Entender o controle de fluxo de CoS (Ethernet PAUSE e PFC)

Informações gerais sobre Ethernet PAUSE e PFC e quando usá-los

Ethernet PAUSE e PFC são mecanismos de controle de fluxo no nível do link.

Observação:

Para controle de congestionamento de ponta a ponta para tráfego de melhor esforço, consulte Entendendo a notificação explícita de congestionamento de CoS.

O Ethernet PAUSE pausa a transmissão de todo o tráfego em um link Ethernet físico.

O PFC desacopla a função de pausa do enlace Ethernet físico e permite que você divida o tráfego em um enlace em até oito prioridades. Você pode pensar nas oito prioridades como oito "faixas" de tráfego que são mapeadas para classes de encaminhamento e filas de saída. Cada prioridade é mapeada para um valor de ponto de código IEEE 802.1p CoS de 3 bits no cabeçalho da VLAN. Você pode habilitar o PFC em uma ou mais prioridades (pontos de código IEEE 802.1p) em um link. Quando o tráfego habilitado para PFC é pausado em um link, o tráfego que não está habilitado para PFC continua a fluir (ou é descartado se o congestionamento for grave o suficiente).

Use o Ethernet PAUSE quando quiser evitar a perda de pacotes em todo o tráfego em um link. Use o PFC para evitar a perda de pacotes apenas em tipos específicos de tráfego que exigem tratamento sem perdas, por exemplo, tráfego FCoE.

Observação:

Dependendo da quantidade de tráfego em um link ou atribuída a uma prioridade, pausar o tráfego pode causar congestionamento de porta de entrada e espalhar o congestionamento pela rede.

Ethernet PAUSE e PFC são configurações mutuamente exclusivas em uma interface. A tentativa de configurar o Ethernet PAUSE e o PFC em um link causa um erro de confirmação.

Por padrão, todas as formas de controle de fluxo são desativadas. Você deve habilitar explicitamente o controle de fluxo em interfaces para pausar o tráfego.

PAUSA NA ETHERNET

O Ethernet PAUSE é um recurso de alívio de congestionamento que funciona fornecendo controle de fluxo no nível do enlace para todo o tráfego em um enlace Ethernet full-duplex. Ethernet PAUSE funciona em ambas as direções no link. Em uma direção, uma interface gera e envia mensagens Ethernet PAUSE para impedir que o peer conectado envie mais tráfego. Na outra direção, a interface responde às mensagens Ethernet PAUSE que recebe do peer conectado para parar de enviar tráfego.

O Ethernet PAUSE também funciona em interfaces Ethernet agregadas. Por exemplo, se as interfaces peer conectadas forem chamadas de Nó A e Nó B:

• Quando os buffers de recebimento no nó A da interface atingem um certo nível de plenitude, a interface gera e envia uma mensagem Ethernet PAUSE ao peer conectado (nó B da interface) para dizer ao peer para parar de enviar quadros. Os buffers do nó B armazenam quadros até que o período de tempo especificado no quadro Ethernet PAUSE tenha decorrido; então o Nó B retoma o envio de quadros para o Nó A.

• Quando o nó de interface A recebe uma mensagem Ethernet PAUSE do nó de interface B, o nó de interface A interrompe a transmissão de quadros até que o período de tempo especificado no quadro Ethernet PAUSE termine; então o Nó A retoma a transmissão. (Os buffers de transmissão do Nó A armazenam quadros até que o Nó A retome o envio de quadros para o Nó B.)

  Nesse cenário, se o Nó B enviar um quadro Ethernet PAUSE com um valor de tempo de 0 para o Nó A, o valor de tempo 0 indicará ao Nó A que ele pode retomar a transmissão. Isso acontece quando o buffer do nó B é esvaziado abaixo de um determinado limite e o buffer pode aceitar tráfego novamente.

O controle de fluxo simétrico significa que uma interface tem a mesma configuração Ethernet PAUSE em ambas as direções. As funções de geração de PAUSE Ethernet e resposta PAUSE Ethernet são configuradas como habilitadas ou desativadas. Você configura o controle de fluxo simétrico incluindo a flow-control declaração no nível da [edit interfaces interface-name ether-options] hierarquia.

O controle de fluxo assimétrico permite configurar a funcionalidade Ethernet PAUSE em cada direção independentemente em uma interface. A configuração para gerar mensagens Ethernet PAUSE e para responder a mensagens Ethernet PAUSE não precisa ser a mesma. Ethernet PAUSE pode ser habilitado em ambas as direções, desabilitado em ambas as direções ou habilitado em uma direção e desabilitado na outra direção. Você configura o controle de fluxo assimétrico incluindo a configured-flow-control declaração no nível da [edit interfaces interface-name ether-options] hierarquia.

Em qualquer interface específica, o controle de fluxo simétrico e assimétrico são mutuamente exclusivos. O controle de fluxo assimétrico substitui e desativa o controle de fluxo simétrico. Há suporte para controle de fluxo simétrico e assimétrico.

Observação:

Se o PFC estiver configurado em uma interface, você não poderá confirmar uma configuração Ethernet PAUSE na interface. A tentativa de confirmar uma configuração Ethernet PAUSE em uma interface com PFC habilitado em uma ou mais filas resulta em um erro de confirmação. Para confirmar a configuração PAUSE, você deve primeiro excluir a configuração PFC.

• Controle de fluxo simétrico
• Controle de fluxo assimétrico

PFC

O PFC é um recurso de transporte e alívio de congestionamento sem perdas que funciona fornecendo controle de fluxo granular no nível do enlace para cada ponto de código IEEE 802.1p (prioridade) em um enlace Ethernet full-duplex. Quando o buffer de recepção em uma interface de switch é preenchido até um limite, o switch transmite um quadro de pausa ao remetente (o peer conectado) para interromper temporariamente que o remetente transmita mais quadros. O limite de buffer deve ser baixo o suficiente para que o remetente tenha tempo de parar de transmitir quadros e o receptor possa aceitar os quadros já no fio antes que o buffer estoure. O switch define automaticamente os limites de buffer de fila para evitar a perda de quadros.

Quando o congestionamento força uma prioridade em um link a pausar, todas as outras prioridades no link continuam a enviar quadros. Somente os quadros da prioridade pausada não são transmitidos. Quando o buffer de recebimento é esvaziado abaixo de outro limite, o switch envia uma mensagem que inicia o fluxo novamente.

Você configura o PFC usando um perfil de notificação de congestionamento (CNP). Um CNP tem duas partes:

• Entrada — Especifique o ponto de código (ou pontos de código) no qual habilitar o PFC e, opcionalmente, especifique a unidade máxima de recepção (MRU) e o comprimento do cabo entre a interface e a interface de peer conectada.

• Saída — Especifique a fila de saída ou filas de saída que respondem às mensagens de pausa do peer conectado.

Você aplica uma configuração de PFC configurando um CNP em uma ou mais interfaces. Cada interface que usa um CNP específico é habilitada para pausar o tráfego identificado pelas prioridades (pontos de código) especificadas nesse CNP. Você pode configurar um CNP em uma interface e pode configurar diferentes CNPs em diferentes interfaces. Quando você configura um CNP em uma interface, o tráfego de entrada mapeado para uma prioridade que o CNP habilita para PFC é pausado sempre que o buffer de fila é preenchido até o limite de pausa. (O limite de pausa não é configurável pelo usuário.)

Configure o PFC para uma prioridade de ponta a ponta ao longo de todo o caminho de dados para criar uma faixa de tráfego sem perdas na rede. Você pode pausar seletivamente o tráfego em qualquer fila sem pausar o tráfego para outras filas no mesmo link. Você pode criar faixas sem perdas para tráfego como FCoE, backup ou gerenciamento de LAN, enquanto usa o gerenciamento de congestionamento de queda de quadro padrão para tráfego IP no mesmo link.

As consequências potenciais do controle de fluxo são:

• Congestionamento de porta de entrada (configurar muitos fluxos sem perdas pode causar congestionamento de porta de entrada)

• Uma prioridade pausada que faz com que os dispositivos upstream pausem a mesma prioridade, espalhando o congestionamento de volta pela rede

Por definição, o PFC suporta apenas pausa simétrica (ao contrário da Ethernet PAUSE, que suporta pausa simétrica e assimétrica). Com pausa simétrica, um dispositivo pode:

• Transmita quadros de pausa para pausar o tráfego de entrada. (Você configura isso usando a sub-rotina de entrada de um perfil de notificação de congestionamento.)

• Receba quadros pausados e pare de enviar tráfego para um dispositivo cujo buffer esteja muito cheio para aceitar mais quadros. (Você configura isso usando a sub-rotina de saída de um perfil de notificação de congestionamento.)

O recebimento de um quadro PFC de um peer conectado pausa o tráfego em filas de saída com base nas prioridades do IEEE 802.1p que o quadro de pausa PFC identifica. As prioridades são de 0 a 7. Por padrão, as prioridades são mapeadas para os números de fila de 0 a 7, respectivamente, e para classes de encaminhamento específicas, conforme mostrado na Tabela 4:

Tabela 4: Prioridade PFC padrão para mapeamento de classe de fila e encaminhamento

Prioridade IEEE 802.1p (ponto de código)	Fila	Classe de encaminhamento
0 (000)	0	melhor esforço
1 (001)	1	melhor esforço
2 (010)	2	melhor esforço
3 (011)	3	FCoE
4 (100)	4	sem perdas
5 (101)	5	melhor esforço
6 (110)	6	controle de rede
7 (111)	7	controle de rede

Por exemplo, um quadro de pausa PFC recebido que pausa a prioridade 3 pausa a fila de saída 3. Se você não quiser usar a configuração padrão, poderá configurar o mapeamento personalizado de prioridades para filas e classes de encaminhamento.

Observação:

Por convenção, as implantações com acesso ao servidor convergente normalmente usam a prioridade 3 do IEEE 802.1p para tráfego FCoE. A configuração padrão define a fcoe classe de encaminhamento como uma classe de encaminhamento sem perdas mapeada para a fila 3. O classificador padrão mapeia o tráfego de prioridade de entrada 3 para a fcoe classe de encaminhamento. No entanto, você deve aplicar o PFC a todo o caminho de dados do FCoE para configurar o comportamento sem perdas de ponta a ponta que o tráfego do FCoE exige.

Se sua rede usa prioridade 3 para tráfego FCoE, recomendamos que você use a configuração padrão. Se sua rede usar uma prioridade diferente de 3 para tráfego FCoE, você poderá configurar o transporte FCoE sem perdas em qualquer prioridade IEEE 80.21p, conforme descrito em Entender as prioridades do CoS IEEE 802.1p para fluxos de tráfego sem perdas e Entender o remapeamento de prioridade do CoS IEEE 802.1p em um gateway FCoE-FC.

Para habilitar o PFC em uma prioridade:

1. Especifique o ponto de código IEEE 802.1p para pausar na sub-rotina de entrada de um CNP.

2. Se você não estiver usando as classes de encaminhamento sem perdas padrão, especifique o ponto de código IEEE 802.1p a ser pausado e a fila de saída correspondente na sub-rotina de saída do CNP.

3. Aplique o CNP às interfaces de entrada nas quais você deseja pausar o tráfego.

4. Se você não estiver usando as classes de encaminhamento sem perdas padrão, aplique o CNP às interfaces de entrada nas quais deseja pausar o tráfego.

ATENÇÃO:

Qualquer alteração na configuração do PFC em uma porta bloqueia temporariamente toda a porta (não apenas as prioridades afetadas pela mudança do PFC) para que a porta possa implementar a mudança e, em seguida, desbloqueia a porta. O bloqueio da porta interrompe o tráfego de entrada e saída e causa perda de pacotes em todas as filas da porta até que a porta seja desbloqueada.

Uma alteração na configuração do PFC significa qualquer alteração em um CNP, incluindo a alteração da parte de entrada do CNP (habilitando ou desabilitando o PFC em uma prioridade ou alterando os valores de MRU ou comprimento do cabo) ou alterando a parte de saída do CNP que habilita ou desabilita o controle de fluxo de saída em uma fila. Uma alteração na configuração do PFC afeta apenas as portas que usam o CNP alterado.

As seguintes ações alteram a configuração do PFC:

• Excluir ou desabilitar uma configuração de PFC (entrada ou saída) em um CNP que está em uso em uma ou mais interfaces. Por exemplo:

  1. Um CNP existente com uma estrofe de entrada que habilita o PFC nas prioridades 3, 5 e 6 é configurado nas interfaces xe-0/0/20 e xe-0/0/21.

  2. Desabilitamos a configuração do PFC para prioridade 6 no CNP de entrada e, em seguida, confirmamos a configuração.

  3. A mudança de configuração do PFC faz com que todo o tráfego nas interfaces xe-0/0/20 e xe-0/0/21 pare até que a mudança do PFC seja implementada. Quando a alteração do PFC for implementada, o tráfego será retomado.

• Configurando um CNP em uma interface. (Isso altera o estado do PFC ativando o PFC em uma ou mais prioridades.)

• Excluindo um CNP de uma interface. (Isso altera o estado do PFC desabilitando o PFC em uma ou mais prioridades.)

Quando você associa o CNP a uma interface, a interface usa o PFC para enviar solicitações de pausa quando o buffer da fila de saída para o tráfego sem perdas é preenchido até o limite de pausa.

Em switches que usam classificadores diferentes para tráfego unicast e multidestino, você pode mapear uma fila unicast (fila 0 a 7) e uma fila multidestino (fila 8, 9, 10 ou 11) para o mesmo ponto de código IEEE 802.1p (prioridade) para que o tráfego unicast e multicast use essa prioridade. No entanto, não mapeie o tráfego multidestino para filas de saída sem perdas. Você pode mapear uma prioridade para várias filas de saída.

Observação:

Você pode anexar no máximo um CNP a uma interface, mas pode criar um número ilimitado de CNPs que configuram explicitamente apenas a estrofe de entrada e usam a estrofe de saída padrão.

A sub-rotina de saída do CNP é mapeada para um perfil que as interfaces usam para responder às mensagens de pausa recebidas do peer conectado. Em switches autônomos, você pode criar dois CNPs com uma estrofe de saída configurada explicitamente.

Resumo do suporte de transporte sem perdas

Para transporte sem perdas, você deve habilitar o PFC nas prioridades do IEEE 802.1p (pontos de código) mapeadas para classes de encaminhamento sem perdas.

ATENÇÃO:

Qualquer alteração na configuração do PFC em uma porta bloqueia temporariamente toda a porta (não apenas as prioridades afetadas pela mudança do PFC) para que a porta possa implementar a mudança e, em seguida, desbloqueia a porta. O bloqueio da porta interrompe o tráfego de entrada e saída e causa perda de pacotes em todas as filas da porta até que a porta seja desbloqueada.

A configuração padrão do CoS fornece duas classes de encaminhamento sem perdas, fcoe e sem perdas. Se você configurar explicitamente classes de encaminhamento sem perdas, deverá incluir o atributo de queda de pacotes para permitir um no-loss comportamento sem perdas, ou o tráfego não será sem perdas. Para a configuração de classe de encaminhamento sem perdas padrão e explícita, você deve configurar as estrofes de entrada CNP para habilitar o PFC na prioridade do tráfego sem perdas e aplicar os CNPs às interfaces de entrada.

Entendendo as prioridades do CoS IEEE 802.1p para fluxos de tráfego sem perdas fornece informações detalhadas sobre a configuração explícita de prioridades sem perdas e sobre a configuração padrão de prioridades sem perdas, incluindo as estrofes de entrada e saída do CNP.

Comportamento de controle de fluxo no nível do enlace específico da plataforma

Use o Explorador de Recursos para confirmar o suporte à plataforma e à versão para recursos específicos.

Use as tabelas a seguir para revisar os comportamentos específicos da plataforma para suas plataformas:

• Tabela 5

• Tabela 6

Tabela 5: Comportamento de PAUSE Ethernet específica da plataforma

Plataforma	Diferença
EX4400	Nos switches EX4400, quando uma porta física recebe quadros de pausa, ela encerra a pausa recebida e gera um novo quadro de pausa para encaminhar ao MAC. Esse processo de encerramento e geração de quadros de pausa resulta em contadores MAC incrementados nas estatísticas da interface, embora a porta não transmita nenhum tráfego. As estatísticas de bytes de entrada na interface do dispositivo remoto são zero. Esse é o comportamento esperado e garante uma resposta rápida para pausar a recepção do quadro.
Série PTX	Os roteadores da Série PTX oferecem suporte a apenas duas prioridades para o PFC.
Série QFX10000	Os switches QFX10000 não oferecem suporte à pausa Ethernet.

Tabela 6: Comportamento do PFC específico da plataforma

Plataforma	Diferença
Série PTX10000	Os dispositivos da Série PTX10000 oferecem suporte a duas classes de encaminhamento sem perdas.
Série QFX	Os dispositivos da Série QFX oferecem suporte a seis classes de encaminhamento sem perdas.
Série QFX10000	Os dispositivos QFX10002-60C não suportam PFC e filas sem perdas; Ou seja, as filas padrão sem perdas (FCoE e sem perda) são filas com perdas.