Verstehen der prioritätsbasierten Datenstromkontrolle

Zuverlässigkeit der Paketbereitstellung in Standard-Ethernet-Netzwerken und in Layer-2-Netzwerken

Standard Ethernet garantiert nicht, dass ein in das Netzwerk eingeschleustes Paket am gewünschten Ziel eintrifft. Zuverlässigkeit wird durch Protokolle der oberen Schicht gewährleistet. Im Allgemeinen besteht ein Netzwerkpfad aus mehreren Hops zwischen Quelle und Ziel. Ein Problem entsteht, wenn Sender Pakete schneller senden, als empfänger sie akzeptieren können. Wenn den Empfängern der verfügbare Pufferspeicher ausgeht, um eingehende Datenströme zu halten, fallen unbemerkt zusätzliche eingehende Pakete ab. Dieses Problem wird im Allgemeinen durch Protokolle auf der oberen Ebene gelöst, die die Tropfen erkennen und eine erneute Übertragung anfordern.

Anwendungen, die eine Zuverlässigkeit in Layer 2 erfordern, müssen über eine Datenstromkontrolle verfügen, die das Feedback von einem Empfänger zu einem Sender hinsichtlich der Pufferverfügbarkeit umfasst. Mithilfe von IEEE 802.3x Ethernet PAUSE-Kontrollrahmen kann ein Empfänger einen MAC-Steuerungsrahmen generieren und eine PAUSE-Anforderung an einen Sender senden, wenn ein bestimmter Schwellenwert des Empfängerpuffers gefüllt wurde, um einen Pufferüberlauf zu verhindern. Nach Empfang einer PAUSE-Anforderung stoppt der Sender die Übertragung neuer Pakete, bis der Empfänger den Sender darüber benachrichtigt, dass er über ausreichend Pufferspeicher verfügt, um sie erneut zu akzeptieren. Der Nachteil der Verwendung von Ethernet PAUSE ist, dass es auf der gesamten Verbindung ausgeführt wird, die möglicherweise mehrere Datenverkehrsströme übertragen kann. Einige Datenströme benötigen keine Datenstromkontrolle in Layer 2, da sie Anwendungen übertragen, die für die Zuverlässigkeit auf Protokollen der oberen Schicht basieren. PFC ermöglicht ihnen die selektive Konfiguration der Layer-2-Datenstromkontrolle für den benötigten Datenverkehr( z. B. Fibre Channel over Ethernet (FCoE)-Datenverkehr, ohne den anderen Datenverkehr auf der Verbindung zu beeinträchtigen. Sie können PFC auch für andere Datenverkehrstypen aktivieren, z. B. iSCSI.

Berechnungen für Pufferanforderungen bei Verwendung von PFC PAUSE

Der Empfangspuffer muss so groß sein, dass er alle empfangenen Daten aufnehmen kann, während das System auf einen PFC PAUSE-Frame reagiert.

Berücksichtigen Sie bei der Berechnung des Pufferbedarfs die folgenden Faktoren:

• Verarbeitungs- und Queuing-Verzögerung der PFC PAUSE: Im Allgemeinen ist die Zeit, um das Fehlen eines ausreichenden Pufferspeichers zu erkennen und die PFC PAUSE zu übertragen, vernachlässigbar. Verzögerungen können jedoch auftreten, wenn der Switch eine Verringerung des Pufferraums erkennt, genau wie der Sender beginnt, einen Frame mit maximaler Länge zu übertragen.

• Ausbreitungsverzögerung über die Medien– Der Verzögerungsbetrag hängt von der Länge und Geschwindigkeit der physischen Verbindung ab.

• Reaktionszeit auf den PFC PAUSE-Frame

• Ausbreitungsverzögerung über die Medien auf dem Rücklaufpfad

Hinweis:

Wir empfehlen, dass Sie mindestens 20 Prozent der Puffergröße für die Warteschlange konfigurieren, die PFC verwendet, und dass Sie nicht die genaue Option angeben.

Da ein bestimmter Prozentsatz der Puffergröße für PFC explizit konfiguriert werden muss, müssen Sie auch eine Puffergröße für alle anderen zu verwendenden Weiterleitungsklassen explizit konfigurieren (einschließlich der Standardweiterleitungsklassen und der benutzerdefinierten Weiterleitungsklassen). Der Prozentsatz, den Sie zuweisen, hängt von der Nutzung der jeweiligen Klassen ab.

Funktionsweise von PFC- und Überlastungsbenachrichtigungsprofilen mit oder ohne DCBX

PFC kann an eine Schnittstelle angewendet werden, unabhängig davon, ob das Data Center Bridging Capability Exchange-Protokoll (DCBX) aktiviert ist (DCBX ist standardmäßig für 10-Gigabit Ethernet-Schnittstellen auf EX4500 CEE-fähigen Switches aktiviert).

Die automatische Steuerung und Ankündigung von PFC erfordert jedoch DCBX:

• Wenn DCBX aktiviert ist– DCBX erkennt die PFC-Konfiguration des Datencenter-Bridgings (DCB), verwendet automatische Verhandlungen, um lokale und Peer-PFC-Konfigurationen zu werben, und aktiviert bzw. deaktiviert PFC, je nachdem, ob die Konfigurationen kompatibel sind oder nicht. Wenn PFC aktiviert ist, verwendet es das Überlastungsbenachrichtigungsprofil, das Sie konfiguriert und auf die Schnittstelle angewendet haben.

• Wenn DCBX nicht aktiviert ist– Class of Service (CoS) löst PFC aus, wenn der eingehende Frame über ein Up-Feld (User Priority) verfügt, das dem für das Überlastungsbenachrichtigungsprofil angegebenen Drei-Bit-Muster entspricht.

Um die Verwendung von PFC auf der Schnittstelle unabhängig von der Konfiguration der Peer-Rechenzentrumsgeräte manuell zu steuern, können Sie die Konfiguration von DCBX auf der Schnittstelle explizit ändern, um die PFC-Autoverhandlungen zu deaktivieren. Siehe Deaktivierung von DCBX zum Deaktivieren der PFC-Autonegotiation auf Switches der EX-Serie (CLI-Prozedur). Wenn die automatische PFC-Verhandlung deaktiviert ist, wird PFC unabhängig von der Konfiguration des DCB-Peers durch das Überlastungsbenachrichtigungsprofil für PFC ausgelöst.

Hinweis:

PFC funktioniert nur dann effektiv, wenn die an die lokale Schnittstelle angeschlossenen Peer-Geräte auch PFC verwenden und mit der lokalen Schnittstelle kompatibel konfiguriert werden. PFC muss symmetrisch sein: Wenn PFC nicht so konfiguriert ist, dass dieselbe Datenverkehrsklasse (Codepunkt) sowohl auf der lokalen als auch auf der Peer-Schnittstelle verwendet wird, hat es keine Auswirkungen auf den Datenverkehr.

Tabelle 1 zeigt die One-to-One-Zuordnung zwischen dem UP-Feld eines IEEE 802.1Q-Tagged Frame, der Datenverkehrsklasse und der Ausgangswarteschlange. Zusätzlich zum Festlegen eines PFC-Überlastungsbenachrichtigungsprofils an einem Eingangsport müssen Sie eine Weiterleitungsklasse festlegen, die der im PFC-Benachrichtigungsprofil angegebenen Priorität entspricht und den Frame an die entsprechende Warteschlange weiterleitet.

Die Ethernet-Switches der EX-Serie von Juniper Networks unterstützen bis zu sechs Datenverkehrsklassen und ermöglichen es Ihnen, diese Klassen mit sechs verschiedenen Überlastungsbenachrichtigungsprofilen zu verknüpfen. (Die Switches unterstützen bis zu 16 Weiterleitungsklassen.)

Tabelle 1: Eingabe für PFC-Überlastungsbenachrichtigungsprofil und Zuordnung zur Datenverkehrsklasse und Ausgangswarteschlange

UP-Feld mit IEEE-802.1Q Tagged Frame	Datenverkehrsklasse	Ausgangswarteschlange
000	TC 0	Warteschlange 0
001	TC 1	Warteschlange 1
010	TC 2	Warteschlange 2
011	TC 3	Warteschlange 3
100	TC4	Warteschlange 4
101	TC 5	Warteschlange 5