CoS Congestion Management verstehen
Eine Überlastung in einem Netzwerk tritt aufgrund verschiedener Parameter auf, und einige Pakete müssen verworfen werden, um eine Überlastung zu vermeiden und einen einfachen Datenverkehrsfluss im Netzwerk zu ermöglichen. Bei Ethernet-Switches der EX-Serie von Juniper Networks bietet Class of Service (CoS) Überlastungsmanagement-Mechanismen für einen Switch, um eingehende Pakete basierend auf bestimmten Parametern zu verwerfen, wenn eine Warteschlange voll ist. Je nachdem, welchen Switch der EX-Serie Sie verwenden, werden Pakete abhängig von der Priorität eines Pakets oder von der Priorität und der Ausfallwahrscheinlichkeit eines Pakets verworfen.
Sie können Parameter auf Hierarchieebene für das [edit class-of-service drop-profiles] Verwerfen von Paketen angeben und in einer Scheduler-Konfiguration auf die Parameter verweisen.
Gewichtetes Tail-Drop-Staumanagement
Ein Weighted Tail Drop (WTD) ist ein Überlastungsmanagement-Mechanismus, bei dem Pakete vom Ende der Warteschlange verworfen werden, wenn die Warteschlange eine bestimmte Pufferkapazität (d. h. den Füllstand) erreicht, daher der Name Weighted Tail Drop. Die Pakete, die verworfen werden, basieren auf ihrer Priorität und sind mit einer Paketverlustpriorität (PLP) von hoch gekennzeichnet. Sie können ein WTD-Profil (einen WTD-Mechanismus) in der Regel auf Edge-Geräten in einem Netzwerk konfigurieren.
Ein WTD-Profil wird nur auf den Ethernet-Switches EX2200, EX3200, EX3300, EX4200, EX4500, EX4550 und EX6200 von Juniper Networks unterstützt.
Wenn Sie ein WTD-Profil konfigurieren, legen Sie im Wesentlichen den Wert für die Warteschlangenfülle fest. Die Warteschlangenfülle stellt einen Prozentsatz des Arbeitsspeichers dar, der als Verzögerungspufferbandbreite bezeichnet wird und zum Speichern von Paketen im Verhältnis zur Gesamtmenge an Arbeitsspeicher verwendet wird, die für diese bestimmte Warteschlange reserviert wurde. Die Delay-Buffer-Bandbreite bietet Paketpufferspeicher, um Burst-Datenverkehr bis zur angegebenen Verzögerungsdauer zu absorbieren. Wenn der angegebene Verzögerungspuffer voll ist, werden Pakete vom Ende des Puffers verworfen.
Wenn Sie kein Verwerfungsprofil konfigurieren, ist standardmäßig das WTD-Profil wirksam und fungiert als primärer Mechanismus zum Verwalten von Überlastungen.
Das standardmäßige WTD-Profil, das den Paketen zugeordnet ist, deren PLP niedrig ist, kann nicht geändert werden. Sie können ein benutzerdefiniertes Drop-Profil nur für die Pakete konfigurieren, deren PLP hoch ist.
Gewichtetes zufälliges Überlastungsmanagement in der Früherkennung
Bei einem überlasteten Überlastungsmanagementmechanismus (Weighted Random Early Detection, WRED) werden zufällige Pakete mit einem PLP von niedrig oder hoch schrittweise verworfen (basierend auf der Drop-Wahrscheinlichkeit), wenn die Warteschlange eine bestimmte Pufferkapazität (d. h. einen Füllstand) erreicht.
Der WRED-Mechanismus wird nur auf EX4300 Standalone-Switches von Juniper Networks, EX4300 Virtual Chassis, EX4600 Standalone-Switches, EX8200 Standalone-Switches, EX8200 Virtual Chassis und EX9200 Standalone-Switches unterstützt.
Im Folgenden sind die verschiedenen Implementierungen von WRED aufgeführt:
Segmentiertes Drop-Profil
Interpoliertes Drop-Profil
Auf einer hohen Ebene ist das segmentierte Gefälleprofil ein treppenstufenartiges Gefälleprofil, während das interpolierte Gefälleprofil ein Smother-Gefälleprofil (Kurvenprofil) ist. Abbildung 1 und Abbildung 2 zeigen eine grafische Darstellung von segmentierten und interpolierten Tropfenprofilen. Unabhängig von der Implementierung stellt ein Tropfenprofil ein Diagramm dar, wobei die -Achse den Prozentsatz des Füllstands (l) und die xy-Achse den Prozentsatz der Tropfenwahrscheinlichkeit (p) darstellt. Der Ursprung (0,0) stellt das Löschprofil dar, in dem die Löschwahrscheinlichkeit 0 Prozent beträgt, wenn die Warteschlangenfüllung 0 Prozent beträgt, und der Punkt (100.100) gibt an, dass die Löschwahrscheinlichkeit 100 Prozent beträgt, wenn die Warteschlangenfüllung 100 Prozent beträgt. Obwohl die Bildung der Diagrammlinien in Abbildung 1 und Abbildung 2 unterschiedlich ist, ist die Anwendung des Profils dieselbe. Wenn ein Paket den Anfang der Warteschlange erreicht, wird eine Zufallszahl zwischen 0 und 100 berechnet. Diese Zufallszahl wird anhand der aktuellen Warteschlangenfülle dieser bestimmten Warteschlange gegen das Drop-Profildiagramm aufgetragen. Wenn die Zufallszahl über die Graphlinie fällt, wird das Paket übertragen. Wenn die Zahl unter die Graphlinie fällt, wird das Paket aus dem Netzwerk verworfen.
In den folgenden Abschnitten werden die Implementierungen und Parameter des WRED-Drop-Profils erläutert.
Segmentiertes Drop-Profil
In einer segmentierten Tropfenprofilkonfiguration können Sie mehrere Datenpunkte für Füllstand und Tropfenwahrscheinlichkeit definieren. Abbildung 1 zeigt eine grafische Darstellung eines segmentierten Tropfenprofils.
Um die Diagrammlinie des Profils zu erstellen, beginnt die Software in der unteren linken Ecke des Diagramms und stellt einen Füllstand von 0 Prozent und eine Sturzwahrscheinlichkeit von 0 Prozent dar (das ist der Punkt (0,0)). Die Konfiguration zeichnet eine Linie direkt nach rechts, bis sie den ersten definierten Füllstand erreicht (d. h. 25 Prozent, die im Diagramm auf der x-Achse dargestellt sind). Die Software setzt die Linie dann vertikal fort, bis die erste Abfallwahrscheinlichkeit erreicht ist (d. h. 25 Prozent, die im Diagramm auf der y-Achse dargestellt sind). Dieser Vorgang wird für alle definierten Füllstände und Drop-Wahrscheinlichkeiten wiederholt, bis die obere rechte Ecke des Diagramms erreicht ist (d. h. Punkt (100.100) im Diagramm).
Interpoliertes Drop-Profil
Eine interpolierte Tropfenprofilkonfiguration bildet im Vergleich zum Diagramm in einer segmentierten Tropfenprofilkonfiguration eine glattere Diagrammlinie. Auch bei dieser Methode des Überlastungsmanagements verwendet ein Switch mehrere Drop-Profilwerte, um eingehende Pakete zu verwerfen und so die Überlastung in der Ausgabewarteschlange zu reduzieren.
Im Folgenden finden Sie interpolierte Drop-Profilkonfigurationen auf Switches der EX-Serie:
Interpolated Drop Profile Configuration on EX Series Switches Except EX4300 Switches
Ein interpoliertes Drop-Profil generiert auf allen Switches der EX-Serie mit Ausnahme der EX4300-Switches automatisch 64 Paare von Datenpunkten im Diagramm, beginnend bei (0, 0) und endend bei (100, 100). Dabei schneidet die Diagrammlinie bestimmte Datenpunkte, die Sie für die Fülle und die Drop-Wahrscheinlichkeit definieren.
Abbildung 2 zeigt eine grafische Darstellung eines interpolierten Fallprofils.
Interpolated Drop Profile Configuration on EX4300 Switches
Bei EX4300-Switches können Sie in jedem Drop-Profil zwei Warteschlangenfüllstufen und zwei Drop-Wahrscheinlichkeiten festlegen. Die beiden Füllebenen und die beiden Drop-Wahrscheinlichkeiten ergeben zwei Wertepaare. Die erste Füllebene und die erste Tropfenwahrscheinlichkeit erzeugen ein Wertepaar und die zweite Füllebene und die zweite Tropfenwahrscheinlichkeit erzeugen das zweite Wertepaar.
Sie können maximal 64 Drop-Profile auf EX4300-Switches konfigurieren.
Der erste Fülllevelwert gibt den Prozentsatz der Warteschlangenfülle an, bei dem Pakete zu verwerfen beginnen, der als Drop-Startpunkt bezeichnet wird. Bis die Warteschlange diesen Füllgrad erreicht hat, werden keine Pakete verworfen. Der zweite Fülllevelwert gibt den Prozentsatz der Warteschlangenauslastung an, bei dem alle Pakete verworfen werden, der als Drop-Endpunkt bezeichnet wird.
Der erste Wert für die Drop-Wahrscheinlichkeit ist immer 0 (Null). Dies wird mit dem Drop-Startpunkt gekoppelt und gibt an, dass keine Pakete verworfen werden, bis der Füllgrad der Warteschlange den ersten Füllgrad erreicht. Wenn die Warteschlangenauslastung den Drop-Startpunkt überschreitet, werden Pakete verworfen, bis die Warteschlange die zweite Füllebene überschreitet, wenn alle Pakete verworfen werden. Der zweite Wert für die Ausfallwahrscheinlichkeit, der als maximale Ausfallrate bezeichnet wird, gibt die Wahrscheinlichkeit an, dass Pakete verworfen werden, wenn die Warteschlange den Drop-Endpunkt erreicht. Wenn sich die Warteschlange vom Drop-Startpunkt bis zum Drop-Endpunkt füllt, werden Pakete in einem glatten, linearen Muster (als interpoliertes Diagramm bezeichnet) abgelegt, wie in Abbildung 3 dargestellt. Nach dem Drop-Endpunkt werden alle Pakete verworfen.
Die dicke Linie in Abbildung 3 zeigt die Paketverlusteigenschaften für ein Beispiel für ein Tail-Drop-Profil. Am Startpunkt erreicht die Warteschlange einen Füllstand von 30 Prozent. Am Drop-Endpunkt erreicht der Füllstand der Warteschlange 50 Prozent und die maximale Drop-Rate 80 Prozent.
Es werden keine Pakete verworfen, bis der Füllstand der Warteschlange den Drop-Startpunkt von 30 Prozent erreicht. Wenn die Warteschlange den Füllstand von 30 Prozent erreicht, beginnen die Pakete zu verwerfen. Wenn sich die Warteschlange füllt, steigt der Prozentsatz der verworfenen Pakete linear an. Wenn die Warteschlange bis zum Drop-Endpunkt von 50 % gefüllt ist, hat sich die Rate der Paketverluste auf die maximale Drop-Rate von 80 % erhöht. Wenn der Warteschlangenfüllstand den Drop-Endpunkt von 50 Prozent überschreitet, werden alle Pakete verworfen, bis der Warteschlangenfüllstand unter 50 Prozent fällt.
Parameter für Drop-Profile
Sie können die folgenden beiden Werte in der Drop-Profil-Konfiguration angeben:
Fülllevel: Der Wert für die Füllung der Warteschlange, der einen Prozentsatz des zum Speichern von Paketen verwendeten Arbeitsspeichers im Verhältnis zur Gesamtmenge des der Warteschlange zugewiesenen Speichers darstellt.
Drop probability: Der Prozentsatz, der der Wahrscheinlichkeit entspricht, dass ein einzelnes Paket verworfen wird.