ – TCP の受信および送信バッファの最大サイズ、ならびにコアネットワークソケットのバッファのデフォルト値および最大値が、高いスループットを維持するのに十分な大きさであることを検証します。これらの設定は、ネットワークの遅延が大きくなる環境において、接続を有効に活用するために大きなバッファが必要となる場合に重要です。

• TCP 輻輳制御 – ネットワーク遅延が大きい環境において、TCP 輻輳制御の設定が ENA Express での使用に最適化されていることを確認します。