Entender a configuração do buffer de CoS

Tratamento de buffer de fluxos sem perdas (PFC) versus Ethernet PAUSA

Quando discutimos buffers sem perdas nas seções a seguir, queremos dizer buffers que lidam com o tráfego no qual você habilita o PFC para garantir o transporte sem perdas. Os buffers sem perdas não são usados para tráfego de melhor esforço em um link no qual você habilita o Ethernet PAUSE (IEEE 802.3x). Os buffers compartilhados de entrada e saída sem perdas e o buffer compartilhado de headroom sem perdas de entrada são usados apenas para o tráfego no qual você habilita o PFC.

Observação:

Para oferecer suporte a fluxos sem perdas, você deve configurar os recursos apropriados de ponte de data center (PFC, DCBX e ETS) e propriedades de agendamento.

Pool de buffers e partições compartilhadas

O buffer pool compartilhado é um espaço de memória global que todas as portas do switch compartilham dinamicamente, pois precisam de buffers. O switch usa o pool de buffer compartilhado para absorver explosões de tráfego após o buffer pool dedicado para uma porta ser esgotado.

É possível dividir o buffer pool compartilhado de entrada e o buffer pool compartilhado de saída em três partições para alocar porcentagens de cada buffer pool para diferentes tipos de tráfego. Quando você particiona o buffer pool compartilhado de entrada ou saída:

• Se você configurar explicitamente uma partição de buffer compartilhado de entrada, deverá configurar explicitamente todas as três partições de buffer compartilhado de entrada. (Você configura explicitamente todas as três partições de entrada ou usa a configuração padrão para todas as três partições de entrada.)

  Se você configurar explicitamente uma partição de buffer compartilhado de saída, deverá configurar explicitamente todas as três partições de buffer compartilhado de saída. (Você configura explicitamente todas as três partições de saída ou usa a configuração padrão para todas as três partições de saída.)

  A opção retornará um erro de confirmação se você não configurar explicitamente todas as três partições ao configurar as partições de buffer compartilhadas de entrada ou saída.

• As porcentagens combinadas das três partições de buffer compartilhadas de entrada devem totalizar exatamente 100%.

  As porcentagens combinadas das três partições de buffer compartilhadas de saída devem totalizar exatamente 100%.

  Quando você configura explicitamente partições de buffer compartilhado de entrada ou saída, o switch retorna um erro de confirmação se a porcentagem total das três partições não for igual a 100%.

• Se você particionar explicitamente um conjunto de buffers compartilhados, não precisará particionar explicitamente o outro conjunto de buffers compartilhados. Por exemplo, você pode configurar explicitamente as partições de buffer compartilhadas de entrada e usar as partições de buffer compartilhadas de saída padrão. No entanto, se você alterar as partições de buffer do pool de buffer de entrada para corresponder aos tipos esperados de fluxos de tráfego, provavelmente também desejará alterar as partições de buffer do pool de buffer de saída para corresponder a esses fluxos de tráfego.

Você pode configurar a porcentagem de espaço de buffer não reservado disponível alocado para o pool de buffer compartilhado. O espaço que você não aloca para o buffer pool compartilhado é incluído no buffer pool dedicado e dividido igualmente entre as portas. A configuração padrão aloca 100% do espaço de buffer de entrada e saída não reservado para os buffers compartilhados.

A configuração das partições do buffer pool compartilhado de entrada e saída permite alocar mais buffers para os tipos de tráfego que sua rede transporta predominantemente e menos buffers para outro tráfego.

Ingress Shared Buffer Pool Partitions

Você pode configurar três partições do pool de buffer de entrada:

• Buffers sem perdas — pool de buffer compartilhado para todo o tráfego de entrada sem perdas. Recomendamos 5% como o valor mínimo para buffers sem perdas.

• Buffers de headroom sem perdas — pool de buffer compartilhado para pacotes recebidos enquanto uma pausa é afirmada. Se o PFC estiver habilitado em prioridades em uma porta, quando a porta enviar uma mensagem de pausa para o peer conectado, a porta usará os buffers de headroom para armazenar os pacotes que chegam entre o momento em que a porta envia a mensagem de pausa e o momento em que o último pacote chega após o peer pausar o tráfego. O valor mínimo para buffers de headroom sem perdas é 0 (zero) por cento. (Os buffers de headroom sem perdas são os únicos buffers para os quais o valor recomendado pode ser inferior a 5%.)

• Buffers com perdas — pool de buffer compartilhado para todo o tráfego de entrada de melhor esforço (tráfego unicast de melhor esforço, multidestino e tráfego de alta prioridade estrita). Recomendamos 5% como o valor mínimo para buffers de melhor esforço.

Os valores percentuais combinados das partições de buffer de entrada sem perdas, espaço livre sem perdas e de melhor esforço devem totalizar exatamente 100%. Se as porcentagens de buffer totalizarem mais de 100% ou menos de 100%, a opção retornará um erro de confirmação. Se você configurar explicitamente uma partição de buffer compartilhado de entrada, deverá configurar explicitamente todas as três partições de buffer de entrada, mesmo que a partição de buffer de headroom sem perdas tenha um valor de 0 (zero) por cento.

Egress Shared Buffer Pool Partitions

É possível configurar três partições do buffer pool de saída:

• Buffers sem perdas — pool de buffers compartilhado para todas as filas de saída sem perdas. Recomendamos 5% como o valor mínimo para buffers sem perdas.

• Buffers com perdas — pool de buffers compartilhado para todas as filas de saída de melhor esforço (unicast de melhor esforço e filas de prioridade estrita). Recomendamos 5% como o valor mínimo para buffers de melhor esforço.

• Buffers multicast — Pool de buffers compartilhado para todas as filas de saída multidestino (falha de pesquisa de multicast, broadcast e destino). Recomendamos 5% como o valor mínimo para buffers multicast.

Os valores percentuais combinados das partições de buffer de saída sem perdas, com perdas e multicast devem totalizar exatamente 100%. Se as porcentagens de buffer totalizarem mais de 100% ou menos de 100%, a opção retornará um erro de confirmação. Todas as partições de buffer de saída devem ser configuradas explicitamente e devem ter um valor de pelo menos 5%. Se você configurar explicitamente uma partição de buffer compartilhado de saída, deverá configurar explicitamente todas as três partições de buffer de saída, e cada partição deverá ter um valor de pelo menos 5%.

Pool de buffer de porta dedicada e alocação de buffer para filas

O buffer pool dedicado global é a memória alocada igualmente para cada porta, de modo que cada porta recebe uma quantidade mínima garantida de espaço de buffer. Buffers dedicados não são compartilhados entre portas. Cada porta recebe uma proporção igual do buffer pool dedicado.

Quando o tráfego entra e sai do switch, as portas do switch usam seus buffers dedicados para armazenar pacotes. Se os buffers dedicados não forem suficientes para lidar com o tráfego, o switch usará buffers compartilhados. A única maneira de aumentar o buffer pool dedicado é diminuir o buffer pool compartilhado de seu valor padrão de 100% dos buffers não reservados disponíveis.

A quantidade de espaço de buffer dedicado não é configurável pelo usuário e depende da porcentagem de buffers não reservados disponíveis alocados para os buffers compartilhados. (O espaço de buffer dedicado é igual aos buffers de porta reservados mínimos mais o restante dos buffers não reservados disponíveis que não estão alocados para o buffer pool compartilhado.)

Observação:

Se 100% dos buffers não reservados disponíveis forem alocados para o pool de buffers compartilhado, o switch ainda reserva um buffer pool dedicado mínimo.

Quanto maior o buffer pool compartilhado, melhor a absorção de intermitência nas portas. Quanto maior o pool de buffer dedicado, maior a quantidade de espaço de buffer dedicado para cada porta. Quanto maior o espaço de buffer dedicado, menor a probabilidade de que o congestionamento em uma porta possa afetar o tráfego em outra porta, porque o tráfego não precisa usar tanto espaço de buffer compartilhado.

Allocating Dedicated Port Buffers to Queues

Você pode dividir a alocação de buffer dedicado para uma porta de saída entre as filas de portas incluindo a buffer-size instrução na configuração do agendador. Isso permite que você controle a alocação de buffer dedicado da porta de saída por porta e por fila. (Por exemplo, isso permite que você dedique mais espaço de buffer a filas que transportam tráfego sem perdas ou pare que a porta reserve buffers para filas que não transportam tráfego.) A alocação de buffer de porta dedicada de saída é uma estrutura hierárquica que aloca um buffer pool dedicado global uniformemente entre as portas e, em seguida, divide a alocação de cada porta entre as filas de portas.

Por padrão, as portas dividem sua alocação de buffers dedicados entre suas filas de saída na mesma proporção em que o agendador padrão define as taxas de transmissão mínimas garantidas (a transmit-rate opção) para o tráfego. Somente as filas incluídas no agendador padrão recebem largura de banda e buffers dedicados, nas proporções mostradas na Tabela 2:

Na configuração padrão, nenhuma fila de saída além das mostradas na Tabela 2 recebe uma alocação de buffers de porta dedicados.

Observação:

O switch usa agendamento hierárquico para controlar a alocação de largura de banda de porta e fila, conforme descrito em Entendendo o Agendamento de Portas Hierárquicas de CoS (ETS) e mostrado em Exemplo: Configurando o Agendamento de Portas Hierárquicas de CoS (ETS). Para a configuração de tamanho do buffer de fila de saída, quando você anexa um perfil de controle de tráfego (inclui as informações do agendador de filas) a uma porta, os buffers de saída dedicados na porta são divididos entre as filas conforme configurado no agendador.

Se você não quiser usar a alocação padrão de buffers de porta dedicados para filas, use a buffer-size opção no agendador que está anexada à porta para configurar a alocação de fila. Você pode configurar a alocação de buffer dedicado para filas de duas maneiras:

• Como uma porcentagem — a fila recebe a porcentagem especificada de buffers de porta dedicados quando a fila é mapeada para o agendador e o agendador é anexado a uma porta.

• Como um restante — Depois que a porta atende as filas que têm uma configuração explícita de tamanho de buffer percentual, o espaço de buffer de porta dedicado restante é dividido igualmente entre as outras filas às quais um agendador está anexado. (Nenhum agendador padrão ou explícito para uma fila significa que não há alocação de buffer dedicado para essa fila.) Se você configurar um agendador e não especificar um tamanho de buffer como uma porcentagem, o restante será a configuração padrão.

Observação:

O total de todas as porcentagens de tamanho de buffer configuradas explicitamente para todas as filas em uma porta não pode exceder 100%.

Configuring Dedicated Port Buffer Allocation to Queues

Em uma configuração de porta que inclui vários conjuntos de classes de encaminhamento, com várias classes de encaminhamento mapeadas para vários agendadores, a alocação de buffers dedicados de porta para filas depende da combinação de filas com tamanhos de buffer configurados como porcentagens explícitas e filas configuradas com (ou padronizadas para) a remainder opção.

A melhor maneira de demonstrar como o uso das opções percentage e remainder afeta a alocação de buffer de porta dedicada para filas é mostrando um exemplo de alocação de buffer de fila e, em seguida, mostrando como a alocação de buffer de fila muda quando você adiciona outra classe de encaminhamento (fila) à porta.

A Tabela 3 mostra uma configuração inicial que inclui quatro conjuntos de classes de encaminhamento, as cinco classes de encaminhamento padrão (mapeadas para as cinco filas padrão para essas classes de encaminhamento), a buffer-size configuração de opção e a alocação de buffer resultante para cada fila. A Tabela 4 mostra a mesma configuração depois que adicionamos outra classe de encaminhamento (best-effort-2, mapeada para a fila 1) ao conjunto de classes de encaminhamento de melhor esforço. A comparação das alocações de buffer em cada tabela mostra como a adição de outra fila afeta a alocação de buffer quando você usa restos e porcentagens explícitas para configurar a alocação de buffer para filas diferentes.

Neste primeiro exemplo, 70% do buffer pool dedicado à porta de saída é explicitamente alocado para as filas de melhor esforço, fcoe e sem perdas. Os 30% restantes do buffer pool dedicado da porta são divididos entre as duas filas que usam a remainder opção (network-control e mcast), de modo que cada fila recebe 15% do buffer pool dedicado.

Agora adicionamos outra classe de encaminhamento (fila) ao grupo de prioridade de melhor esforço (fc-set-be) e a configuramos com um tamanho de buffer de restante em vez de configurar uma porcentagem específica. Como uma terceira fila agora compartilha os buffers dedicados restantes, as filas que compartilham o restante recebem menos buffers dedicados, conforme mostrado na Tabela 4. As filas com porcentagens configuradas explicitamente recebem a porcentagem configurada de buffers dedicados.

As duas tabelas mostram como a porta divide o espaço de buffer dedicado que permanece após a manutenção das filas que têm uma porcentagem configurada explicitamente de espaço de buffer dedicado.

Trade-off entre espaço de buffer compartilhado e espaço de buffer dedicado

A compensação entre espaço de buffer compartilhado e espaço de buffer dedicado é:

• Os buffers compartilhados fornecem melhor absorção de intermitências de tráfego porque há um pool maior de buffers dinâmicos que as portas podem usar conforme necessário para lidar com as intermitências. No entanto, todos os fluxos que esgotam seu espaço de buffer dedicado competem pelo pool de buffer compartilhado. Um buffer pool compartilhado maior significa um buffer pool dedicado menor e, portanto, mais concorrência pelo buffer pool compartilhado porque mais fluxos esgotam sua alocação de buffer dedicado. Muito espaço de buffer compartilhado resulta em nenhum fluxo único recebendo muito espaço de buffer compartilhado, para manter a justiça quando muitos fluxos disputam esse espaço.

• Buffers dedicados fornecem espaço de buffer garantido para cada porta. Quanto maior o buffer pool dedicado, menor a probabilidade de que o congestionamento em uma porta afete o tráfego em outra porta, porque o tráfego não precisa usar tanto espaço de buffer compartilhado. No entanto, menos espaço de buffer compartilhado significa menos capacidade de absorver dinamicamente explosões de tráfego.

Para uma absorção de intermitência ideal, o switch precisa de espaço de buffer dedicado suficiente para evitar a competição persistente pelo espaço de buffer compartilhado. Quando menos fluxos competem pelos buffers compartilhados, os fluxos que precisam de espaço de buffer compartilhado para absorver intermitências recebem mais do buffer compartilhado porque menos fluxos esgotam seu espaço de buffer dedicado.

A configuração padrão e as configurações recomendadas para diferentes cenários de tráfego alocam 100% do espaço de memória configurável pelo usuário para o pool de buffers compartilhado global porque a quantidade de espaço reservada para buffers dedicados fornece espaço suficiente para evitar a competição persistente por buffers compartilhados dinâmicos. Isso resulta em menos fluxos competindo pelos buffers compartilhados, de modo que os fluxos concorrentes recebem mais espaço de buffer.

Ordem de consumo de buffer

O buffer pool total é dividido em buffer pools compartilhados de entrada e saída e buffer pools dedicados. Quando o tráfego flui pelo switch, o espaço do buffer é usado em uma ordem específica que depende do tipo de tráfego.

Na entrada, a ordem de consumo de buffer é:

• Tráfego unicast de melhor esforço:

  1. Buffers dedicados

  2. Buffers compartilhados

  3. Buffers de headroom globais (muito pequenos)

• Tráfego unicast sem perdas:

  1. Buffers dedicados

  2. Buffers compartilhados

  3. Buffers de headroom sem perdas

  4. Buffers de headroom globais (muito pequenos)

• Tráfego multidestino:

  1. Buffers dedicados

  2. Buffers compartilhados

  3. Buffers de headroom globais (muito pequenos)

Na saída, a ordem de consumo de buffer é a mesma para tráfego unicast de melhor esforço, unicast sem perdas e multidestino:

• Buffers dedicados

• Buffers compartilhados

Em todos os casos, em todas as portas, o switch usa o buffer pool dedicado primeiro e o buffer pool compartilhado somente depois que o buffer pool dedicado para a porta ou fila é esgotado. Isso reserva a quantidade máxima de espaço de buffer compartilhado dinâmico para absorver explosões de tráfego.

Tamanho total do buffer pool

O buffer pool total é uma memória comum que tem contabilidade de entrada e saída separada, portanto, o buffer pool completo está disponível da perspectiva de entrada e saída. O buffer pool total consiste no espaço de buffer dedicado e no espaço de buffer compartilhado. O tamanho do buffer pool total não é configurável pelo usuário, mas a alocação de espaço de buffer para os buffer pools dedicados e compartilhados é configurável pelo usuário.

Valores padrão do buffer pool compartilhado

Alguns switches têm um pool de buffer compartilhado maior do que outros. No entanto, a alocação de espaço de buffer compartilhado para os buffer pools individuais de entrada e saída é a mesma em uma base percentual, mesmo que os valores absolutos sejam diferentes. Por exemplo, o buffer sem perdas de entrada padrão é de 9% do espaço total do buffer de entrada compartilhado em todos os switches, mesmo que o valor absoluto padrão do buffer sem perdas de entrada seja diferente de switch para switch.

Shared Ingress Buffer Default Values

A Tabela 5 mostra os valores de alocação de buffer compartilhado de entrada padrão como porcentagens para todos os switches. Se você alterar a alocação de buffer compartilhado padrão, configure a alteração como uma porcentagem.

Shared Egress Buffer Default Values

A Tabela 6 mostra os valores de alocação de buffer compartilhado de saída padrão para todos os switches como porcentagens.

Valores padrão do pool de buffers dedicados

O sistema reserva buffer pools dedicados de entrada e saída que são divididos igualmente entre as portas do switch. Por padrão, o sistema aloca 100% do espaço de buffer não reservado disponível para o pool de buffer compartilhado. Se você reduzir a porcentagem de espaço de buffer não reservado disponível alocado para o buffer pool compartilhado, o espaço de buffer não reservado restante será adicionado à alocação de buffer pool dedicado. Você configura a quantidade de espaço dedicado do buffer pool reduzindo (ou aumentando) a porcentagem de espaço do buffer alocado para o buffer pool compartilhado. Você não configura diretamente a alocação dedicada do buffer pool.

A Tabela 7 mostra os valores padrão do pool de buffer dedicado de entrada e saída em unidades KB para switches QFX5210, QFX5200, QFX5110, QFX5100, EX4600.

Tráfego balanceado (configuração padrão)

A configuração padrão de buffer compartilhado é otimizada para redes que transportam uma combinação equilibrada de tráfego unicast, sem perdas e multidestino de melhor esforço (falha de pesquisa de multicast, broadcast e destino). A configuração padrão de classe de serviço (CoS) também é otimizada para redes que transportam uma combinação equilibrada de tráfego.

Recomendamos que você use a configuração de buffer compartilhado padrão para redes que transportam uma combinação equilibrada de tráfego, especialmente se você estiver usando as configurações de CoS padrão. A Tabela 8 mostra as alocações de buffer compartilhado de entrada padrão:

A Tabela 9 mostra as alocações de buffer compartilhado de saída padrão:

Tráfego unicast de melhor esforço

Se sua rede transportar principalmente tráfego unicast de melhor esforço (com perdas), a configuração padrão do buffer compartilhado alocará muito espaço de buffer para oferecer suporte ao transporte sem perdas. Em vez de desperdiçar esses buffers, recomendamos que você use as seguintes configurações de buffer compartilhado de entrada (consulte a Tabela 10) e as seguintes configurações de buffer compartilhado de saída (consulte a Tabela 11):

Consulte Exemplo: Configuração recomendada do pool de buffer compartilhado para redes com tráfego unicast de melhor esforço para obter um exemplo que mostra como definir as configurações de buffer recomendadas mostradas na Tabela 10 e na Tabela 11.

Tráfego de pausa Ethernet

Se sua rede transportar principalmente tráfego de melhor esforço (com perdas) e habilitar Ethernet PAUSE em links, a configuração padrão de buffer compartilhado alocará muito espaço de buffer para o buffer de entrada compartilhado (o tráfego Ethernet PAUSE usa os buffers dedicados em vez de buffers compartilhados) e não espaço suficiente para os buffers de headroom sem perdas. Recomendamos que você use as seguintes configurações de buffer compartilhado de entrada (consulte a Tabela 12) e as seguintes configurações de buffer compartilhado de saída (consulte a Tabela 13):

Consulte Exemplo: Configuração recomendada do pool de buffer compartilhado para redes com tráfego de maior esforço em links com Ethernet PAUSE Enabled para obter um exemplo que mostra como definir as configurações de buffer recomendadas mostradas na Tabela 10 e na Tabela 11.

Tráfego multicast (multidestino) de melhor esforço

Se sua rede transportar principalmente tráfego multicast de melhor esforço (com perdas), a configuração padrão de buffer compartilhado alocará muito espaço de buffer para suportar o transporte sem perdas. Em vez de desperdiçar esses buffers, recomendamos que você use as seguintes configurações de buffer compartilhado de entrada (consulte a Tabela 14) e as seguintes configurações de buffer compartilhado de saída (consulte a Tabela 15):

Consulte Exemplo: Configuração recomendada do pool de buffer compartilhado para redes com tráfego principalmente multicast para obter um exemplo que mostra como definir as configurações de buffer recomendadas mostradas na Tabela 14 e na Tabela 15.

Tráfego sem perdas

Se sua rede transporta principalmente tráfego sem perdas, a configuração de buffer compartilhado padrão aloca muito espaço de buffer para suportar o tráfego de melhor esforço. Em vez de desperdiçar esses buffers, recomendamos que você use as seguintes configurações de buffer compartilhado de entrada (consulte a Tabela 16) e as seguintes configurações de buffer compartilhado de saída (consulte a Tabela 17):

Consulte Exemplo: Configuração recomendada do pool de buffer compartilhado para redes com tráfego sem perdas para obter um exemplo que mostra como definir as configurações de buffer recomendadas mostradas na Tabela 16 e na Tabela 17.