了解 CoS 缓冲区配置

无损流 （PFC） 与以太网暂停的缓冲区处理

在以下部分讨论无损缓冲区时，我们是指处理启用了 PFC 以确保无损传输的流量的缓冲区。在启用以太网暂停 （IEEE 802.3x） 的链路上，无损缓冲区不会用于尽力流量。无损入口和出口共享缓冲区和入口无损余量共享缓冲区仅用于启用 PFC 的流量。

注意：

要支持无损流，必须配置适当的数据中心桥接功能（PFC、DCBX 和 ETS）和调度属性。

共享缓冲区池和分区

共享缓冲区池是交换机上所有端口在需要缓冲区时动态共享的全局内存空间。在端口的专用缓冲区池耗尽后，交换机使用共享缓冲区池来吸收突发流量。

您可以将入口共享缓冲区池和出口共享缓冲区池划分为三个分区，以便将每个缓冲区池的百分比分配给不同类型的流量。对入口或出口共享缓冲区池进行分区时：

• 如果显式配置一个入口共享缓冲区分区，则必须显式配置所有三个入口共享缓冲区分区。（您可以显式配置所有三个入口分区，或者对所有三个入口分区使用默认设置。）

  如果显式配置了一个出口共享缓冲区分区，则必须显式配置所有三个出口共享缓冲区分区。（您可以显式配置所有三个出口分区，或者对所有三个出口分区使用默认设置。）

  如果在配置入口或出口共享缓冲区分区时未显式配置所有三个分区，交换机将返回提交错误。

• 三个入口共享缓冲区分区的总百分比必须正好达到 100%。

  三个出口共享缓冲区分区的总百分比必须正好为 100%。

  显式配置入口或出口共享缓冲区分区时，如果三个分区的总百分比不等于 100%，交换机将返回提交错误。

• 如果对一组共享缓冲区进行显式分区，则不必对另一组共享缓冲区进行显式分区。例如，您可以显式配置入口共享缓冲区分区，并使用默认出口共享缓冲区分区。但是，如果将入口缓冲区池的缓冲区分区更改为与预期的流量类型匹配，则可能还需要更改出口缓冲区池的缓冲区分区，以匹配这些流量。

您可以配置分配给共享缓冲区池的可用未保留缓冲区空间百分比。未分配给共享缓冲区池的空间将被添加到专用缓冲区池中，并在端口之间平分。默认配置将 100% 的未保留入口和出口缓冲区空间分配给共享缓冲区。

通过配置入口和出口共享缓冲区池分区，您可以为网络主要承载的流量类型分配更多缓冲区，而为其他流量分配的缓冲区更少。

Ingress Shared Buffer Pool Partitions

您可以配置三个入口缓冲区池分区：

• 无损缓冲区 — 适用于所有无损入口流量的共享缓冲区池。我们建议将 5% 作为无损缓冲区的最大值。

• 无损余量缓冲区 — 在断定暂停时接收的数据包的共享缓冲区池。如果针对端口上的优先级启用了 PFC（当端口向连接的对等方发送暂停消息时，端口将使用余量缓冲区来存储从端口发送暂停消息的时间到对等方暂停流量之后最后一个数据包到达的时间之间的数据包）。无损余量缓冲区的最大值为 0（零）。（无损空间缓冲区是唯一建议值可小于 5% 的缓冲区。）

  注意：

  在 QFX 虚拟机箱和 EX4600/EX4650 虚拟机箱上，无损余量缓冲区的最大值为 3%。

• 有损缓冲区 — 共享缓冲区池，适用于所有尽力而为的入口流量（尽力单播、多播和严格高优先级流量）。我们建议将 5% 作为尽力缓冲区的最大值。

入口无损、无损余量和尽力缓冲区分区的总百分比值必须完全达到 100%。如果缓冲区总百分比超过 100% 或小于 100%，交换机将返回提交错误。如果显式配置一个入口共享缓冲区分区，则必须显式配置所有三个入口缓冲区分区，即使无损余量缓冲区分区的值为 0（零）%。

Egress Shared Buffer Pool Partitions

您可以配置三个出口缓冲区池分区：

• 无损缓冲区 — 所有无损出口队列的共享缓冲区池。我们建议将 5% 作为无损缓冲区的最大值。

• 有损缓冲区 — 适用于所有尽力服务出口队列（尽力服务单播队列和严格优先级队列）的共享缓冲区池。我们建议将 5% 作为尽力缓冲区的最大值。

• 组播缓冲区 — 所有多点部署（组播、广播和目标查找失败）出口队列的共享缓冲区池。我们建议将 5% 作为组播缓冲区的最大值。

出口无损、有损和组播缓冲区分区的总百分比值必须完全达到 100%。如果缓冲区总百分比超过 100% 或小于 100%，交换机将返回提交错误。所有出口缓冲区分区都必须进行显式配置，并且值应至少为 5%。如果显式配置出口共享缓冲区分区，则必须显式配置所有三个出口缓冲区分区，并且每个分区的值应至少为 5%。

注意：

当两个或更多下游接口数据包大小高于 ~6k 且数据包入口速率为 1000pps 时，QFX5200-32C 不会复制所有组播流。这是因为 QFX5200-32C 上的工作流数量与数据包大小间接成正比，并且与可用的组播共享缓冲区成正比。

专用端口缓冲区池和缓冲区分配给队列

全局专用缓冲区池是平均分配给每个端口的内存，因此每个端口都会接收有保证的最小缓冲区空间量。专用缓冲区不会在端口之间共享。每个端口接收的专用缓冲区池比例相同。

当流量进入和退出交换机时，交换机端口使用专用缓冲区来存储数据包。如果专用缓冲区不足以处理流量，交换机将使用共享缓冲区。增加专用缓冲区池的唯一方法是将共享缓冲区池从其 100% 的可用未保留缓冲区的默认值中减少。

专用缓冲区空间量不可配置，取决于分配给共享缓冲区的可用未保留缓冲区的百分比。（专用缓冲区空间等于最小保留端口缓冲区加上未分配给共享缓冲区池的可用非保留缓冲区的剩余空间。）

注意：

如果 100% 的可用未预留缓冲区分配给共享缓冲区池，交换机仍将保留最少的专用缓冲区池。

共享缓冲区池越大，端口间突发吸收越好。专用缓冲区池越大，每个端口的专用缓冲区空间量就越大。专用缓冲区空间越大，一个端口上的拥塞影响另一个端口上的流量的可能性就越小，因为该流量不需要使用尽可能多的共享缓冲区空间。

Allocating Dedicated Port Buffers to Queues

通过在调度器配置中包含语句，您可以在端口队列 buffer-size 之间划分出口端口的专用缓冲区分配。这样，您可以按端口、按队列控制出口端口专用缓冲区分配。（例如，您可以通过此功能为传输无损流量的队列预留更多缓冲区空间，或阻止端口为不承载流量的队列保留缓冲区。）出口专用端口缓冲区分配是一种分层结构，在端口之间均匀分配全局专用缓冲区池，然后在端口队列中划分每个端口的分配。

默认情况下，端口在其出口队列中分配专用缓冲区的比例与默认调度程序设置流量的最小保证传输速率（ transmit-rate 选项）相同。只有默认调度器中包含的队列才能接收带宽和专用缓冲区，其比例如下 ：表 2：

在默认配置中，除 表 2 所示的出口队列外，没有出口队列接收专用端口缓冲区的分配。

注意：

交换机使用分层计划来控制端口和队列带宽分配，如 了解 CoS 层次结构端口调度 （ETS） 中所述，以及 配置 CoS 分层端口调度 （ETS） 中的示例。对于出口队列缓冲区大小配置，当您将流量控制配置文件（包括队列调度器信息）连接到端口时，端口上的专用出口缓冲区将在计划程序中配置的队列之间划分。

如果不想使用对队列的专用端口缓冲区的默认分配，请使用 buffer-size 连接到端口的调度器中的选项来配置队列分配。您可以通过两种方式将专用缓冲区分配配置为队列：

• 作为一个百分比 — 当队列映射到计划程序并将计划程序连接到端口时，队列接收指定百分比的专用端口缓冲区。

• 作为剩余部分 — 在端口为具有显式缓冲区百分比配置的队列提供服务之后，剩余的专用端口缓冲区空间将与其他附加计划程序的其他队列相等。（队列没有默认或显式调度程序意味着没有该队列的专用缓冲区分配。）如果配置了调度器，并且未将缓冲区大小指定为百分比， 则剩余部分 为默认设置。

注意：

一个端口上所有队列的所有显式配置缓冲区大小百分比总数不能超过 100%。

在所有 QFX5000 平台上，在计算队列的专用缓冲区分配时，软件将任何部分专用缓冲区值四舍五入为最接近的全整数，并在硬件中对此值进行编程，以避免过度分配。

将所有专用缓冲区分配给所有配置的队列后，所有 QFX5000 平台都会将所有未使用的端口专用缓冲区空间分配给第一个配置的队列。

Configuring Dedicated Port Buffer Allocation to Queues

在包含多个转发类集的端口配置中，如果多个转发类映射到多个调度器，则端口专用缓冲区到队列的分配取决于将缓冲区大小配置为显式百分比的队列和按选项配置（或默认为） remainder 选项的队列的组合。

展示使用百分比和剩余选项如何影响队列的专用端口缓冲区分配的最好方法是显示队列缓冲区分配的示例，然后显示向端口添加另一个转发类（队列）时队列缓冲区分配的更改。

表 3 显示了一个初始配置，其中包括四个转发类集、五个默认转发类（映射到这些转发类的五个默认队列）、 buffer-size 选项配置以及每个队列得到的缓冲区分配。 表 4 显示了在将另一个转发类（best-effort-2，映射到队列 1）添加到尽力转发类集后，采用相同的配置。比较每个表中的缓冲区分配可显示，当您使用剩余部分和显式百分比为不同队列配置缓冲区分配时，添加另一个队列将如何影响缓冲区分配。

在此第一个示例中，70% 的出口端口专用缓冲区池被显式分配给尽力服务队列、fcoe 队列和无损失队列。剩余 30% 的端口专用缓冲区池被拆分为使用 remainder 选项（网络控制和 mcast）的两个队列，因此每个队列接收 15% 的专用缓冲区池。

现在，我们将另一个转发类（队列）添加到尽力而为的优先级组 （fc-set-be），并用 剩余 缓冲区大小进行配置，而不是配置特定百分比。由于第三个队列现在共享剩余的专用缓冲区，因此共享剩余专用缓冲区的队列接收的专用缓冲区较少，如 表 4 所示。具有显式配置百分比的队列接收已配置的专用缓冲区百分比。

这两个表显示了端口如何划分已明确配置专用缓冲区空间百分比的队列后保留的专用缓冲区空间。

共享缓冲区空间与专用缓冲区空间之间的权衡

共享缓冲区空间和专用缓冲区空间之间的取舍是：

• 共享缓冲区可以更好地吸收突发流量，因为端口可以根据需要使用更大的动态缓冲区池来处理突发流量。但是，耗尽专用缓冲区空间的所有流都会争夺共享缓冲区池。更大的共享缓冲区池意味着专用缓冲区池更小，因此共享缓冲区池的竞争更加激烈，因为更多的流耗尽其专用缓冲区分配。共享缓冲区空间过多会导致没有单个流接收太多共享缓冲区空间，从而在许多流争夺该空间时保持公平性。

• 专用缓冲区为每个端口提供有保证的缓冲区空间。专用缓冲区池越大，一个端口上的拥塞影响另一个端口上的流量的可能性就越小，因为该流量不需要使用尽可能多的共享缓冲区空间。但是，共享缓冲区空间减少意味着无法动态吸收突发流量。

要实现最佳突发吸收，交换机需要足够的专用缓冲区空间，以避免共享缓冲区空间持续竞争。当更少的流竞争共享缓冲区时，需要共享缓冲区空间来吸收突发的流会接收更多的共享缓冲区，因为更少的流耗尽其专用缓冲区空间。

默认配置和针对不同流量场景建议的配置将 100% 的用户可配置内存空间分配给全局共享缓冲区池，因为为专用缓冲区保留的空间量足以避免动态共享缓冲区的激烈竞争。这样，竞争共享缓冲区的流就会减少，因此竞争流接收的缓冲区空间更多。

缓冲区消耗顺序

总缓冲区池分为入口和出口共享缓冲区池和专用缓冲区池。当流量流经交换机时，缓冲区空间按特定顺序使用，具体取决于流量类型。

在入口上，缓冲区消耗顺序为：

• 尽力而为的单播流量：

  1. 专用缓冲区

  2. 共享缓冲区

  3. 全局空间缓冲区（非常小）

• 无损单播流量：

  1. 专用缓冲区

  2. 共享缓冲区

  3. 无损空间缓冲区

  4. 全局空间缓冲区（非常小）

• 多摄取流量：

  1. 专用缓冲区

  2. 共享缓冲区

  3. 全局空间缓冲区（非常小）

在出口上，单播尽力、无损单播和多播的缓冲区消耗顺序相同：

• 专用缓冲区

• 共享缓冲区

在所有端口上，交换机都会首先使用专用缓冲区池，仅在端口或队列的专用缓冲区池耗尽后才使用共享缓冲区池。这将保留用于吸收突发流量的最大动态共享缓冲区空间。

缓冲区池总大小

总缓冲区池是具有单独入口和出口计费的公共内存，因此从入口和出口的角度来看，完整的缓冲区池都可用。总缓冲区池由专用缓冲区空间和共享缓冲区空间组成。总缓冲区池的大小不可配置，但为专用和共享缓冲区池分配的缓冲区空间可由用户配置。

在 QFX3500 和 QFX3600 交换机上，入口和出口缓冲区池的总大小约为 9 MB（确切为 9360 KB）。

在 QFX5100、EX4600 和 OCX 系列交换机上，入口和出口缓冲区池的总大小约为 12 MB（正好为 12480 KB）。

在 QFX5110 和 QFX5200-32C 交换机上，入口和出口缓冲区池的总大小约为 16 MB。

在 QFX5200-48Y 交换机上，入口和出口缓冲区池的总大小约为 22 MB。

在 QFX5210 交换机上，入口和出口缓冲区池的总大小约为 42 MB。

在 QFX5220 交换机上，入口和出口缓冲区池的总大小约为 64 MB。

共享缓冲区池默认值

某些交换机的共享缓冲区池比其他交换机更大。但是，即使绝对值不同，向各个入口和出口缓冲区池分配的共享缓冲区空间仍按百分比相同。例如，尽管入口无损缓冲区的默认绝对值因交换机而异，但默认入口无损缓冲区是所有交换机上总共享入口缓冲区空间的 9%。

Shared Ingress Buffer Default Values

表 5 显示了 QFX5210 交换机的默认入口共享缓冲区分配值，以 KB 单位为单位。

表 6 显示了 QFX5200-48Y 交换机的默认入口共享缓冲区分配值（以 KB 单位为单位）。

表 7 显示了 QFX5110 和 QFX5200-32C 交换机的默认入口共享缓冲区分配值，以 KB 单元为单位。

表 8 显示了 QFX5100、EX4600 和 OCX 系列交换机的默认入口共享缓冲区分配值，以 KB 为单位。

表 9 显示了 QFX3500 和 QFX3600 交换机的默认入口共享缓冲区分配值，以 KB 单位表示。

表 10 显示了所有交换机的默认入口共享缓冲区分配值百分比。（如果更改默认共享缓冲区分配，请将更改配置为百分比。）

Shared Egress Buffer Default Values

表 11 显示了 QFX5210 交换机的默认出口共享缓冲区分配值，以 KB 单位为单位。

表 12 显示了 QFX5200-48Y 交换机的默认出口共享缓冲区分配值，以 KB 单位为单位。

表 13 显示了 QFX5110 和 QFX5200-32C 交换机的默认出口共享缓冲区分配值，以 KB 单位表示。

注意：

当两个或更多下游接口数据包大小高于 ~6k 且数据包入口速率为 1000pps 时，QFX5200-32C 不会复制所有组播流。这是因为 QFX5200-32C 上的工作流数量与数据包大小间接成正比，并且与可用的组播共享缓冲区成正比。

表 14 显示了 QFX5100、EX4600 和 OCX 系列交换机的默认出口共享缓冲区分配值，以 KB 单位为单位。

表 15 显示了默认出口共享缓冲区分配值（以 KB 单位）。

表 16 以百分比表示所有交换机的默认出口共享缓冲区分配值。

专用缓冲区池默认值

系统保留入口和出口专用缓冲区池，这些缓冲区池在交换机端口之间平分。默认情况下，系统将 100% 的可用未保留缓冲区空间分配给共享缓冲区池。如果降低分配给共享缓冲区池的可用未保留缓冲区空间的百分比，则剩余未预留缓冲区空间将添加到专用缓冲区池分配中。您可以通过减少（或增加）分配给共享缓冲区池的缓冲区空间百分比来配置专用缓冲区池空间量。您不直接配置专用缓冲区池分配。

表 17 显示了 QFX5210、QFX5200、QFX5110、QFX5100、QFX3500、QFX3600、EX4600 和 OCX 系列交换机的默认入口和出口专用缓冲区池值（以 KB 为单位）。

平衡流量（默认配置）

默认共享缓冲区配置专为包含尽力单播、无损和多播（组播、广播和目标查找失败）流量的平衡网络而优化。默认服务等级 （CoS） 配置也针对承载平衡流量组合的网络进行了优化。

注意：

在 OCX 系列交换机上，默认 CoS 配置优化不包括无损流量，因为 OCX 系列交换机不支持无损传输。

除 OCX 系列交换机外，我们建议对传输平衡流量的网络使用默认共享缓冲区配置，特别是在使用默认 CoS 设置的情况下。 表 18 显示了默认入口共享缓冲区分配：

表 19 显示了默认出口共享缓冲区分配：

尽力而为的单播流量

如果您的网络主要承载尽力而为（有损）单播流量，则默认共享缓冲区配置分配过多的缓冲区空间以支持无损传输。建议不要浪费这些缓冲区，而是使用以下入口共享缓冲区设置（见 表 20）和出口共享缓冲区设置（请参阅 表 21）：

请参阅示例：“建议配置具有最佳单播流量的网络共享缓冲区池”示例，其中展示了如何配置表 20 和表 21 所示的推荐缓冲区设置。

以太网暂停流量

如果您的网络主要承载尽力而为（有损）流量， 并在 链路上启用以太网暂停，则默认共享缓冲区配置会为共享入口缓冲区分配过多的缓冲区空间（以太网 PAUSE 流量使用专用缓冲区而不是共享缓冲区），而无损裕量缓冲区则没有足够的空间。我们建议使用以下入口共享缓冲区设置（请参阅 表 22）和出口共享缓冲区设置（请参阅 表 23）：

请参阅示例：建议配置已启用以太网暂停的链路上大部分尽力而为流量的网络的共享缓冲区池配置，该配置示例展示了如何配置表 20 和表 21 所示的推荐缓冲区设置。

尽力而为的组播（多摄取）流量

如果您的网络主要承载尽力（有损）组播流量，则默认共享缓冲区配置会分配太多缓冲区空间以支持无损传输。建议不要浪费这些缓冲区，而是使用以下入口共享缓冲区设置（见 表 24）和出口共享缓冲区设置（请参阅 表 25）：

请参阅示例：“建议配置网络主要为组播流量的共享缓冲区池”，示例将向您展示如何配置表 24 和表 25 所示的推荐缓冲区设置。

无损流量

如果您的网络主要承载无损流量，则默认共享缓冲区配置分配过多的缓冲区空间，以支持尽最大努力的流量。建议不要浪费这些缓冲区，而是使用以下入口共享缓冲区设置（见 表 26）和出口共享缓冲区设置（请参阅 表 27）：

请参阅示例：适用于大部分无损流量的网络的共享缓冲区池建议配置，示例将向您展示如何配置表 26 和表 27 所示的推荐缓冲区设置。