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Entendendo os Agendadores de Fila de Saída de CoS
O agendamento da fila de saída define as propriedades de classe de serviço (CoS) das filas de saída. As filas de saída são mapeadas para classes de encaminhamento e os classificadores mapeiam o tráfego de entrada para classes de encaminhamento com base nos pontos de código IEEE 802.1p ou DSCP. As propriedades da fila de saída incluem a quantidade de largura de banda da interface atribuída à fila, o tamanho do buffer de memória alocado para armazenar pacotes, a prioridade da fila e os perfis de queda de detecção antecipada aleatória ponderada (WRED) associados à fila. O agendamento de filas funciona com o agendamento de grupo prioritário para criar um agendador hierárquico de duas camadas.
O agendador hierárquico aloca largura de banda de porta para um grupo de filas (classes de encaminhamento) chamado de grupo prioritário (conjunto de classes de encaminhamento), e o agendamento de filas determina a parte da largura de banda do grupo prioritário que uma fila específica pode usar. Portanto, a primeira camada de agendamento está alocando largura de banda de porta para um conjunto de classes de encaminhamento e a segunda camada de agendamento está alocando largura de banda do conjunto de classes de encaminhamento para classes de encaminhamento (filas).
Os mapas do agendador associam agendadores de fila a classes de encaminhamento. A fila mapeada para uma classe de encaminhamento recebe os recursos de agendamento atribuídos a essa classe de encaminhamento. Você associa um mapa do agendador a um perfil de controle de tráfego e, em seguida, associa o perfil de controle de tráfego a um conjunto de classes de encaminhamento (grupo prioritário) e uma interface de porta para aplicar o agendamento a uma porta. Em conjunto com o agendamento de grupo prioritário configurado no perfil de controle de tráfego, o agendamento de filas configura os agendadores de pacotes e os processos de descarte de pacotes de detecção antecipada aleatória ponderada (WRED) para filas.
Quando você configura a largura de banda para uma fila ou um grupo prioritário, o switch considera apenas os dados como a largura de banda configurada. O switch não leva em conta a largura de banda consumida pelo preâmbulo e a lacuna entre quadros (IFG). Portanto, ao calcular e configurar os requisitos de largura de banda para uma fila ou para um grupo prioritário, considere o preâmbulo e o IFG, bem como os dados nos cálculos.
Componentes de agendamento da fila de saída
A Tabela 1 fornece uma referência rápida aos componentes do agendador que você pode configurar para determinar as propriedades de largura de banda das filas de saída (classes de encaminhamento), e a Tabela 2 fornece uma referência rápida a alguns componentes de configuração de agendamento relacionados.
Componente do Agendador da Fila de Saída |
Descrição |
|---|---|
Tamanho do buffer |
Define o tamanho do buffer da fila. Consulte Noções básicas sobre a configuração do buffer de CoS. |
Mapa de perfil de queda |
Mapeia um perfil de queda para uma prioridade de perda. Os componentes do mapa de perfil suspenso incluem:
|
Notificação explícita de congestionamento |
Habilita a notificação explícita de congestionamento (ECN) na fila. Consulte Notificação explícita de congestionamento (ECN) do CoS. |
Prioridade |
Define a prioridade de agendamento aplicada à fila. Consulte Definindo a Prioridade de Agendamento de Fila de CoS. |
Taxa de modelagem |
Define a largura de banda máxima que a fila pode consumir. Consulte Entendendo a modelagem de grupo prioritário de CoS e a modelagem de fila (largura de banda máxima). |
Taxa de transmissão |
Define a largura de banda mínima garantida para a fila. A largura de banda extra é compartilhada entre as filas proporcionalmente à largura de banda mínima garantida de cada fila. Consulte Noções básicas sobre o grupo prioritário de CoS e a largura de banda mínima garantida pela fila. |
Outros componentes de agendamento |
Descrição |
|---|---|
Classe de encaminhamento |
Mapeia o tráfego para uma fila de saída. Os classificadores mapeiam classes de encaminhamento para pontos de código IEEE 802.1p, DSCP ou EXP. Uma classe de encaminhamento, uma fila de saída e bits de ponto de código são mapeados entre si e identificam o mesmo tráfego. (Os bits do ponto de código identificam o tráfego de entrada. Os classificadores atribuem tráfego a classes de encaminhamento com base nos bits de ponto de código. As classes de encaminhamento são mapeadas para filas de saída. Esse mapeamento determina a fila de saída que cada classe de tráfego usa nas interfaces de saída do switch.) |
Fila de saída |
Armazena o tráfego em buffer antes que o switch encaminhe o tráfego para fora da interface de saída. As filas de saída são mapeadas para classes de encaminhamento. A opção aplica propriedades de CoS definidas em agendadores para filas de saída, mapeando classes de encaminhamento para agendadores em mapas de agendadores. A fila mapeada para a classe de encaminhamento tem as propriedades de CoS definidas no agendador mapeadas para essa classe de encaminhamento. |
Mapa do agendador |
Mapeia agendadores para classes de encaminhamento (as classes de encaminhamento são mapeadas para filas, portanto, uma classe de encaminhamento representa uma fila e o agendador mapeado para uma classe de encaminhamento determina as propriedades de CoS da fila de saída mapeada para essa classe de encaminhamento). |
Perfil de controle de tráfego |
Configura o agendamento para o conjunto de classes de encaminhamento (grupo de prioridades) e associa um mapa do planejador ao conjunto de classes de encaminhamento para aplicar o agendamento de filas às classes de encaminhamento no conjunto de classes de encaminhamento. A largura de banda de porta extra é compartilhada entre os conjuntos de classes de encaminhamento proporcionalmente à largura de banda mínima garantida de cada conjunto de classes de encaminhamento. |
Conjunto de classes de encaminhamento |
Nome de um grupo prioritário. Você mapeia classes de encaminhamento para conjuntos de classes de encaminhamento. Um conjunto de classes de encaminhamento consiste em uma ou mais classes de encaminhamento. |
Agendadores padrão
Cada classe de encaminhamento requer um agendador para definir as propriedades de CoS da classe de encaminhamento e sua fila de saída. Você pode usar os agendadores padrão ou definir novos agendadores para as classes de encaminhamento associadas. Para qualquer outra classe de encaminhamento, você deve configurar explicitamente um agendador. Para obter mais informações, consulte Agendamento padrão.
Taxa de transmissão (largura de banda mínima garantida)
A taxa de transmissão determina a largura de banda mínima garantida para cada classe de encaminhamento. O switch aplica a garantia de largura de banda mínima à fila de saída mapeada para a classe de encaminhamento. A taxa de transmissão também determina quanto excesso de largura de banda (extra) cada fila de baixa prioridade pode compartilhar; Cada fila compartilha largura de banda extra proporcionalmente à sua taxa de transmissão. Você especifica a taxa em bits por segundo como um valor fixo, como 1 Mbps, ou como uma porcentagem da largura de banda mínima garantida do conjunto de classe de encaminhamento total (a taxa garantida definida no perfil de controle de tráfego). O agendador padrão ou um agendador configurado aloca uma parte da largura de banda da interface de saída para cada classe de encaminhamento proporcionalmente à taxa de transmissão.
Para taxas de transmissão abaixo de 1 Gbps, recomendamos que você configure a taxa de transmissão como uma porcentagem em vez de uma taxa fixa. Isso ocorre porque o sistema converte taxas fixas em porcentagens e pode arredondar taxas fixas pequenas para uma porcentagem menor. Por exemplo, uma taxa fixa de 350 Mbps é arredondada para 3%.
Você não pode configurar uma taxa de transmissão para uma fila de prioridade estrita e alta. Filas com uma taxa de transmissão configurada não podem ser incluídas em um conjunto de classes de encaminhamento que tenha uma fila de prioridade estrita e alta (você não pode misturar filas de prioridade estrita e alta e filas que não são de prioridade estrita alta no mesmo conjunto de classes de encaminhamento).
A largura de banda alocada pode exceder a taxa mínima configurada se a largura de banda adicional estiver disponível em outras filas no conjunto de classes de encaminhamento que não estão usando toda a largura de banda alocada. Durante os períodos de congestionamento, a taxa de transmissão configurada é a largura de banda mínima garantida para a fila. Esse comportamento permite garantir que cada fila receba a quantidade de largura de banda apropriada ao seu nível de serviço e também seja capaz de compartilhar largura de banda não utilizada.
Configurar a largura de banda mínima garantida (taxa de transmissão) para uma classe de encaminhamento não funciona, a menos que você também configure a largura de banda mínima garantida (taxa garantida) para a classe de encaminhamento definida no perfil de controle de tráfego.
Além disso, a soma das taxas de transmissão das filas em um conjunto de classes de encaminhamento não deve exceder a taxa garantida para o conjunto de classes de encaminhamento. (Você não pode garantir uma largura de banda mínima combinada para as filas que seja maior do que a largura de banda mínima garantida para todo o conjunto de filas.)
Para obter mais informações, consulte Noções básicas sobre o grupo de prioridade de CoS e a largura de banda mínima garantida pela fila.
Compartilhamento de largura de banda extra
A largura de banda extra está disponível para filas de baixa prioridade quando um conjunto de classes de encaminhamento não usa toda a quantidade de largura de banda mínima garantida (taxa garantida). A largura de banda extra é compartilhada entre as classes de encaminhamento em um conjunto de classes de encaminhamento proporcionalmente à largura de banda mínima garantida (taxa de transmissão) de cada fila.
Por exemplo, em um conjunto de classes de encaminhamento, a Fila A tem uma taxa de transmissão de 1 Gbps, a Fila B tem uma taxa de transmissão de 1 Gbps e a Fila C tem uma taxa de transmissão de 2 Gbps. Depois de atender a largura de banda mínima garantida dessas filas, o conjunto de classes de encaminhamento tem 2 Gbps extras de largura de banda disponível e todas as três filas ainda têm pacotes para encaminhar. As filas recebem a largura de banda extra proporcionalmente às suas taxas de transmissão, portanto, a Fila A recebe 500 Mbps extras, a Fila B recebe 500 Mbps extras e a Fila C recebe 1 Gbps extra.
Taxa de modelagem (largura de banda máxima)
A taxa de modelagem define a largura de banda máxima que uma classe de encaminhamento pode consumir. Você especifica a taxa em bits por segundo como um valor fixo, como 3 Mbps ou como uma porcentagem da largura de banda máxima total do conjunto de classes de encaminhamento (a taxa de modelagem definida no perfil de controle de tráfego).
A largura de banda máxima para uma fila depende da largura de banda total disponível para o conjunto de classes de encaminhamento ao qual a fila pertence e de quanta largura de banda as outras filas no conjunto de classes de encaminhamento consomem.
Recomendamos que você sempre configure uma taxa de modelagem no agendador para filas de prioridade estrita e alta para evitar que elas deixem outras filas famintas.
Para obter mais informações, consulte Noções básicas sobre modelagem de grupo prioritário de CoS e modelagem de fila (largura de banda máxima).
Prioridade de agendamento
A prioridade de agendamento determina a ordem na qual uma interface transmite tráfego de suas filas de saída. Isso garante que as filas que contêm tráfego importante recebam acesso priorizado à largura de banda da interface de saída. A configuração de prioridade no agendador determina a prioridade da fila.
Para obter mais informações, consulte Definindo a prioridade de agendamento de fila de CoS.
Mapas de perfil suspenso do agendador
Os mapas de perfil de queda associam perfis de queda a agendadores de fila e prioridades de perda de pacotes (PLPs). Os perfis de descarte definem limites para descarte de pacotes durante períodos de congestionamento, com base no nível de preenchimento da fila e em uma probabilidade percentual de descarte de pacotes no nível de preenchimento de fila especificado. Em diferentes níveis de preenchimento, um perfil de descarte define diferentes probabilidades de descartar um pacote durante períodos de congestionamento.
Os classificadores atribuem tráfego de entrada a classes de encaminhamento (que são mapeadas para filas de saída) e também atribuem um PLP ao tráfego de entrada. O PLP pode ser baixo, médio-alto ou alto. Você pode classificar o tráfego com diferentes PLPs na mesma classe de encaminhamento para diferenciar o tratamento do tráfego dentro da classe de encaminhamento.
Em um mapa de perfil de queda, é possível configurar um perfil de queda diferente para cada PLP e associar (mapear) os perfis de queda a um planejador de filas. Um mapa do agendador mapeia o agendador da fila para uma classe de encaminhamento (fila de saída). O tráfego classificado na classe de encaminhamento usa as características de queda definidas nos perfis de queda que o mapa de perfil de queda associa ao planejador de filas. O perfil de queda que o tráfego usa depende do PLP que o classificador atribui ao tráfego. (Você pode mapear diferentes perfis de queda para a classe de encaminhamento para diferentes PLPs.)
Em resumo:
Os classificadores atribuem um dos três PLPs (baixo, médio-alto, alto) ao tráfego de entrada quando os classificadores atribuem tráfego a uma classe de encaminhamento.
Os perfis de descarte definem limites para descarte de pacotes em diferentes níveis de preenchimento de fila.
Os mapas de perfil de queda associam um perfil de queda a cada PLP e mapeiam os perfis de queda para agendadores.
O agendador mapeia agendadores de mapa para classes de encaminhamento e as classes de encaminhamento são mapeadas para filas de saída. O agendador mapeado para uma classe de encaminhamento determina as características de CoS da fila de saída mapeada para a classe de encaminhamento, incluindo o mapeamento do perfil de queda.
Tamanho do buffer
A maior parte do espaço total do buffer do sistema é dividida em dois buffer pools, buffers compartilhados e buffers dedicados. Os buffers compartilhados são um pool global que as portas compartilham dinamicamente conforme necessário. Os buffers dedicados são uma parte reservada do pool de buffers que é distribuída uniformemente para todas as portas. Cada porta recebe uma alocação igual de espaço de buffer dedicado. A alocação de buffer dedicado às portas não é configurável porque é reservada para as portas.
Os buffers de fila são alocados a partir do buffer pool dedicado designado à porta. Por padrão, as portas dividem sua alocação de buffers dedicados entre as filas de saída na mesma proporção em que o agendador padrão define as taxas mínimas de transmissão garantidas (transmit-rate) para o tráfego. Somente as filas incluídas no agendador padrão recebem buffers dedicados.
Se você não usar a configuração padrão, poderá configurar explicitamente o tamanho do buffer de fila 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 mapeado para uma porta.
Como um remanescente — depois que a porta atende as filas que têm uma configuração explícita de tamanho de buffer percentual, o espaço de buffer dedicado da porta restante é dividido igualmente entre as outras filas às quais um agendador está anexado. (Nenhum agendador padrão ou explícito significa que não há alocação de buffer dedicado para a fila.) Se você configurar um agendador e não especificar um tamanho de buffer como uma porcentagem, o restante será a configuração padrão.
O total de todas as porcentagens de tamanho de buffer configuradas explicitamente para todas as filas em uma porta não pode exceder 100%.
Para obter uma discussão completa sobre a configuração do buffer de fila no contexto da configuração do buffer de porta de entrada e saída, consulte Entendendo a Configuração do Buffer de CoS.
Notificação explícita de congestionamento
A notificação explícita de congestionamento (ECN) notifica as redes sobre o congestionamento com o objetivo de reduzir a perda e o atraso de pacotes, fazendo com que o dispositivo de envio diminua a taxa de transmissão até que o congestionamento seja eliminado, sem descartar pacotes. A ECN permite a notificação de congestionamento de ponta a ponta entre dois endpoints em redes baseadas em TCP/IP. O ECN está desabilitado por padrão.
Para obter mais informações, consulte Notificação explícita de congestionamento (ECN) de CoS.
Mapas do Agendador
Um mapa do agendador associa uma classe de encaminhamento a uma configuração do agendador. Depois de configurar um planejador, você deve incluí-lo em um mapa do planejador, associar o mapa do planejador a um perfil de controle de tráfego e, em seguida, associar o perfil de controle de tráfego a uma interface e um conjunto de classes de encaminhamento para implementar o agendamento de fila configurado.
Você pode associar até quatro mapas de agendador definidos pelo usuário a perfis de controle de tráfego. Para obter mais informações, consulte Visão geral dos agendadores padrão.