2. 使用DPU进行硬件卸载的TCP流量卸载

任务目标

在BlueField-3 DPU上启用硬件TCP卸载（校验和计算与TCP分段卸载TSO），使主机侧网络栈将相关计算任务交给DPU处理，并通过对比卸载前后主机CPU占用率验证卸载效果。

环境依赖

• BlueField-3 DPU（DOCA 2.x及以上版本）
• 主机侧已安装mlnx-tools与ethtool
• DPU已配置为独立模式（Separated Host），使用rshim或SSH访问DPU

实现步骤与代码

TCP卸载配置涉及主机侧网卡（PF）与DPU侧代表口（Representor）两个平面。以下操作均在主机侧执行（通过mlx5_ib或mlx5_core驱动暴露的PF接口）。

#!/bin/bash
# 文件: tcp_offload_setup.sh
# 用法: sudo ./tcp_offload_setup.sh <PF接口名>
# 示例: sudo ./tcp_offload_setup.sh enp3s0f0

PF_IF=${1:?请指定PF接口名，如 enp3s0f0}

# 1. 查看当前卸载状态（卸载前基线）
echo "=== 卸载前状态 ==="
ethtool -k $PF_IF | grep -E "tcp-segmentation-offload|tx-checksum-ipv4|tx-checksum-tcp"

# 2. 启用TCP校验和卸载（tx-checksum-ipv4/tcp 由同一开关控制）
ethtool -K $PF_IF tx on

# 3. 启用TCP分段卸载（TSO）
ethtool -K $PF_IF tso on

# 4. 确认卸载已生效
echo "=== 卸载后状态 ==="
ethtool -k $PF_IF | grep -E "tcp-segmentation-offload|tx-checksum-ipv4|tx-checksum-tcp"

# 5. 输出当前队列与中断配置（供CPU占用对比参考）
echo "=== 队列信息 ==="
ethtool -l $PF_IF | head -20

若需关闭卸载以做对比测试，执行：

ethtool -K $PF_IF tx off tso off

验证方法

验证路径：在主机侧使用iperf3产生TCP流量，分别记录卸载开启与关闭时的主机CPU占用率。

# 终端1：启动服务端（卸载开启状态）
iperf3 -s -i 1

# 终端2：启动客户端，持续60秒
iperf3 -c 127.0.0.1 -t 60 -i 1

# 终端3：另开窗口，用top或pidstat监控CPU
top -d 1 | grep -E "iperf|%Cpu"

通过条件：

1. ethtool -k输出中tcp-segmentation-offload: on且tx-checksum-tcp: on；
2. 卸载开启时，iperf3传输速率不低于关闭时的90%（避免卸载引入性能回退）；
3. 在相同流量速率（例如均达到5Gbps）下，卸载开启时主机CPU占用率较关闭时下降至少15%。

常见问题

• 卸载不生效：确认PF接口绑定的是mlx5_core驱动（ethtool -i $PF_IF查看），且DPU固件版本支持硬件卸载。
• TSO开启失败：部分虚拟化环境需先在DPU侧开启对应VF的卸载能力，检查DPU上ip link show中代表口状态。
• CPU占用未下降：确认流量确实经过DPU硬件路径（而非loopback），建议使用两个物理主机或DPU上的VF与PF对打流量。