Distribuição de fluxo e ordenação de pacotes

O algoritmo de distribuição de carga, que é suportado nos dispositivos SRX5800, SRX5600 e SRX5400, é ajustado com base na capacidade da sessão e na capacidade de processamento. (O suporte real à plataforma depende da versão do Junos OS em sua instalação.)

A distribuição de sessão baseada em hash usa uma tabela de hash. A tabela de peso da sessão de SPU é usada para atribuir um ID de SPU a cada índice de hash na tabela de hash de distribuição de sessão. Dessa forma, o número de sessões criadas em cada SPU usando distribuição baseada em hash é proporcional ao peso da SPU na tabela de peso da sessão da SPU. Cada NPU também mantém uma tabela de peso de sessão de SPU idêntica e uma tabela de hash de distribuição de sessão que usa para selecionar uma SPU para encaminhar pacotes que não correspondem a uma sessão de NPU.

No caso de uma falha de SPU, o Mecanismo de Roteamento redefinirá todas as placas no plano de dados, incluindo IOCs e NPCs, a fim de manter a consistência da tabela de hash para distribuição de sessão.

Na distribuição de sessão baseada em hash, os pesos são baseados na capacidade da sessão. Recomendamos o modo de distribuição de sessão de hash quando a alta capacidade de sessão é necessária.

A distribuição de carga nos dispositivos da Linha SRX5000 é sempre baseada em hash.

A inserção e remoção de SPCs causa um novo cálculo da tabela de peso da sessão de SPU no momento de inicialização do ponto central, porque o chassi deve ser reinicializado após a inserção.

Os aprimoramentos da arquitetura do ponto central impedem que os pacotes de dados passem pelo ponto central, transferindo o gerenciamento de tráfego para as SPUs. A capacidade de sessão do sistema é estendida, pois o limite de sessão no ponto central é removido.

• Cálculo do ID da SPU
• Encaminhamento baseado em hash no SRX5K-MPC, SRX5K-MPC3-40G10G (IOC3) e SRX5K-MPC3-100G10G (IOC3)

A função de ordenação de pacotes, suportada nos dispositivos SRX5400, SRX5600 e SRX5800 e no Firewall virtual vSRX, melhora o desempenho do dispositivo ativando a função integrada de ordenação de pacotes do Mecanismo de Ordenação de Pacotes no processador XLP no ponto central do aplicativo.

Há suporte para dois tipos de modos de ordenação de pacotes: hardware e software.

Se a função de ordenação de pacotes estiver configurada como hardware, o thread de balanceamento de carga (LBT) e o thread de ordenação de pacotes (POT) serão descarregados para o mecanismo de ordenação de pacotes e os recursos serão liberados para executar o processamento de pacotes. Se a função de ordenação de pacotes estiver definida como software, o thread de balanceamento de carga (LBT) e o thread de ordenação de pacotes (POT) estarão em execução na SPU. Por padrão, o modo de ordenação de pacotes usando o Mecanismo de Ordenação de Pacotes (hardware) é habilitado no dispositivo. Você pode desativá-lo com uma alteração de configuração que exija uma reinicialização.

O thread de fluxo recebe os pacotes, processa-os e os envia ou descarta. Para pacotes que não exigem pedidos, o thread de fluxo notifica a saída do Network Acceleration Engine (NAE) para enviar ou descartar os pacotes. Para pacotes que exigem pedidos, o thread de fluxo notifica o Mecanismo de Pedidos de Pacotes para remover os pacotes da lista de pedidos e enviar ou descartar os pacotes em ordem.

A partir do Junos OS versão 15.1X49-D30 e do Junos OS versão 17.3R1, a distribuição de sessão no modo adaptativo foi substituída por aprimoramentos na arquitetura do ponto central.

A distribuição de sessão em modo adaptativo é implementada nos dispositivos da Linha SRX5000 em execução em modo misto antes do Junos OS Release 15.1X49-D30 e do Junos OS Release 17.1R1. A distribuição de sessão em modo adaptativo maximiza o uso dos recursos do sistema, levando em consideração a capacidade de uma unidade de processamento de serviços (SPU) e seus recursos disponíveis. Ele é habilitado apenas em dispositivos da Linha SRX5000 rodando no modo misto XLR/XLP, ou seja, em implantações de chassi nas quais diferentes tipos de SPUs são usados em diferentes combinações. Se um dispositivo SRX5800, SRX5600 ou SRX5400 contiver uma combinação de placas de processamento de serviços (SPCs) de próxima geração e SPCs existentes, a distribuição de sessão no modo adaptativo será assumida como o padrão. Para dispositivos da Linha SRX5000 que não são executados no modo misto, o balanceamento de carga baseado em hash é o padrão.

Uma placa de processamento de serviços (SPC) contém uma ou mais SPUs, cada uma das quais processa os pacotes de um fluxo de acordo com os recursos de segurança e outros serviços configurados para sessões distribuídas a ele pelo ponto central (CP). A carga da CPU de uma SPU muda de tempos em tempos. Para utilizar totalmente a mudança da capacidade disponível e adaptar a distribuição da sessão de acordo, no modo adaptativo, o sistema atribui um peso a todas as SPUs dinamicamente. É o peso das SPUs que determina a distribuição da sessão.

Cada SPU envia suas informações de uso da CPU para o ponto central (CP) periodicamente. O ponto central verifica esses valores, calcula o peso a cada 1 segundo e distribui as sessões de forma a maximizar o desempenho geral do sistema. Em outras palavras, no modo adaptativo, a distribuição de sessão é baseada em um sistema de atribuição dinâmica ponderada que é calculado em tempo real, permitindo a utilização total da capacidade das CPUs de todas as SPUs, independentemente de seu tipo.

É o cálculo dinâmico de pesos que distingue a distribuição de sessão de modo adaptativo da distribuição de sessão de rodízio ponderado (WRR). Enquanto o WRR diferencia as SPUs e sua capacidade de CPU calculando e atribuindo pesos aos diferentes tipos de SPUs, o cálculo e a atribuição são estáticos, ou seja, são feitos apenas uma vez, na inicialização. O modo adaptativo melhora o processo de distribuição de sessão de proporção fixa do WRR. O WRR leva à subutilização dos recursos do sistema porque os limites de processamento da sessão são definidos com base apenas no tipo de SPU e sua capacidade de CPU, sem levar em conta seu poder de processamento disponível.

Para distribuição de sessão de modo adaptativo, a seguinte fórmula é usada para calcular o peso atribuído a uma SPU:

Wi = Soma(W1-n)*Ci*Si/Soma(C1-n*S1-n)

Onde:

• Wi— peso atribuído à SPU.

• Sum(W1-n)— Peso total do sistema. Esses valores são constantes.

• n—número total de SPUs.

• Ci- poder computacional da CPU disponível da SPU.

• Si— capacidade de sessão disponível da SPU.

No modo adaptativo, quando o uso da CPU em uma SPU é alto, menos sessões são distribuídas para essa SPU. Os exemplos a seguir explicam o cálculo.

Considere um dispositivo com duas SPUs. A capacidade de sessão de cada SPU é de 1 milhão.

Por um certo tempo:

• Quando o SPU1 tem 500.000 sessões, o uso da CPU é de 10%:

  • Capacidade de CPU disponível de SPU1 (C1) = 1-10 por cento = 90 (por cento).

  • Capacidade de sessão disponível de SPU1 (S1) = 1-500.000/1M = 50 (por cento).

• Quando o SPU2 tem 400.000 sessões, o uso da CPU é de 20%:

  • Capacidade disponível de SPU2 (C2) = 1-20 por cento = 80 (por cento).

  • Capacidade de sessão disponível de SPU2 (S2) = 1-400.000/1M = 60 (por cento).

Se o peso de todo o sistema for 100, os valores de peso separados para cada SPU são:

• Peso do SPU1 (W1) = 100*90*50/(50*90+80*60) = 48

• Peso do SPU2 (W2) = 100*80*60/(50*90+80*60) = 52

Para as sessões de entrada, 48% da sessão é alocada para SPU1, enquanto 52% dos pacotes são alocados para SPU2.

Os números ponderados podem entrar em vigor no sistema dentro de um curto período antes que o ponto central verifique as informações de uso do tempo de execução e ajuste os pesos para um novo valor.