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IDPF ネットワークインターフェースの使用

C3 や X4 などのマシンシリーズで利用可能なベアメタルインスタンスは、標準化されたマルチベンダー PCIe ネットワークデータプレーン関数デバイスである Infrastructure Data Plane Function（IDPF）を使用します。IDPF は物理デバイスです。IDPF ドライバは、Linux オペレーティングシステム（OS）イメージのカーネルに含まれています。

始める前に

まだ設定していない場合は、認証を設定します。認証とは、Google Cloud サービスと API にアクセスするために ID を確認するプロセスです。ローカル開発環境からコードまたはサンプルを実行するには、次のように Compute Engine に対する認証を行います。

このページのサンプルをどのように使うかに応じて、タブを選択してください。
gcloud
1. Install the Google Cloud CLI, then initialize it by running the following command:
  gcloud init
  Note: If you installed the gcloud CLI previously, make sure you have the latest version by running gcloud components update.
2. デフォルトのリージョンとゾーンを設定します。
REST

このページの REST API サンプルをローカル開発環境で使用するには、gcloud CLI に指定した認証情報を使用します。

IDPF でサポートされている機能

gVNIC と同様に、IDPF では次の機能がサポートされています。

VM ごとの Tier_1 ネットワーキングパフォーマンス
大きな MTU のサポート（ジャンボフレーム）
VPC ネットワークの機能:
- Cloud Next Generation Firewall
- Packet Mirroring
- VPC フローログ
- IPv6 サポート
- VPC ネットワークピアリング
- Network Connectivity Center

IDPF ネットワークインターフェースの制限事項

IDPF ネットワークインターフェースを使用する場合は、次の制限事項に注意してください。

インスタンスでは、単一の NIC のみがサポートされます。複数の NIC を含むコンピューティングインスタンスを作成することはできません。
IDPF を使用するインスタンスで Tier_1 ネットワーキングを有効にする場合は、デフォルトの MTU サイズ（1,460 バイト）を使用して、ネットワーク帯域幅を最大化します。
IDPF がサポートするのは、NIC ごとに 16 個の受信キューと送信キュー（RX / TX）を持つデフォルトのキュー割り当てのみです。
ベアメタルインスタンスで DPDK を使用する場合、DPDK は IDPF を物理 NIC のドライバとして置き換えます。DPDK アプリケーションは、TAP インターフェースなどを使用して、パケットをカーネルに転送する必要があります。

ベアメタルインスタンスでの IDPF の使用の概要

IDPF を使用するベアメタルインスタンスを作成する手順は次のとおりです。

IDPF をサポートする公開 OS イメージを選択するか、IDPF を使用するようにタグ付けされたカスタム OS イメージを作成します。
公開 OS イメージまたはカスタム OS イメージを使用して、ベアメタルインスタンスを作成します。インスタンスの作成時に、IDPF を使用するようにネットワークインターフェースを構成します。
IDPF が有効になっていることを確認します。

オペレーティングシステムのサポート

Compute Engine では、IDPF は、サポートされている公開 OS イメージの数が限られています。

IDPF でサポートされているオペレーティングシステムについては、オペレーティングシステムの [インターフェース] タブをご覧ください。

サポートされていないオペレーティングシステムでの使用

IDPF をサポートしていない OS イメージの場合は、オペレーティングシステムの販売業者に IDPF ドライバの追加について確認してください。

IDPF を含むオペレーティングシステムイメージを取得したら、カスタマイズされたオペレーティングシステムを含むブート可能な仮想ディスクをインポートします。その後、カスタム OS イメージを使用して、そのオペレーティングシステムで IDPF を使用するベアメタルインスタンスを作成できます。ベアメタルインスタンスで使用するカスタム OS イメージの作成の詳細については、このページの IDPF をサポートするカスタム OS イメージを作成するをご覧ください。

IDPF をサポートするカスタム OS イメージを作成する

ベアメタルインスタンスに Google Cloud で提供されているものとは異なる OS イメージやバージョンが必要な場合は、Google Cloud CLI または REST を使用して OS イメージを作成できます。カスタム OS イメージの作成の詳細とベストプラクティスについては、カスタム OS イメージを作成するをご覧ください。

gcloud

Google Cloud 提供のイメージまたはインポートした OS イメージからカスタムイメージを作成する場合は、OS イメージに IDPF というタグを付ける必要があります。次の例に示すように、gcloud compute images create コマンドを使用します。

gcloud compute images create IMAGE_NAME \
    --source-image=SOURCE_IMAGE \
    --source-image-project=SOURCE_IMAGE_PROJECT \
    --guest-os-features=IDPF

次のように置き換えます。

IMAGE_NAME: カスタムイメージの名前。
SOURCE_IMAGE: IDPF をサポートする特定の OS イメージ。例: sles-15-sp4-sap-v20240208-x86-64。

イメージファミリーの最新の OS イメージを使用する場合は、--source-image フラグを --source-image-family フラグに置き換え、その値を IDPF をサポートするイメージファミリーに設定します。例: --source-image-family=sles-15-sp4-sap。
SOURCE_IMAGE_PROJECT: ソース OS イメージまたはイメージファミリーを含むプロジェクトの名前。

例

Compute Engine sles-15-sp5-sap イメージファミリーの最新の OS イメージを使用して SUSE Linux Enterprise Server（SLES）OS イメージを作成するには、次のコマンドを実行します。
```
gcloud compute images create my-sles15sp5-metal-os \
  --source-image-family=sles-15-sp5-sap \
  --source-image-project=suse-sap-cloud \
  --guest-os-features=IDPF
```
イメージファミリーを使用するタイミングについて詳しくは、イメージファミリーのベストプラクティスをご覧ください。

REST

IDPF をサポートする OS イメージまたはイメージファミリーを選択します。詳細については、オペレーティングシステムの詳細をご覧ください。
前の手順で選択した OS イメージまたはイメージファミリーを使用して、OS イメージを作成し、この OS イメージに IDPF をタグ付けします。OS イメージを作成するには、images.insert メソッドを使用します。
```
POST https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/global/images
{
 "name":"IMAGE_NAME",
 "sourceImage":"SOURCE_IMAGE_URI",
 "guestOsFeatures":[
  {
     "type":"IDPF"
   }
 ]
}
```
次のように置き換えます。
- IMAGE_NAME: 作成するカスタムイメージの名前。
- SOURCE_IMAGE_URI: 使用する特定の OS イメージまたはイメージファミリーの URI。
  
  例:
  - 特定の OS イメージ: "sourceImage": "projects/suse-sap-cloud/global/images/sles-15-sp5-sap-v20240427-x86-64"
  - イメージファミリー: "sourceImage": "projects/suse-sap-cloud/global/images/family/sles-15-sp5-sap"
  イメージファミリーを指定すると、Compute Engine はそのファミリー内のサポート対象の最新の OS イメージから VM を作成します。イメージファミリーを使用するタイミングについて詳しくは、イメージファミリーのベストプラクティスをご覧ください。

IDPF をサポートするベアメタルインスタンスを作成する

ベアメタルインスタンスは、IDPF をサポートする公開 OS イメージのいずれか、または IDPF をサポートするカスタム OS イメージを作成するの手順で作成したカスタム OS イメージ、を使用して作成できます。

公開 OS イメージを使用してベアメタルインスタンスを作成する

IDPF をサポートする公開 OS イメージを使用してベアメタルインスタンスを作成するには、ベアメタルインスタンスを作成するの手順を行います。

カスタム OS イメージを使用してベアメタルインスタンスを作成する

IDPF をサポートする公開 OS イメージを使用していない場合は、まず IDPF をサポートするカスタム OS イメージを作成する必要があります。次に、そのカスタム OS イメージで、Google Cloud CLI または REST を使用してベアメタルインスタンスを作成します。

gcloud

gcloud compute instances create コマンドを使用して、ベアメタルインスタンスを作成します。ブートディスクイメージには、先ほど作成したカスタム OS イメージを指定します。ネットワークインターフェースについては、nic-type フラグの値を IDPF に設定します。
```
gcloud compute instances create INSTANCE_NAME \
    --zone=ZONE \
    --image=IMAGE_NAME \
    --image-project=YOUR_IMAGE_PROJECT \
    --network-interface=nic-type=IDPF
```
次のように置き換えます。
- INSTANCE_NAME: 新しいインスタンスの名前。
- ZONE: インスタンスを作成するゾーン。
- IMAGE_NAME: 以前に作成したカスタム OS イメージ。
- YOUR_IMAGE_PROJECT: カスタム OS イメージを含むプロジェクトの名前。
省略可: Compute Engine によってインスタンスが作成され、nicType が IDPF に設定されていることを確認します。
```
gcloud compute instances describe INSTANCE_NAME \
   --zone=ZONE
```
次のように置き換えます。
- INSTANCE_NAME: インスタンスの名前。
- ZONE: インスタンスを作成したゾーン。
例

プロジェクト my-project-12345 にある my-sles15sp5-metal-os という名前のカスタマイズされた SLES 15 SP5 for SAP OS イメージを使用して、ゾーン eu-west4-b にベアメタルインスタンスを作成するには、次のコマンドを実行します。
```
gcloud compute instances create test-x4-metal-custom-os \
    --zone=eu-west4-b \
    --machine-type=x4-megamem-1440-metal \
    --image=my-sles15sp5-metal-os \
    --image-project=my-project-12345 \
    --network-interface=nic-type=IDPF
```
注意点

--network-interface フラグには、次のようなサブレベルのフラグがあります。
- --address: インスタンスに IP アドレスを割り当てます
- --network: インターフェースが属するネットワーク
- --network-tier: インターフェースのネットワークティア
- --subnet: インターフェースが属するサブネット。--network も指定する場合、サブネットは指定したネットワークの一部であることが必要です。
- --private-network-ip: インスタンスに割り当てる RFC 1918 IP を指定します。
完全な一覧については、--network-interface のフラグをご覧ください。

注: IDPF を有効にする際に、これらのサブレベルのフラグを設定する必要がある場合は、カンマ区切りのリストとして --network-interface フラグに指定する必要があります。例: -network-interface=subnet=SUBNET_NAME,nic-type=IDPF

REST

instances.insert メソッドを使用して、ベアメタルインスタンスを作成します。

ブートディスクイメージには、先ほど作成したカスタム OS イメージを指定します。
ネットワークインターフェースについては、nicType フィールドの値を IDPF に設定します。

POST https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/zones/ZONE/instances
{
  "name":"INSTANCE_NAME",
  "networkInterfaces":[
    {
      "nicType":"IDPF",
      "network":"NETWORK",
      "subnet":"SUBNET_NAME"
    }
  ],
  "disks":[
    {
      "initializeParams":{
        "sourceImage":"projects/YOUR_IMAGE_PROJECT/global/images/IMAGE_NAME"
      },
      "boot":true
    }
  ]
}

次のように置き換えます。

PROJECT_ID: インスタンスを作成するプロジェクトの ID。
ZONE: インスタンスを作成するゾーン。
INSTANCE_NAME: 新しいインスタンスの名前。
NETWORK: このインスタンスのネットワークリソースの URL。ネットワークもサブネットワークも指定しない場合、デフォルトのネットワーク global/networks/default が使用されます。
SUBNET_NAME: サブネットの名前。ネットワークは指定したサブネットから推測されます。このフィールドは省略できます。
YOUR_IMAGE_PROJECT: OS イメージを含むプロジェクトの名前。
IMAGE_NAME: 前の手順で作成したカスタム OS イメージの名前。

IDPF が有効になっていることを確認する

lshw ツールを使用すると、ベアメタルインスタンスのハードウェア構成に関する詳細情報を抽出できます。

Linux インスタンスに lshw ツールをインストールするには、ゲスト OS に SSH 接続を開き、次のコマンドを実行します。

sudo apt-get install lshw -y

インスタンスが IDPF ネットワークインターフェースを使用しているかどうかを確認するには、次のコマンドを実行します。

sudo lshw -class network

出力の例を次に示します。

*-network
       description: Ethernet interface
       product: Intel Corporation
       vendor: Intel Corporation
       physical id: 0
       bus info: pci@0000:05:00.0
       logical name: enp5s0f0
       version: 11
       serial: 42:01:0a:96:00:02
       width: 64 bits
       clock: 33MHz
       capabilities: pm msi msix pciexpress bus_master cap_list ethernet physical
       configuration: autonegotiation=off broadcast=yes driver=idpf driverversion=6.5.0-1023-gcp duplex=full ip=10.150.0.2 latency=0 link=yes multicast=yes
       resources: iomemory:21ff0-21fef iomemory:21ff0-21fef irq:16 memory:21ffe0000000-21ffefffffff memory:21fff2000000-21fff203ffff

次のステップ

IDPF の詳細を確認する。
インスタンスに接続する方法を確認する。
ジャンボフレームについて確認する。
VPC ネットワークの MTU 設定を変更する方法を確認する。

IDPF ネットワーク インターフェースの使用

始める前に

gcloud

REST

IDPF でサポートされている機能

IDPF ネットワーク インターフェースの制限事項

ベアメタル インスタンスでの IDPF の使用の概要

オペレーティング システムのサポート

サポートされていないオペレーティング システムでの使用

IDPF をサポートするカスタム OS イメージを作成する

gcloud

REST

IDPF をサポートするベアメタル インスタンスを作成する

公開 OS イメージを使用してベアメタル インスタンスを作成する

カスタム OS イメージを使用してベアメタル インスタンスを作成する

gcloud

REST

IDPF が有効になっていることを確認する

次のステップ

IDPF ネットワークインターフェースの使用

IDPF ネットワークインターフェースの制限事項

ベアメタルインスタンスでの IDPF の使用の概要

オペレーティングシステムのサポート

サポートされていないオペレーティングシステムでの使用

IDPF をサポートするベアメタルインスタンスを作成する

公開 OS イメージを使用してベアメタルインスタンスを作成する

カスタム OS イメージを使用してベアメタルインスタンスを作成する