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Grundlegendes zu CoS Output Queue Schedulern
Die Planung der Ausgabewarteschlange definiert die CoS-Eigenschaften (Class-of-Service) von Ausgabewarteschlangen. Ausgabewarteschlangen werden Weiterleitungsklassen zugeordnet, und Klassifizierer zuordnen eingehenden Datenverkehr basierend auf IEEE 802.1p- oder DSCP-Codepunkten in Weiterleitungsklassen. Die Ausgabewarteschlangeneigenschaften umfassen die Menge der der Warteschlange zugewiesenen Schnittstellenbandbreite, die Größe des für die Speicherung von Paketen zugewiesenen Speicherpuffers, die Priorität der Warteschlange und die der Warteschlange zugeordneten Drop-Profile (Weighted Random Early Detection, WRED). Die Warteschlangenplanung arbeitet mit der Prioritätsgruppenplanung, um einen hierarchischen zweischichtigen Scheduler zu erstellen.
Der hierarchische Scheduler weist eine Gruppe von Warteschlangen (Weiterleitungsklassen), die als Prioritätsgruppe (Forwarding Class Set) bezeichnet wird, die Portbandbreite zu, und die Warteschlangenplanung bestimmt den Teil der Bandbreite der Prioritätsgruppe, den eine bestimmte Warteschlange verwenden kann. Die erste Planungsebene ordnet also Portbandbreite einem Weiterleitungsklassensatz zu, und die zweite Planungsebene ordnet Weiterleitungsklassen (Warteschlangen) Bandbreite für Weiterleitungsklassen zu.
Scheduler-Karten verknüpfen Warteschlangenplaner mit Weiterleitungsklassen. Die einer Weiterleitungsklasse zugeordnete Warteschlange empfängt die dieser Weiterleitungsklasse zugewiesenen Planungsressourcen. Sie weisen eine Scheduler-Karte mit einem Verkehrssteuerungsprofil und dann das Verkehrssteuerungsprofil mit einem Weiterleitungsklassensatz (Prioritätsgruppe) und einer Portschnittstelle zu, um die Planung auf einen Port anzuwenden. Zusammen mit der im Verkehrssteuerungsprofil konfigurierten Prioritätsgruppesplanung konfiguriert, konfiguriert die Warteschlangenplanung die Paketplaner und Weighted Random Early Detection (WRED) Packet Drop-Prozesse für Warteschlangen.
Wenn Sie die Bandbreite für eine Warteschlange oder Eine Prioritätsgruppe konfigurieren, betrachtet der Switch nur die Daten als konfigurierte Bandbreite. Der Switch berücksichtigt nicht die von der Präambel und dem Interframe Gap (IFG) verbrauchte Bandbreite. Wenn Sie daher die Bandbreitenanforderungen für eine Warteschlange oder für eine Prioritätsgruppe berechnen und konfigurieren, berücksichtigen Sie die Präambel und die IFG sowie die Daten in den Berechnungen.
Planungskomponenten für Ausgabewarteschlangen
Tabelle 1 enthält eine Kurzreferenz zu den Scheduler-Komponenten, die Sie konfigurieren können, um die Bandbreiteneigenschaften von Ausgabewarteschlangen (Weiterleitungsklassen) zu bestimmen, und Tabelle 2 enthält eine Kurzreferenz zu einigen zugehörigen Planungskonfigurationskomponenten.
Output Queue Scheduler-Komponente |
Beschreibung |
|---|---|
Puffergröße |
Legt die Größe des Warteschlangenpuffers fest. |
Profilkarte ablegen |
Ordnet ein Drop-Profil einer Verlustpriorität zu. Die Komponenten der Drop-Profilkarte umfassen:
|
Explizite Benachrichtigung über Überlastung |
Aktiviert explizite Überlastungsbenachrichtigung (ECN) in der Warteschlange. Siehe Verständnis der expliziten CoS-Überlastungsbenachrichtigung. |
Priorität |
Legt die auf die Warteschlange angewendete Planungspriorität fest. |
Shaping-Rate |
Legt die maximale Bandbreite fest, die die Warteschlange verbrauchen kann.
Tipp:
Auf Switches der QFX5200-Serie wird für die Shaping-Rate eine Granularität von 64 kbit/s unterstützt. Siehe Understanding CoS Priority Group Shaping and Queue Shaping (maximale Bandbreite). |
Übertragungsrate |
Legt die garantierte Mindestbandbreite für die Warteschlange fest. Die zusätzliche Bandbreite wird im Verhältnis zur garantierten Mindestbandbreite jeder Warteschlange zwischen den Warteschlangen gemeinsam genutzt. Siehe Grundlegendes zur CoS-Prioritätsgruppe und garantierter Mindestbandbreite für Warteschlangen. |
Andere Planungskomponenten |
Beschreibung |
|---|---|
Forwarding-Klasse |
Ordnet Datenverkehr einer Ausgabewarteschlange zu. Klassifizierer ordnen Weiterleitungsklassen zu IEEE 802.1p-, DSCP- oder EXP-Codepunkten zu. Eine Weiterleitungsklasse, eine Ausgabewarteschlange und Codepunktbits werden einander zugeordnet und identifizieren den gleichen Datenverkehr. (Die Codepunktbits identifizieren eingehenden Datenverkehr. Klassifizierer weisen datenverkehrsbasierten Weiterleitungsklassen basierend auf den Codepunktbits zu. Weiterleitungsklassen werden den Ausgabewarteschlangen zugeordnet. Diese Zuordnung bestimmt die Ausgabewarteschlange, die jede Datenverkehrsklasse auf den Ausgangsschnittstellen des Switches verwendet.) |
Ausgabewarteschlange |
Puffert den Datenverkehr, bevor der Switch den Datenverkehr aus der Ausgangsschnittstelle leitet. Ausgabewarteschlangen werden Weiterleitungsklassen zugeordnet. Der Switch wendet coS-Eigenschaften, die in Schedulern definiert sind, auf Ausgabewarteschlangen an, indem er Weiterleitungsklassen den Schedulern in Schedulerkarten ordnet. Für die Warteschlange, die der Weiterleitungsklasse zugeordnet ist, werden die CoS-Eigenschaften im Scheduler definiert, der dieser Weiterleitungsklasse zugeordnet ist. |
Scheduler-Karte |
Ordnet Scheduler Weiterleitungsklassen zu (Weiterleitungsklassen werden Warteschlangen zugeordnet, sodass eine Weiterleitungsklasse eine Warteschlange darstellt, und der Scheduler, der einer Weiterleitungsklasse zugeordnet ist, die CoS-Eigenschaften der Ausgabewarteschlange bestimmt, die dieser Weiterleitungsklasse zugeordnet ist). |
Verkehrssteuerungsprofil |
Konfiguriert die Planung für den Weiterleitungsklassensatz (Prioritätsgruppe) und ordnet eine Schedulerzuordnung mit dem Weiterleitungsklassensatz zu, um die Warteschlangenplanung auf die Weiterleitungsklassen im Weiterleitungsklassensatz anzuwenden. Die zusätzliche Portbandbreite wird im Verhältnis zur garantierten Mindestbandbreite jedes Weiterleitungsklassensatzes zwischen den Weiterleitungsklassensätze gemeinsam genutzt. |
Weiterleitungsklassensatz |
Name einer Prioritätsgruppe. Sie ordnen Weiterleitungsklassen weiterleitungsklassengruppen zu. Ein Weiterleitungsklassensatz besteht aus einer oder mehreren Weiterleitungsklassen. |
Standard-Scheduler
Jede Weiterleitungsklasse erfordert einen Scheduler, um die CoS-Eigenschaften der Weiterleitungsklasse und ihrer Ausgabewarteschlange festzulegen. Sie können die Standardplaner verwenden oder neue Scheduler für die zugehörigen Weiterleitungsklassen definieren. Für jede andere Weiterleitungsklasse müssen Sie explizit einen Scheduler konfigurieren. Weitere Informationen finden Sie unter Standardplanung.
Übertragungsrate (garantierte Mindestbandbreite)
Die Übertragungsrate bestimmt die garantierte Mindestbandbreite für jede Weiterleitungsklasse. Der Switch wendet die Mindestbandbreitengarantie auf die Ausgabewarteschlange an, die der Weiterleitungsklasse zugeordnet ist. Die Übertragungsrate bestimmt auch, wie viel überschüssige (zusätzliche) Bandbreite jede Warteschlange mit niedriger Priorität teilen kann. jede Warteschlange teilt im Verhältnis zu ihrer Übertragungsrate zusätzliche Bandbreite. Sie geben die Rate in Bits pro Sekunde als festen Wert an, z. B. 1 Mbit/s oder als Prozentsatz der insgesamt festgelegten mindesten garantierten Bandbreite der Weiterleitungsklasse (die garantierte Rate, die im Datenverkehrssteuerungsprofil festgelegt wurde). Entweder der Standard-Scheduler oder ein Scheduler, den Sie konfigurieren, weist jeder Weiterleitungsklasse im Verhältnis zur Übertragungsrate einen Teil der ausgehenden Schnittstellenbandbreite zu.
Für Übertragungsraten unter 1 Gbit/s empfehlen wir, die Übertragungsrate als Prozentsatz statt als fester Rate zu konfigurieren. Dies liegt daran, dass das System feste Raten in Prozentsätze umwandelt und kleine feste Raten in einen niedrigeren Prozentsatz runden kann. So wird beispielsweise ein fester Preis von 350 Mbit/s auf 3 Prozent gerundet.
Sie können keine Übertragungsrate für eine Warteschlange mit streng hoher Priorität konfigurieren. Warteschlangen mit einer konfigurierten Übertragungsrate können nicht in einen Weiterleitungsklassensatz mit einer Warteschlange mit strenger hoher Priorität einbezogen werden (Sie können keine Warteschlangen mit strenger hoher Priorität und Warteschlangen, die nicht streng hohe Priorität haben, in demselben Weiterleitungsklassensatz mischen).
Die zugewiesene Bandbreite kann die konfigurierte Mindestrate überschreiten, wenn zusätzliche Bandbreite aus anderen Warteschlangen im Weiterleitungsklassensatz verfügbar ist, die nicht die gesamte zugewiesene Bandbreite nutzen. In Zeiten von Überlastung ist die konfigurierte Übertragungsrate das garantierte Mindestmaß an Bandbreite für die Warteschlange. Dieses Verhalten ermöglicht es Ihnen, sicherzustellen, dass jede Warteschlange die dem Serviceniveau angemessene Bandbreite erhält und auch ungenutzte Bandbreite teilen kann.
Die Konfiguration der garantierten Mindestbandbreite (Übertragungsrate) für eine Weiterleitungsklasse funktioniert nur, wenn Sie auch die garantierte Mindestbandbreite (garantierte Rate) für die im Verkehrssteuerungsprofil festgelegte Weiterleitungsklasse konfigurieren.
Darüber hinaus sollte die Summe der Übertragungsraten der Warteschlangen in einem Weiterleitungsklassensatz die garantierte Rate für den Weiterleitungsklassensatz nicht überschreiten. (Sie können keine kombinierte Mindestbandbreite für die Warteschlangen garantieren, die größer ist als die garantierte Mindestbandbreite für die gesamte Reihe von Warteschlangen.)
Weitere Informationen finden Sie unter Grundlegendes zu CoS-Prioritätsgruppe und garantierter Mindestbandbreite für Warteschlangen.
Gemeinsame Nutzung zusätzlicher Bandbreite
Für Warteschlangen mit niedriger Priorität steht zusätzliche Bandbreite zur Verfügung, wenn ein Weiterleitungsklassensatz die garantierte Mindestbandbreite (garantierte Rate) nicht in vollem Umfang nutzt. Die zusätzliche Bandbreite wird von den Weiterleitungsklassen in einer Weiterleitungsklasse geteilt, die im Verhältnis zur garantierten Mindestbandbreite (Übertragungsgeschwindigkeit) jeder Warteschlange festgelegt ist.
In einem Weiterleitungsklassensatz hat beispielsweise Warteschlangen A eine Übertragungsrate von 1 Gbit/s, Warteschlangen B hat eine Übertragungsrate von 1 Gbit/s und Warteschlangen C eine Übertragungsrate von 2 Gbit/s. Nach der Wartung der garantierten Mindestbandbreite dieser Warteschlangen hat der Weiterleitungsklassensatz zusätzliche 2 Gbit/s Bandbreite zur Verfügung, und alle drei Warteschlangen haben immer noch Pakete, die weitergeleitet werden müssen. Die Warteschlangen erhalten die zusätzliche Bandbreite im Verhältnis zu ihren Übertragungsraten, sodass Warteschlange A zusätzliche 500 Mbit/s, Warteschlange B zusätzliche 500 Mbit/s und Warteschlange C zusätzliche 1 Gbit/s erhält.
Shaping-Rate (maximale Bandbreite)
Die Shaping-Rate legt die maximale Bandbreite fest, die eine Weiterleitungsklasse verbrauchen kann. Sie geben die Rate in Bits pro Sekunde als festen Wert an, z. B. 3 Mbit/s oder als Prozentsatz der insgesamt festgelegten maximalen Bandbreite der Weiterleitungsklasse (die im Verkehrssteuerungsprofil festgelegte Shaping-Rate).
Die maximale Bandbreite für eine Warteschlange hängt von der Gesamtbandbreite ab, die der Weiterleitungsklasse zur Verfügung steht, der die Warteschlange angehört, und davon, wie viel Bandbreite die anderen Warteschlangen im Weiterleitungsklassensatz verbrauchen.
Wenn auf QFabric-Systemen eine Warteschlange, die ausgehende Pakete enthält, 12 aufeinanderfolgende Sekunden keine Pakete übermittelt, wird der Port automatisch zurückgesetzt. Eine Warteschlange mit streng hoher Priorität (oder mehrere Warteschlangen mit höheren Prioritäten als die ausgehungerte Warteschlange) kann die gesamte Portbandbreite verbrauchen und verhindern, dass eine andere Warteschlange Pakete übermittelt. Um zu verhindern, dass eine Warteschlange nach Bandbreite hungert, können Sie eine Shaping-Rate für die Warteschlange oder Warteschlangen konfigurieren, um zu verhindern, dass sie die gesamte Portbandbreite verbrauchen.
Wir empfehlen, dass Sie im Scheduler immer eine Shaping-Rate für Warteschlangen mit strenger hoher Priorität konfigurieren, um zu verhindern, dass sie andere Warteschlangen verhungern.
Weitere Informationen finden Sie unter Understanding CoS Priority Group Shaping and Queue Shaping (maximale Bandbreite).Weitere Informationen finden Sie unter Understanding CoS Priority Group Shaping and Queue Shaping (maximale Bandbreite).
Planungspriorität
Die Planungspriorität bestimmt die Reihenfolge, in der eine Schnittstelle Datenverkehr aus ihren Ausgabewarteschlangen überträgt. So wird sichergestellt, dass Warteschlangen mit wichtigem Datenverkehr priorisierten Zugriff auf die ausgehende Schnittstellenbandbreite erhalten. Die Prioritätseinstellung im Scheduler bestimmt die Priorität für die Warteschlange.
Weitere Informationen finden Sie unter Definieren der CoS-Warteschlangenplanungspriorität.
Drop-Profile-Karten für Scheduler
Drop-Profile-Zuordnungen verknüpfen Drop-Profile mit Warteschlangenplanern und Paketverlustprioritäten (PLPs). Drop-Profile legen Schwellenwerte für das Ablegen von Paketen in Zeiten von Überlastungen fest, basierend auf der Füllungsebene der Warteschlange und einer prozentualen Wahrscheinlichkeit, dass Pakete auf der angegebenen Warteschlangenfüllebene fallen. Bei unterschiedlichen Füllebenen legt ein Drop-Profil unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten für das Abwerfen eines Pakets in Zeiten von Überlastungen fest.
Klassifizierer weisen eingehenden Datenverkehr Weiterleitungsklassen zu (die Ausgabewarteschlangen zugeordnet sind) und dem eingehenden Datenverkehr auch ein PLP zu. Der PLP kann niedrig, mittel-hoch oder hoch sein. Sie können Datenverkehr mit verschiedenen PLPs in dieselbe Weiterleitungsklasse klassifizieren, um die Behandlung des Datenverkehrs innerhalb der Weiterleitungsklasse zu differenzieren.
In einer Drop-Profilübersicht können Sie für jeden PLP ein anderes Drop-Profil konfigurieren und die Drop-Profile einem Warteschlangenplaner zuordnen (zuordnen). Ein Scheduler ordnet den Warteschlangenplaner einer Weiterleitungsklasse (Ausgabewarteschlange) zu. Der in der Weiterleitungsklasse klassifizierte Datenverkehr verwendet die Drop-Merkmale, die in den Drop-Profilen definiert sind, die die Drop-Profilzuordnung dem Warteschlangenplaner ordnet. Das Drop-Profil, das der Datenverkehr verwendet, hängt von dem PLP ab, das der Klassifizierer dem Datenverkehr zuordnet. (Sie können der Weiterleitungsklasse für verschiedene PLPs verschiedene Drop-Profile zuordnen.)
Fazit:
Klassifizierer weisen dem eingehenden Datenverkehr einen von drei PLPs (niedrig, mittel-hoch, hoch) zu, wenn Klassifizierer Datenverkehr einer Weiterleitungsklasse zuweisen.
Drop-Profile legen Schwellenwerte für Paketverlust auf verschiedenen Warteschlangenfüllebenen fest.
Drop-Profilkarten weisen jedem PLP ein Drop-Profil zu und weisen die Drop-Profile den Schedulern zu.
Der Scheduler ordnet Scheduler Weiterleitungsklassen zu, und Weiterleitungsklassen werden den Ausgabewarteschlangen zugeordnet. Der Scheduler, der einer Weiterleitungsklasse zugeordnet ist, bestimmt die CoS-Merkmale der Ausgabewarteschlange, die der Weiterleitungsklasse zugeordnet ist, einschließlich der Drop-Profilzuordnung.
Puffergröße
Der größte Teil des gesamten Systempuffers ist in zwei Pufferpools, gemeinsam genutzte Puffer und dedizierte Puffer aufgeteilt. Gemeinsam genutzte Puffer sind ein globaler Pool, den die Ports nach Bedarf dynamisch gemeinsam nutzen. Dedizierte Puffer sind ein reservierter Teil des Pufferpools, der gleichmäßig an alle Ports verteilt wird. Jeder Port erhält eine gleiche Zuweisung von dediziertem Pufferspeicher. Die dedizierte Pufferzuweisung zu Ports ist nicht konfigurierbar, da sie für die Ports reserviert ist.
Die Warteschlangenpuffer werden aus dem dedizierten Pufferpool zugewiesen, der dem Port zugewiesen ist. Standardmäßig teilen Ports ihre Zuweisung von dedizierten Puffern auf die Ausgangswarteschlangen im gleichen Verhältnis wie der Standardplaner die garantierten Mindestübertragungsraten (transmit-rate) für den Datenverkehr festlegt. Nur die Warteschlangen, die im Standardplaner enthalten sind, erhalten dedizierte Puffer.
Wenn Sie die Standardkonfiguration nicht verwenden, können Sie die Warteschlangenpuffergröße auf zwei Arten explizit konfigurieren:
Als Prozentsatz: Die Warteschlange erhält den angegebenen Prozentsatz an dedizierten Portpuffern, wenn die Warteschlange dem Scheduler zugeordnet und der Scheduler einem Port zugeordnet wird.
Als Rest: Nach den Portservices für die Warteschlangen mit einer expliziten Prozentualen Puffergröße wird der verbleibende dedizierte Portpufferplatz zu gleichen Teilen auf die anderen Warteschlangen aufgeteilt, an die ein Scheduler angeschlossen ist. (Kein Standard- oder expliziter Scheduler bedeutet keine dedizierte Pufferzuweisung für die Warteschlange.) Wenn Sie einen Scheduler konfigurieren und keine Puffergröße als Prozentsatz angeben, ist rest die Standardeinstellung.
Die Summe aller explizit konfigurierten Puffergrößenprozentsätze für alle Warteschlangen an einem Port darf 100 Prozent nicht überschreiten.
Eine vollständige Diskussion über die Konfiguration von Warteschlangenpuffern im Kontext der Eingangs- und Ausgangsportpufferkonfiguration finden Sie unter Grundlegendes zur CoS-Pufferkonfiguration.
Explizite Benachrichtigung über Überlastung
Explicit Congestion Notification (ECN) benachrichtigt Netzwerke über Überlastungen mit dem Ziel, Paketverluste und -verzögerung zu reduzieren, indem das sendende Gerät die Übertragungsrate senkt, bis die Überlastung beseitigt wird, ohne dass Pakete fallen. ECN ermöglicht end-to-End-Benachrichtigungen über Überlastungen zwischen zwei Endgeräten in TCP/IP-basierten Netzwerken. ECN ist standardmäßig deaktiviert.
Weitere Informationen finden Sie unter Understanding CoS Explicit Congestion Notification.
Scheduler-Karten
Eine Scheduler-Karte verknüpft eine Weiterleitungsklasse mit einer Scheduler-Konfiguration. Nach der Konfiguration eines Schedulers müssen Sie ihn in eine Scheduler-Karte aufnehmen, die Scheduler-Karte einem Verkehrssteuerungsprofil zuweisen und dann das Datenverkehrssteuerungsprofil einer Schnittstelle und einem Weiterleitungsklassensatz zuweisen, um die konfigurierte Warteschlangenplanung zu implementieren.
Sie können bis zu vier benutzerdefinierte Scheduler-Karten mit Verkehrssteuerungsprofilen verknüpfen. Weitere Informationen finden Sie unter Übersicht über Standardplaner.