Verständnis von CoS-Datenstromsteuerung (Ethernet PAUSE und PFC)

Allgemeine Informationen zu Ethernet PAUSE und PFC und wann sie verwendet werden sollten

Ethernet PAUSE und PFC sind Datenstromsteuerungsmechanismen auf Link-Ebene.

Hinweis:

Informationen zur End-to-End-Überlastungskontrolle für Best-Effort-Datenverkehr finden Sie unter Understanding CoS Explicit Congestion Notification.

Ethernet PAUSE unterbricht die Übertragung des gesamten Datenverkehrs über eine physische Ethernet-Verbindung.

PFC entkoppelt die Pausenfunktion von der physischen Ethernet-Verbindung und ermöglicht es Ihnen, den Datenverkehr auf einer Verbindung in bis zu acht Prioritäten aufzuteilen. Sie können sich die acht Prioritäten als acht "Spuren" des Datenverkehrs vorstellen, die Weiterleitungsklassen und Ausgabewarteschlangen zugeordnet sind. Jede Priorität wird einem 3-Bit-IEEE 802.1p CoS-Codepunktwert im VLAN-Header zugeordnet. Sie können PFC für eine oder mehrere Prioritäten (IEEE 802.1p-Codepunkte) auf einer Verbindung aktivieren. Wenn PFC-aktivierter Datenverkehr auf einer Verbindung angehalten wird, fließt nicht PFC-aktivierter Datenverkehr weiter (oder wird verworfen, wenn die Überlastung schwerwiegend genug ist).

Verwenden Sie Ethernet PAUSE, wenn Sie Paketverluste für den gesamten Datenverkehr auf einer Verbindung verhindern möchten. Verwenden Sie PFC, um Paketverluste nur bei bestimmten Datenverkehrstypen zu verhindern, die eine verlustfreie Behandlung erfordern, z. B. FCoE-Datenverkehr.

Hinweis:

Je nachdem, wie viel Datenverkehr auf einer Verbindung eingeschaltet ist oder welcher Priorität zugewiesen ist, kann das Anhalten des Datenverkehrs zu einer Überlastung des Eingangsports führen und sich im Netzwerk ausbreiten.

Ethernet PAUSE und PFC sind sich gegenseitig ausschließende Konfigurationen auf einer Schnittstelle. Der Versuch, sowohl Ethernet PAUSE als auch PFC für eine Verbindung zu konfigurieren, führt zu einem Commit-Fehler.

Standardmäßig sind alle Formen der Ablaufsteuerung deaktiviert. Sie müssen die Flusssteuerung auf Schnittstellen explizit aktivieren, um den Datenverkehr anzuhalten.

Ethernet-PAUSE

Ethernet PAUSE ist eine Überlastungsentlastungsfunktion, die eine Datenstromsteuerung auf Link-Ebene für den gesamten Datenverkehr auf einer Vollduplex-Ethernet-Verbindung bietet. Ethernet PAUSE funktioniert auf der Verbindung in beide Richtungen. In eine Richtung generiert und sendet eine Schnittstelle Ethernet-PAUSE-Nachrichten, um zu verhindern, dass der verbundene Peer mehr Datenverkehr sendet. In die andere Richtung antwortet die Schnittstelle auf Ethernet-PAUSE-Nachrichten, die sie vom verbundenen Peer empfängt, um das Senden von Datenverkehr zu stoppen.

Ethernet PAUSE funktioniert auch auf aggregierten Ethernet-Schnittstellen. Beispiel: Die verbundenen Peer-Schnittstellen heißen Knoten A und Knoten B:

• Wenn die Empfangspuffer auf Schnittstellenknoten A einen bestimmten Füllgrad erreichen, generiert die Schnittstelle eine Ethernet-PAUSE-Nachricht und sendet sie an den angeschlossenen Peer (Schnittstellenknoten B), um den Peer anzuweisen, das Senden von Frames einzustellen. Der Knoten B puffert Speicherframes, bis der im Ethernet PAUSE-Frame angegebene Zeitraum abgelaufen ist. dann sendet Knoten B weiterhin Frames an Knoten A.

• Wenn Schnittstellenknoten A eine Ethernet-PAUSE-Nachricht von Schnittstellenknoten B empfängt, stoppt Schnittstellenknoten A die Übertragung von Frames, bis der im Ethernet-PAUSE-Frame angegebene Zeitraum abgelaufen ist. dann setzt Knoten A die Übertragung fort. (Der Übertragungspuffer von Knoten A speichert Frames, bis Knoten A das Senden von Frames an Knoten B fortsetzt.)

  Wenn Knoten B in diesem Szenario einen Ethernet-PAUSE-Frame mit dem Zeitwert 0 an Knoten A sendet, gibt der Zeitwert 0 an Knoten A an, dass die Übertragung fortgesetzt werden kann. Dies geschieht, wenn sich der Puffer von Knoten B unter einen bestimmten Schwellenwert entleert und der Puffer wieder Datenverkehr annehmen kann.

Symmetrische Flusssteuerung bedeutet, dass eine Schnittstelle in beide Richtungen dieselbe Ethernet-PAUSE-Konfiguration hat. Die Funktionen Ethernet PAUSE-Generierung und Ethernet-PAUSE-Antwort sind beide als aktiviert konfiguriert oder deaktiviert. Sie konfigurieren die symmetrische Flusssteuerung, indem Sie die flow-control Anweisung auf der [edit interfaces interface-name ether-options] Hierarchieebene einschließen.

Mit der asymmetrischen Flusssteuerung können Sie die Ethernet PAUSE-Funktionalität unabhängig voneinander auf einer Schnittstelle in jede Richtung konfigurieren. Die Konfiguration zum Generieren von Ethernet-PAUSE-Nachrichten und zum Reagieren auf Ethernet-PAUSE-Nachrichten muss nicht identisch sein. Ethernet PAUSE kann in beide Richtungen aktiviert, in beide Richtungen deaktiviert oder in die eine Richtung aktiviert und in die andere Richtung deaktiviert werden. Sie konfigurieren die asymmetrische Ablaufsteuerung, indem Sie die configured-flow-control Anweisung auf Hierarchieebene [edit interfaces interface-name ether-options] einschließen.

Auf einer bestimmten Schnittstelle schließen sich symmetrische und asymmetrische Flusssteuerung gegenseitig aus. Die asymmetrische Flusssteuerung überschreibt und deaktiviert die symmetrische Flusssteuerung. Es werden sowohl symmetrische als auch asymmetrische Flusssteuerungen unterstützt.

Hinweis:

Wenn PFC auf einer Schnittstelle konfiguriert ist, können Sie keine Ethernet-PAUSE-Konfiguration auf der Schnittstelle festlegen. Der Versuch, eine Ethernet-PAUSE-Konfiguration auf einer Schnittstelle mit aktivierter PFC in einer oder mehreren Warteschlangen zu bestätigen, führt zu einem Commit-Fehler. Um die PAUSE-Konfiguration zu bestätigen, müssen Sie zuerst die PFC-Konfiguration löschen.

• Symmetrische Flusssteuerung
• Asymmetrische Flusssteuerung

PFC

PFC ist eine verlustfreie Transport- und Überlastungsentlastungsfunktion, die eine granulare Datenstromsteuerung auf Link-Ebene für jeden IEEE 802.1p-Codepunkt (Priorität) auf einer Vollduplex-Ethernet-Verbindung bereitstellt. Wenn sich der Empfangspuffer auf einer Switch-Schnittstelle bis zu einem Schwellenwert füllt, überträgt der Switch einen Pausen-Frame an den Sender (den verbundenen Peer), um den Absender vorübergehend daran zu hindern, weitere Frames zu übertragen. Der Pufferschwellenwert muss niedrig genug sein, damit der Sender Zeit hat, die Übertragung von Frames zu beenden, und der Empfänger die bereits auf der Leitung befindlichen Frames akzeptieren kann, bevor der Puffer überläuft. Der Switch legt automatisch Schwellenwerte für den Warteschlangenpuffer fest, um Frame-Verlust zu verhindern.

Wenn eine Überlastung das Anhalten einer Priorität für eine Verbindung erzwingt, senden alle anderen Prioritäten für die Verbindung weiterhin Frames. Nur Frames der pausierten Priorität werden nicht übertragen. Wenn der Empfangspuffer unter einen anderen Schwellenwert fällt, sendet der Switch eine Nachricht, die den Fluss erneut startet.

Sie konfigurieren PFC mithilfe eines Überlastungsbenachrichtigungsprofils (Congestion Notification Profile, CNP). Ein CNP besteht aus zwei Teilen:

• Eingang: Geben Sie den Codepunkt (oder die Codepunkte) an, an denen PFC aktiviert werden soll, und geben Sie optional die maximale Empfangseinheit (MRU) und die Kabellänge zwischen der Schnittstelle und der angeschlossenen Peer-Schnittstelle an.

• Ausgabe: Geben Sie die Ausgabewarteschlange oder die Ausgabewarteschlangen an, die auf Pausennachrichten des verbundenen Peers reagieren.

Sie wenden eine PFC-Konfiguration an, indem Sie eine CNP auf einer oder mehreren Schnittstellen konfigurieren. Jede Schnittstelle, die eine bestimmte CNP verwendet, kann den Datenverkehr anhalten, der durch die in diesem CNP angegebenen Prioritäten (Codepunkte) identifiziert wird. Sie können einen CNP auf einer Schnittstelle konfigurieren, und Sie können verschiedene CNPs auf verschiedenen Schnittstellen konfigurieren. Wenn Sie ein CNP auf einer Schnittstelle konfigurieren, wird eingehender Datenverkehr, der einer Priorität zugeordnet ist, die das CNP für PFC aktiviert, angehalten, wenn der Warteschlangenpuffer bis zum Pausenschwellenwert gefüllt ist. (Der Pausenschwellenwert kann nicht vom Benutzer konfiguriert werden.)

Konfigurieren Sie PFC für eine durch-zu-Ende-Prioritätsachse entlang des gesamten Datenpfads, um eine verlustfreie Datenverkehrsspur im Netzwerk zu schaffen. Sie können den Datenverkehr in jeder Warteschlange selektiv anhalten, ohne den Datenverkehr für andere Warteschlangen auf derselben Verbindung anzuhalten. Sie können verlustfreie Lanes für den Datenverkehr wie FCoE, LAN-Backup oder Management erstellen, während Sie gleichzeitig das standardmäßige Frame-Drop-Überlastungsmanagement für IP-Datenverkehr auf derselben Verbindung verwenden.

Mögliche Folgen der Datenstromsteuerung sind:

• Überlastung eingehender Ports (die Konfiguration zu vieler verlustfreier Ströme kann zu Überlastung des Eingangsports führen)

• Eine angehaltene Priorität, die dazu führt, dass vorgeschaltete Geräte dieselbe Priorität anhalten und so die Überlastung im Netzwerk zurückverteilen

Per Definition unterstützt PFC nur symmetrische Pausen (im Gegensatz zu Ethernet PAUSE, das symmetrische und asymmetrische Pausen unterstützt). Mit der symmetrischen Pause kann ein Gerät:

• Übertragen Sie Pausenframes, um eingehenden Datenverkehr anzuhalten. (Sie konfigurieren dies mithilfe der Eingabezeile eines Überlastungsbenachrichtigungsprofils.)

• Empfangen Sie Pause-Frames und senden Sie keinen Datenverkehr mehr an ein Gerät, dessen Puffer zu voll ist, um weitere Frames zu akzeptieren. (Sie konfigurieren dies mithilfe der Ausgabezeile eines Überlastungsbenachrichtigungsprofils.)

Beim Empfangen eines PFC-Frames von einem verbundenen Peer wird der Datenverkehr in Ausgangswarteschlangen basierend auf den IEEE 802.1p-Prioritäten angehalten, die der PFC-Pausenrahmen identifiziert. Die Prioritäten liegen zwischen 0 und 7. Standardmäßig werden die Prioritäten den Warteschlangennummern 0 bis 7 und bestimmten Weiterleitungsklassen zugeordnet, wie in Tabelle 4 dargestellt:

Tabelle 4: Standardmäßige PFC-Priorität für die Zuordnung von Warteschlangen und Weiterleitungsklassen

IEEE 802.1p-Priorität (Codepunkt)	Warteschlange	Weiterleitungsklasse
0 (000)	0	Best-Effort-Leistung
1 (001)	1	Best-Effort-Leistung
2 (010)	2	Best-Effort-Leistung
3 (011)	3	FCoE
4 (100)	4	Verlustfrei
5 (101)	5	Best-Effort-Leistung
6 (110)	6	Netzwerk-Steuerung
7 (111)	7	Netzwerk-Steuerung

Beispielsweise pausiert ein empfangener PFC-Pausenframe, der Priorität 3 anhält, die Ausgabewarteschlange 3. Wenn Sie die Standardkonfiguration nicht verwenden möchten, können Sie eine benutzerdefinierte Zuordnung von Prioritäten zu Warteschlangen und Weiterleitungsklassen konfigurieren.

Hinweis:

Gemäß der Konvention verwenden Bereitstellungen mit konvergiertem Serverzugriff in der Regel IEEE 802.1p Priorität 3 für FCoE-Datenverkehr. Die Standardkonfiguration legt die fcoe Weiterleitungsklasse als verlustfreie Weiterleitungsklasse fest, die Warteschlange 3 zugeordnet ist. Der Standardklassifizierer ordnet eingehenden Datenverkehr der Priorität 3 der fcoe Weiterleitungsklasse zu. Sie müssen PFC jedoch auf den gesamten FCoE-Datenpfad anwenden, um das verlustfreie End-to-End-Verhalten zu konfigurieren, das für den FCoE-Datenverkehr erforderlich ist.

Wenn Ihr Netzwerk Priorität 3 für FCoE-Datenverkehr verwendet, wird empfohlen, die Standardkonfiguration zu verwenden. Wenn Ihr Netzwerk eine andere Priorität als 3 für FCoE-Datenverkehr verwendet, können Sie verlustfreien FCoE-Transport für jede IEEE 80.21p-Priorität konfigurieren, wie unter Grundlegendes zu CoS IEEE 802.1p Prioritäten für verlustfreie Datenverkehrsströme und Verständnis von CoS IEEE 802.1p Prioritätsumzuordnung auf einem FCoE-FC-Gateway beschrieben.

So aktivieren Sie PFC vorrangig:

1. Geben Sie den IEEE 802.1p-Codepunkt an, der in der Eingabezeilengruppe eines CNP angehalten werden soll.

2. Wenn Sie nicht die standardmäßigen verlustfreien Weiterleitungsklassen verwenden, geben Sie den anzuhaltenden IEEE 802.1p-Codepunkt und die entsprechende Ausgabewarteschlange in der Ausgabezeile des CNP an.

3. Wenden Sie die CNP auf die Eingangsschnittstellen an, auf denen Sie den Datenverkehr anhalten möchten.

4. Wenn Sie nicht die standardmäßigen verlustfreien Weiterleitungsklassen verwenden, wenden Sie das CNP auf die Eingangsschnittstellen an, auf denen Sie den Datenverkehr anhalten möchten.

VORSICHT:

Jede Änderung an der PFC-Konfiguration an einem Port blockiert vorübergehend den gesamten Port (nicht nur die Prioritäten, die von der PFC-Änderung betroffen sind), damit der Port die Änderung implementieren kann, und hebt dann die Blockierung des Ports auf. Durch das Blockieren des Ports wird der ein- und ausgehende Datenverkehr gestoppt und es kommt zu Paketverlusten in allen Warteschlangen des Ports, bis die Blockierung des Ports aufgehoben wird.

Eine Änderung der PFC-Konfiguration bedeutet jede Änderung an einem CNP, einschließlich der Änderung des Eingabeteils des CNP (Aktivieren oder Deaktivieren von PFC für eine Priorität oder Ändern der MRU- oder Kabellängenwerte) oder des Ausgabeteils des CNP, der die Ausgabeflusssteuerung für eine Warteschlange aktiviert oder deaktiviert. Eine PFC-Konfigurationsänderung wirkt sich nur auf Ports aus, die das geänderte CNP verwenden.

Die folgenden Aktionen ändern die PFC-Konfiguration:

• Löschen oder Deaktivieren einer PFC-Konfiguration (Eingabe oder Ausgabe) in einem CNP, das auf einer oder mehreren Schnittstellen verwendet wird. Zum Beispiel:

  1. Ein vorhandener CNP mit einer Eingabezeile, die PFC für die Prioritäten 3, 5 und 6 aktiviert, ist auf den Schnittstellen xe-0/0/20 und xe-0/0/21 konfiguriert.

  2. Wir deaktivieren die PFC-Konfiguration für Priorität 6 im Eingabe-CNP und bestätigen dann die Konfiguration.

  3. Die PFC-Konfigurationsänderung bewirkt, dass der gesamte Datenverkehr auf den Schnittstellen xe-0/0/20 und xe-0/0/21 angehalten wird, bis die PFC-Änderung implementiert wurde. Wenn die PFC-Änderung implementiert wurde, wird der Datenverkehr wieder aufgenommen.

• Konfigurieren eines CNP auf einer Schnittstelle. (Dadurch wird der PFC-Status geändert, indem PFC für eine oder mehrere Prioritäten aktiviert wird.)

• Löschen eines CNP aus einer Schnittstelle. (Dadurch wird der PFC-Status geändert, indem PFC für eine oder mehrere Prioritäten deaktiviert wird.)

Wenn Sie das CNP einer Schnittstelle zuordnen, verwendet die Schnittstelle PFC, um Pausenanforderungen zu senden, wenn der Ausgabewarteschlangenpuffer für den verlustfreien Datenverkehr den Pausenschwellenwert erreicht.

Auf Switches, die unterschiedliche Klassifizierer für Unicast- und Multi-Destination-Datenverkehr verwenden, können Sie eine Unicast-Warteschlange (Warteschlange 0 bis 7) und eine Multi-Destination-Warteschlange (Warteschlange 8, 9, 10 oder 11) demselben IEEE 802.1p-Codepunkt (Priorität) zuordnen, sodass sowohl Unicast- als auch Multicast-Datenverkehr diese Priorität verwenden. Ordnen Sie jedoch keinen Datenverkehr mit mehreren Zielen verlustfreien Ausgabewarteschlangen zu. Sie können mehreren Ausgabewarteschlangen eine Priorität zuordnen.

Hinweis:

Sie können maximal einen CNP an eine Schnittstelle anfügen, aber Sie können eine unbegrenzte Anzahl von CNPs erstellen, die explizit nur die Eingabezeilengruppe konfigurieren und die Standardausgabezeilengruppe verwenden.

Die Ausgabezeile des CNP wird einem Profil zugeordnet, mit dem Schnittstellen auf Pausennachrichten reagieren, die vom verbundenen Peer empfangen werden. Auf eigenständigen Switches können Sie zwei CNPs mit einer explizit konfigurierten Ausgabezeilengruppe erstellen.

Unterstützung für verlustfreien Transport – Zusammenfassung

Für verlustfreien Transport müssen Sie PFC für die IEEE 802.1p-Prioritäten (Codepunkte) aktivieren, die verlustfreien Weiterleitungsklassen zugeordnet sind.

VORSICHT:

Jede Änderung an der PFC-Konfiguration an einem Port blockiert vorübergehend den gesamten Port (nicht nur die Prioritäten, die von der PFC-Änderung betroffen sind), damit der Port die Änderung implementieren kann, und hebt dann die Blockierung des Ports auf. Durch das Blockieren des Ports wird der ein- und ausgehende Datenverkehr gestoppt und es kommt zu Paketverlusten in allen Warteschlangen des Ports, bis die Blockierung des Ports aufgehoben wird.

Die standardmäßige CoS-Konfiguration bietet zwei verlustfreie Weiterleitungsklassen: fcoe und no-loss. Wenn Sie verlustfreie Weiterleitungsklassen explizit konfigurieren, müssen Sie das no-loss Packet Drop-Attribut einschließen, um verlustfreies Verhalten zu ermöglichen, oder der Datenverkehr ist nicht verlustfrei. Sowohl für die standardmäßige als auch für die explizite verlustfreie Weiterleitungsklassenkonfiguration müssen Sie CNP-Eingabezeilengruppen konfigurieren, um PFC für die Priorität des verlustfreien Datenverkehrs zu aktivieren und die CNPs auf Eingangsschnittstellen anzuwenden.

Understanding CoS IEEE 802.1p Priorities for Loss Free Traffic Flows (Grundlegendes 802.1p-Prioritäten für verlustfreie Datenverkehrsströme ) bietet detaillierte Informationen zur expliziten Konfiguration verlustfreier Prioritäten und zur Standardkonfiguration verlustfreier Prioritäten, einschließlich der Eingabe- und Ausgabezeilensätze des CNP.

Plattformspezifisches Datenstromsteuerungsverhalten auf Link-Ebene

Verwenden Sie den Feature-Explorer , um die Plattform- und Release-Unterstützung für bestimmte Funktionen zu bestätigen.

Verwenden Sie die folgenden Tabellen, um plattformspezifische Verhaltensweisen für Ihre Plattformen zu überprüfen:

• Tabelle 5

• Tabelle 6

Tabelle 5: Plattformspezifisches Ethernet-PAUSE-Verhalten

Plattform	Unterschied
EX4400	Wenn ein physischer Port auf EX4400-Switches Pausenframes empfängt, beendet er die empfangene Pause und generiert einen neuen Pausenframe, der an den MAC weitergeleitet wird. Dieser Prozess des Beendens und Generierens von Pausenframes führt zu inkrementierten MAC-Zählern in der Schnittstellenstatistik, obwohl der Port keinen Datenverkehr überträgt. Die Eingangsbyte-Statistik auf der Remote-Geräteschnittstelle ist Null. Dies ist ein erwartetes Verhalten und gewährleistet eine schnelle Reaktion auf den Pause-Frame-Empfang.
PTX-Serie	Router der PTX-Serie unterstützen nur zwei Prioritäten für PFC.
QFX10000-Serie	QFX10000-Switches unterstützen keine Ethernet-PAUSE.

Tabelle 6: Plattformspezifisches PFC-Verhalten

Plattform	Unterschied
PTX10000-Serie	Geräte der PTX10000-Serie unterstützen zwei verlustfreie Weiterleitungsklassen.
QFX-Serie	Die Geräte der QFX-Serie unterstützen sechs verlustfreie Weiterleitungsklassen.
QFX10000-Serie	QFX10002-60C-Geräte unterstützen keine PFC und verlustfreie Warteschlangen. Das heißt, die standardmäßigen verlustfreien Warteschlangen (FCoE und No-Loss) sind verlustbehaftete Warteschlangen.