Verständnis von CoS Hierarchical Port Scheduling (ETS)

Die Planung definiert die Class-of-Service (CoS)-Eigenschaften von Ausgabewarteschlangen. Ausgabewarteschlangen werden Weiterleitungsklassen zugeordnet. Zu den Eigenschaften des CoS-Schedulers gehören die der Warteschlange zugewiesene Schnittstellenbandbreite, die Warteschlangenpriorität und die der Warteschlange zugeordneten Drop-Profile.

Die hierarchische Portplanung ist ein zweistufiger Prozess, der eine bessere Portbandbreitennutzung und eine größere Flexibilität bei der Zuweisung von Ressourcen zu Warteschlangen (Weiterleitungsklassen) und Gruppen von Warteschlangen (Weiterleitungsklassensätzen) bietet. Die hierarchische Planung umfasst die Junos-Implementierung der erweiterten Übertragungsauswahl (ETS), wie in IEEE 802.1Qaz beschrieben.

In diesem Thema wird Folgendes beschrieben:

Hierarchische Planungsebenen

Die beiden Ebenen, die bei der hierarchischen Planung verwendet werden, sind Prioritäten und Prioritätsgruppen, wie in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1: Hierarchische Planungsebenen
Junos-Konfigurationskonstrukt	Äquivalentes ETS-Konstrukt	Beschreibung
Weiterleitungsklasse	Priorität	Stellen Sie sich Prioritäten (Weiterleitungsklassen) als Ausgabewarteschlangen vor. Sie ordnen Weiterleitungsklassen Warteschlangen zu, sodass jede Weiterleitungsklasse eine Ausgabewarteschlange darstellt. Wenn Sie einen Klassifizierer verwenden, um eine Weiterleitungsklasse einem IEEE 802.1p-Codepunkt zuzuordnen, identifiziert der Codepunkt die Priorität dieses Datenverkehrs für die prioritätsbasierte Datenstromsteuerung (PFC). Daher identifizieren die Weiterleitungsklasse, die der Weiterleitungsklasse zugeordnete Warteschlange und die der Weiterleitungsklasse zugeordnete Priorität (Codepunkt) alle denselben Datenverkehr.
Satz für Weiterleitungsklassen	Prioritätsgruppe	Prioritätsgruppen (Weiterleitungsklassensätze) sind Gruppen von Prioritäten (Weiterleitungsklassen). Die Weiterleitungsklassenmitgliedschaft in einem Weiterleitungsklassensatz definiert die Prioritätsgruppe, zu der jede Priorität gehört. Sie können bis zu drei Unicast-Prioritätsgruppen und eine Multicast-Prioritätsgruppe konfigurieren.

Sie wenden Planungseigenschaften auf jede hierarchische Planungsebene an, wie im nächsten Abschnitt beschrieben.

Hinweis:

Wenn Sie explizit eine oder mehrere Prioritätsgruppen auf einer Schnittstelle konfigurieren, wird jede Priorität (Weiterleitungsklasse), die keiner Prioritätsgruppe (Weiterleitungsklassensatz) auf dieser Schnittstelle zugewiesen ist, einer automatisch generierten Standardprioritätsgruppe zugewiesen und erhält keine Bandbreite. Das bedeutet, dass bei der Konfiguration der hierarchischen Planung auf einer Schnittstelle jede Weiterleitungsklasse, die Datenverkehr auf dieser Schnittstelle weiterleiten soll, zu einem Weiterleitungsklassensatz gehören muss.

Hierarchische Planung und ETS

Die zweistufige hierarchische Planung verwaltet die Bandbreite effizient, indem sie es Ihnen ermöglicht, die CoS-Eigenschaften für jede Prioritätsgruppe und für jede Priorität zu definieren. Die erste Ebene des hierarchischen Schedulers weist einer Prioritätsgruppe Portbandbreite zu. Die zweite Ebene des hierarchischen Schedulers bestimmt den Teil der Prioritätsgruppenbandbreite, den eine Priorität (Warteschlange) verwenden kann.

Die CoS-Eigenschaften einer Prioritätsgruppe definieren die Menge der Portbandbreitenressourcen, die den Warteschlangen in dieser Prioritätsgruppe zur Verfügung stehen. Die CoS-Eigenschaften, die Sie für jede Warteschlange konfigurieren, geben die Menge der Bandbreite an, die der Warteschlange aus der der Prioritätsgruppe zugewiesenen Bandbreite zur Verfügung steht. Abbildung 1 zeigt die Beziehung der Portressourcenzuweisung zu Prioritätsgruppen und der Ressourcenzuweisung von Prioritätsgruppen zu Warteschlangen (Prioritäten).

Abbildung 1: Hierarchische Planungsebenen Network traffic model showing bandwidth allocation for port with unicast and multicast priority groups and queues for traffic management.

Network traffic model showing bandwidth allocation for port with unicast and multicast priority groups and queues for traffic management.

Wenn eine Warteschlange (Priorität) die zugewiesene Bandbreite nicht nutzt, teilt ETS die ungenutzte Bandbreite auf die anderen Warteschlangen in der Prioritätsgruppe im Verhältnis zu der für jede Warteschlange geplanten minimalen garantierten Rate (Übertragungsrate). Wenn eine Prioritätsgruppe die ihr zugewiesene Bandbreite nicht nutzt, teilt ETS die ungenutzte Bandbreite unter den Prioritätsgruppen auf dem Port im Verhältnis zu der für jede Prioritätsgruppe geplanten garantierten Mindestrate (garantierte Rate) auf.

Auf diese Weise verbessert ETS die Bandbreitenauslastung der Verbindung und stellt jeder Warteschlange und jeder Prioritätsgruppe die maximal verfügbare Bandbreite zur Verfügung. Beispielsweise können Prioritäten, die aus Burst-Datenverkehr bestehen, die Bandbreite in Zeiten geringer Datenverkehrsübertragung teilen, anstatt ihre gesamte Bandbreitenzuweisung bei geringer Datenverkehrslast zu reservieren.

Hinweis:

Die verfügbare Verbindungsbandbreite ist die Bandbreite, die nach der Bedienung strict-high von Prioritätsdatenströmen verbleibt. Die streng hohe Priorität hat Vorrang vor allem anderen Datenverkehr. Es wird empfohlen, eine Shaping-Rate (Übertragungsrate auf QFX10000-Switches) zu konfigurieren, um die maximale Bandbreite zu begrenzen, die eine Weiterleitungsklasse mit strenger hoher Priorität verwenden kann, um ein Aushungern anderer Warteschlangen zu verhindern.

ETS-Werbung in DCBX

Wenn Sie die hierarchische Planung für einen Port konfigurieren, kündigt das DCBX-Protokoll (Data Center Bridging Capability Exchange) Folgendes an:

Jede Prioritätsgruppe
Die Prioritäten in jeder Prioritätsgruppe
Die Bandbreiteneigenschaften jeder Prioritätsgruppe und Priorität

Wenn Sie die hierarchische Planung auf einem Port konfigurieren, wird jede Priorität, die nicht Teil einer explizit konfigurierten Prioritätsgruppe ist, der automatisch generierten Standardprioritätsgruppe zugewiesen und erhält keine Bandbreite. Die Standardprioritätsgruppe ist transparent. Es wird nicht in der Konfiguration angezeigt.

Hierarchischer Planungsprozess

Die hierarchische Planung besteht aus mehreren Konfigurationsschritten, die die Prioritäten und die Prioritätsgruppen erstellen, ihre Ressourcen einplanen und Schnittstellen zuordnen. Die folgenden Schritte entsprechen den sechs Blöcken im Paketflussdiagramm, die in Abbildung 2 dargestellt sind:

Paket-Klassifizierung:
- Konfigurieren Sie die Klassifizierung des eingehenden Datenverkehrs in Weiterleitungsklassen (Prioritäten). Dies besteht entweder aus der Verwendung der Standardklassifikatoren oder der Konfiguration von Klassifizierern, um Codepunkte und Verlustprioritäten den Weiterleitungsklassen zuzuordnen.
- Wenden Sie die Klassifizierer auf Eingangsschnittstellen an, oder verwenden Sie die Standardklassifizierer. Durch Anwenden eines Klassifizierers auf eine Schnittstelle wird eingehender Datenverkehr auf der Schnittstelle in Weiterleitungsklassen und Verlustprioritäten gruppiert, indem die Codepunktzuordnung des Klassifizierers auf den eingehenden Datenverkehr angewendet wird.
Konfigurieren Sie die Ausgabewarteschlangen für die Weiterleitungsklassen (Prioritäten). Dies besteht entweder aus der Verwendung der Standardweiterleitungsklassen und der Zuordnung von Weiterleitungsklassen zu Warteschlangen oder aus dem Erstellen eigener Weiterleitungsklassen und deren Zuordnung zu Ausgabewarteschlangen.
Weisen Sie den Weiterleitungsklassen Ressourcen zu:
- Definieren Sie Ressourcen für die Prioritäten. Dies besteht aus der Konfiguration von Schedulern, um die garantierte Mindestbandbreite, die maximale Bandbreite, Drop-Profile für Weighted Random Early Detection (WRED) und die Bandbreitenpriorität für eine Weiterleitungsklasse festzulegen. Zusätzliche Bandbreite wird proportional zur garantierten Mindestbandbreite (Übertragungsrate) jeder Warteschlange auf die Warteschlangen aufgeteilt.
- Ressourcen Prioritäten zuordnen. Dies besteht aus der Zuordnung von Weiterleitungsklassen zu Schedulern mithilfe einer Scheduler-Zuordnung.
Konfigurieren Sie Prioritätsgruppen. Dies besteht darin, Weiterleitungsklassen (Prioritäten) auf Weiterleitungsklassensätze (Prioritätsgruppen) abzubilden, um die Prioritäten zu definieren, die zu jeder Prioritätsgruppe gehören.
Definieren Sie Ressourcen für die Prioritätsgruppen. Dies besteht aus der Konfiguration von Datenverkehrssteuerungsprofilen, um die minimale garantierte Bandbreite (garantierte Rate) und die maximale Bandbreite (Shaping-Rate, Übertragungsrate auf QFX10000-Switches) für eine Prioritätsgruppe festzulegen. Datenverkehrssteuerungsprofile geben auch eine Scheduler-Zuordnung an, die die Ressourcen (Scheduler) definiert, die den Prioritäten in der Prioritätsgruppe zugeordnet sind. Zusätzliche Portbandbreite wird von den Prioritätsgruppen proportional zur garantierten Mindestbandbreite jeder Prioritätsgruppe aufgeteilt.

Die Bandbreiteneinstellungen des Datenverkehrssteuerungsprofils bestimmen die Portressourcen, die der Prioritätsgruppe zur Verfügung stehen. Die in der Schedulerzuordnung angegebenen Scheduler bestimmen die Menge der Prioritätsgruppenressourcen, die jede Priorität erhält.
Hierarchische Planung auf einen Port anwenden. Dies besteht darin, eine oder mehrere Prioritätsgruppen (Weiterleitungsklassensätze) an eine Schnittstelle anzuhängen. Für jede Prioritätsgruppe fügen Sie auch ein Datenverkehrssteuerungsprofil an, das die Planungseigenschaften der Prioritätsgruppe und die Prioritäten in der Prioritätsgruppe enthält. Verschiedene Prioritätsgruppen am selben Port können unterschiedliche Datenverkehrssteuerungsprofile verwenden, was eine genau abgestimmte Steuerung der Planung für jede Warteschlange auf jeder Schnittstelle ermöglicht.

Abbildung 2: Paketfluss Hierarchical Scheduling Packet Flow

mit hierarchischer Planung

Strikte Warteschlangen mit hoher Priorität und hierarchische Planung

Wenn Sie eine Warteschlange mit strenger hoher Priorität konfigurieren, müssen Sie die folgenden Regeln beachten:

Sie müssen einen separaten Weiterleitungsklassensatz (Prioritätsgruppe) für die Warteschlange mit strenger hoher Priorität erstellen.
Nur ein Weiterleitungsklassensatz kann Warteschlangen mit strenger hoher Priorität enthalten.
Warteschlangen mit strenger hoher Priorität können nicht demselben Weiterleitungsklassensatz angehören wie Warteschlangen ohne strenge hohe Priorität.
Eine Warteschlange mit strenger hoher Priorität kann nicht zu einer Weiterleitungsklassengruppe mit mehreren Zielen gehören.
Es wird empfohlen, immer eine Shaping-Rate auf Warteschlangen mit strenger hoher Priorität anzuwenden, um die Bandbreite zu begrenzen, die eine Warteschlange mit strenger hoher Priorität verwenden kann. Wenn Sie die Bandbreite, die eine Warteschlange mit strenger hoher Priorität verwenden kann, nicht begrenzen, kann die Warteschlange mit strenger hoher Priorität die gesamte verfügbare Portbandbreite verwenden und andere Warteschlangen auf dem Port aushungern.

Standardmäßige hierarchische Planung

Wenn Sie die hierarchische Planung nicht explizit konfigurieren, verwendet der Switch die Standardeinstellungen:

Der Switch erstellt automatisch einen Standard-Weiterleitungsklassensatz, der alle Weiterleitungsklassen auf dem Switch enthält. Der Switch weist dem Standard-Weiterleitungsklassensatz 100 Prozent der Portausgabebandbreite zu. Der Standardsatz für Weiterleitungsklassen ist transparent. Er wird nicht in der Konfiguration angezeigt und wird für die DCBX-Ankündigung (Data Center Bridging Capability Exchange Protocol) verwendet.
Eingehender Datenverkehr wird basierend auf den Standardeinstellungen für die Klassifizierung klassifiziert.
Die Weiterleitungsklassen (Warteschlangen) im Standard-Weiterleitungsklassensatz erhalten Bandbreite basierend auf den Standardeinstellungen des Schedulers.

Plattformspezifisches hierarchisches Planungsverhalten

In der folgenden Tabelle finden Sie Informationen zu plattformspezifischen Verhaltensweisen für Ihre Plattformen.

Tabelle 2: Plattformspezifisches hierarchisches Planungsverhalten
Plattform	Unterschied
QFX10000-Serie	Es gibt keine standardmäßige hierarchische Planung auf QFX10000-Switches. QFX10000-Switches verwenden standardmäßig die Portplanung, und Sie müssen die hierarchische Planung explizit konfigurieren, um ETS zu aktivieren. Auch bei QFX10000-Switches erfordert der Wechsel vom Port-Scheduler zum ETS oder vom ETS zum Port-Scheduler einen Neustart. QFX10000-Switches unterstützen die Definition einer Shaping-Rate für Prioritätsgruppen nicht. Legen Sie stattdessen die maximale Bandbreite für eine Prioritätsgruppe fest, indem Sie eine Übertragungsrate definieren. Siehe Übertragungsrate.

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