Entendendo o controle de fluxo baseado em prioridade

Confiabilidade da entrega de pacotes em redes Ethernet padrão e em redes de camada 2

A Ethernet padrão não garante que um pacote injetado na rede chegará ao destino desejado. A confiabilidade é fornecida por protocolos de camada superior. Geralmente, um caminho de rede consiste em vários saltos entre a origem e o destino. Um problema surge quando os transmissores enviam pacotes mais rápido do que os receptores podem aceitá-los. Quando os receptores ficam sem espaço buffer disponível para conter fluxos de entrada, eles silenciosamente derrubam pacotes adicionais de entrada. Esse problema geralmente é resolvido por protocolos de camada superior que detectam as quedas e solicitam a retransmissão.

Os aplicativos que exigem confiabilidade na Camada 2 devem ter controle de fluxo que inclua feedback de um receptor para um remetente sobre a disponibilidade de buffer. Usando os quadros de controle Ethernet PAUSE do IEEE 802.3x, um receptor pode gerar um quadro de controle MAC e enviar uma solicitação DE PAUSA a um remetente quando um limite especificado de buffer de receptor foi preenchido para evitar o estouro do buffer. Ao receber uma solicitação PAUSE, o remetente interrompe a transmissão de quaisquer novos pacotes até que o receptor notifique o remetente de que ele tem espaço buffer suficiente para aceitá-los novamente. A desvantagem de usar a Ethernet PAUSE é que ela opera em todo o link, que pode estar transportando vários fluxos de tráfego. Alguns fluxos de tráfego não precisam de controle de fluxo na Camada 2, pois eles estão transportando aplicativos que dependem de protocolos de camada superior para confiabilidade. O PFC permite que você configure o controle de fluxo de Camada 2 de forma seletiva para o tráfego que o exige, como o tráfego Fibre Channel over Ethernet (FCoE), sem afetar outro tráfego no link. Você também pode habilitar o PFC para outros tipos de tráfego, como o iSCSI.

Cálculos para requisitos de buffer ao usar o PFC PAUSE

O buffer de recebimento deve ser grande o suficiente para acomodar todos os dados recebidos enquanto o sistema está respondendo a um quadro PFC PAUSE.

Ao calcular os requisitos de buffer, considere os seguintes fatores:

• Processamento e atraso na fila do PFC PAUSE — Em geral, o tempo para detectar a falta de espaço buffer suficiente e transmitir o PFC PAUSE é insignificante. No entanto, atrasos podem ocorrer se o switch detectar uma redução no espaço buffer assim como o transmissor está começando a transmitir um quadro de comprimento máximo.

• Atraso na propagação em toda a mídia — o valor do atraso depende do comprimento e velocidade do link físico.

• Tempo de resposta ao quadro PFC PAUSE

• Atraso de propagação em toda a mídia no caminho de retorno

Nota:

Recomendamos que você configure pelo menos 20% do tamanho do buffer para a fila que está usando PFC e que não especifique a opção exata .

Como é obrigatório configurar explicitamente uma determinada porcentagem de tamanho buffer para PFC, você também deve configurar explicitamente algum tamanho de buffer para quaisquer outras aulas de encaminhamento que você esteja planejando usar (incluindo as aulas de encaminhamento padrão e as aulas de encaminhamento definidas pelo usuário). A porcentagem que você aloca depende do uso das respectivas classes.

Como os perfis de notificações de PFC e congestionamento funcionam com ou sem DCBX

O PFC pode ser aplicado a uma interface, independentemente de o protocolo de troca de recursos de ponte de data center (DCBX) estar habilitado.

No entanto, o controle automático e o anúncio do PFC exigem DCBX:

• Quando o DCBX é habilitado — o DCBX detecta a configuração de PFC do vizinho de data center (DCB), usa a autonegotiação para anunciar a configuração local e peer PFC e, em seguida, habilita ou desativa o PFC dependendo se as configurações são compatíveis ou não. Quando o PFC é habilitado, ele usa o perfil de notificação de congestionamento, que você configurou e aplicou na interface.

• Quando o DCBX não está habilitado — a Classe de serviço (CoS) aciona o PFC quando o quadro de entrada tem um campo de prioridade do usuário (UP) que corresponde ao padrão de três bits especificado para o perfil de notificação de congestionamento.

Para controlar manualmente o uso de PFC na interface, independentemente da configuração dos dispositivos de data center peer, você pode alterar explicitamente a configuração do DCBX na interface para desabilitar a autonegotiação PFC. Veja a desativação do DCBX para desabilitar a autonegotiação PFC nos switches da Série EX (procedimento CLI). Quando a autonegotiação do PFC é desabilitada, o PFC é acionado pelo perfil de notificação de congestionamento para PFC, independentemente da configuração do peer DCB.

Nota:

O PFC funciona efetivamente apenas quando os dispositivos peer conectados à interface local também estão usando PFC e são configurados de forma compatibilidade com a interface local. O PFC deve ser simétrico — se o PFC não estiver configurado para usar a mesma classe de tráfego (ponto de código) tanto no local quanto na interface de peer, ele não terá nenhum impacto no tráfego.

A Tabela 1 mostra o mapeamento de um a um entre o campo UP de um quadro com tags IEEE 802.1Q, a classe de tráfego e a fila de saída. Além de definir um perfil de notificação de congestionamento PFC em uma porta de entrada, você deve definir uma classe de encaminhamento para corresponder à prioridade especificada no perfil de notificação de congestionamento do PFC e encaminhar o quadro para a fila apropriada.

Os switches de ethernet da Série EX da Juniper Networks oferecem suporte a até seis aulas de tráfego e permitem que você associe essas aulas com seis diferentes perfis de notificação de congestionamento. (Os switches oferecem suporte a até 16 aulas de encaminhamento.)

Tabela 1: Entrada para perfil de notificação de congestionamento do PFC e mapeamento para classe de tráfego e fila de saída

UP Field of IEEE-802.1Q Tagged Frame	Aula de tráfego	Fila de saída
000	TC 0	fila 0
001	TC 1	fila 1
010	TC 2	fila 2
011	TC 3	fila 3
100	TC4	fila 4
101	TC 5	fila 5