Grundlegendes zu CoS Wred-Drop-Profilen
Wenn die Anzahl der in die Warteschlange gestellten Pakete größer ist als die Fähigkeit des Geräts, eine Ausgabewarteschlange zu leeren, erfordert die Warteschlange eine Methode, um zu bestimmen, welche Pakete verworfen werden sollen, um die Überlastung zu verringern. Gewichtete WRED-Drop-Profile (Random Early Detection) definieren die Drop-Wahrscheinlichkeit von Paketen mit unterschiedlichen Paketverlustwahrscheinlichkeiten (PLPs), wenn sich die Ausgabewarteschlange füllt. Wenn sich die Ausgabewarteschlange füllt, verwirft das Gerät in Überlastungszeiten eingehende Pakete, die durch ein Drop-Profil festgelegt werden, bis die Ausgabewarteschlange weniger überlastet ist.
Abhängig von den Drop-Wahrscheinlichkeiten kann ein Drop-Profil viele Pakete verwerfen, lange bevor der Puffer voll ist, oder es kann nur wenige Pakete verwerfen, selbst wenn der Puffer fast voll ist.
Sie konfigurieren Ablageprofile im Abschnitt Ablageprofil der Class-of-Service-Konfigurationshierarchie (CoS). Sie wenden Ablageprofile mithilfe einer Ablageprofilzuordnung in der Warteschlangenplanerkonfiguration an. Für jeden Warteschlangenplaner können Sie mithilfe des loss-priority Attributs (niedrig, mittelhoch und hoch) separate Drop-Profile für jeden PLP konfigurieren. Auf diese Weise können Sie den Datenverkehr verschiedener PLPs in Überlastungszeiten unterschiedlich behandeln.
Wenden Sie keine Drop-Profile auf verlustfreien Datenverkehr (Datenverkehr, der zu einer Weiterleitungsklasse gehört, die über das no-loss drop-Attribut verfügt.) an. Verlustfreier Datenverkehr nutzt prioritätsbasierte Flusssteuerung (PFC) zur Kontrolle von Überlastungen.
Sie können Ablageprofile nicht auf Warteschlangen mit mehreren Zielen auf Geräten anwenden, die sie unterstützen.
Drop Profile-Parameter
Drop-Profile geben zwei Werte an, die als Paare funktionieren:
Füllstand: Der Wert für die Warteschlangenfülle, der einen Prozentsatz des zum Speichern von Paketen verwendeten Speichers im Verhältnis zur Gesamtspeichermenge darstellt, die der Warteschlange zugewiesen ist.
Drop-Wahrscheinlichkeit: Der prozentuale Wert, der der Wahrscheinlichkeit entspricht, dass ein einzelnes Paket verworfen wird.
Definieren von Drop-Profilen auf Switches außer QFX10000
Sie legen zwei Warteschlangenfüllstufen und zwei Drop-Wahrscheinlichkeiten in jedem Drop-Profil fest. Der erste Füllstand und die erste Sturzwahrscheinlichkeit erzeugen ein Wertepaar und der zweite Füllstand und die zweite Sturzwahrscheinlichkeit erzeugen ein zweites Wertepaar.
Der erste Füllstandswert gibt den Prozentsatz der Warteschlangenfülle an, bei dem Pakete zu verwerfen beginnen, was als Drop-Startpunkt bezeichnet wird. Solange die Warteschlange diesen Füllgrad nicht erreicht, werden keine Pakete verworfen. Der zweite Füllstandswert gibt den Prozentsatz der Warteschlangenfülle an, bei dem alle Pakete verworfen werden, was als Drop-Endpunkt bezeichnet wird.
Der Wahrscheinlichkeitswert für den ersten Tropfen ist immer 0 (Null). Dies ist mit dem Drop-Startpunkt gekoppelt und gibt an, dass keine Pakete verworfen werden, bis die Warteschlangenfülle die erste Füllebene erreicht. Wenn die Warteschlangenfülle den Startpunkt überschreitet, beginnen die Pakete zu verwerfen, bis die Warteschlange die zweite Füllebene überschreitet, wenn alle Pakete verworfen werden. Der zweite Wert für die Drop-Wahrscheinlichkeit, die als maximale Drop-Rate bezeichnet wird, gibt die Wahrscheinlichkeit an, dass Pakete verworfen werden, wenn die Warteschlangenfülle den Drop-Endpunkt erreicht. Wenn sich die Warteschlange vom Drop-Startpunkt bis zum Drop-Endpunkt füllt, werden die Pakete in einem glatten, linearen Muster (als interpolierter Graph bezeichnet) verworfen, wie in Abbildung 1 dargestellt. Nach dem Drop-Endpunkt werden alle Pakete verworfen.
des WRED-Drop-Profils
Die dicke Linie in Abbildung 1 zeigt die Paketverlusteigenschaften für ein Beispiel-WRED-Profil. Am Drop-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 sich die Warteschlange bis zum Drop-Endpunkt von 50 Prozent füllt, hat sich die Rate des Paketverlusts auf die maximale Drop-Rate von 80 Prozent erhöht. Wenn der Füllstand der Warteschlange den Endpunkt des Paketverlusts von 50 Prozent überschreitet, werden alle Pakete verworfen, bis der Füllgrad der Warteschlange unter 50 Prozent fällt.
Definieren von Drop-Profilen auf QFX10000-Switches
Jeder Warteschlangenfüllstand paart sich mit einer Drop-Wahrscheinlichkeit. Wenn sich die Warteschlange auf verschiedenen Ebenen füllt, wendet die Warteschlange jedes Mal, wenn sie einen in einem Drop-Profil konfigurierten Füllstand erreicht, die Drop-Wahrscheinlichkeit gepaart mit diesem Füllstand auf den Datenverkehr in der Warteschlange an, der den Füllstand überschreitet. Sie können bis zu 32 Paare von Füllständen und Tropfenwahrscheinlichkeiten konfigurieren, um eine benutzerdefinierte Paketverlustwahrscheinlichkeitskurve mit bis zu 32 Differenzierungspunkten zu erstellen.
Pakete werden erst verworfen, wenn sie die erste konfigurierte Warteschlangenfülle erreicht haben. Wenn die Warteschlange die erste Füllebene erreicht, beginnen die Pakete mit der konfigurierten Drop-Wahrscheinlichkeitsrate gepaart mit der ersten Füllebene zu verwerfen. Wenn die Warteschlange die zweite Füllebene erreicht, beginnen die Pakete mit der konfigurierten Drop-Wahrscheinlichkeitsrate gepaart mit der zweiten Füllebene zu verwerfen. Dieser Prozess wird für die Anzahl der Füllstands-/Drop-Wahrscheinlichkeitspaare fortgesetzt, die Sie im Drop-Profil konfigurieren.
Drop-Profile werden interpoliert, nicht segmentiert. Ein interpoliertes Tropfenprofil erhöht die Tropfenwahrscheinlichkeit schrittweise entlang einer Kurve zwischen den einzelnen konfigurierten Füllständen. Wenn die Warteschlange die nächste Füllebene erreicht, erreicht die Drop-Wahrscheinlichkeit die Drop-Wahrscheinlichkeit, die mit dieser Füllebene gekoppelt ist. Ein segmentiertes Tropfenprofil "springt" stufenweise von einer Füllebene und einer Einstellung der Tropfenwahrscheinlichkeit zur anderen. Die Drop-Wahrscheinlichkeit des Datenverkehrs ändert sich nicht, wenn sich die Warteschlange füllt, bis die nächste Füllebene erreicht ist.
Ein Beispiel für die Interpolation ist ein Tropfenprofil mit drei Fülllevel-/Tropfenwahrscheinlichkeitspaaren:
25 Prozent Warteschlangenfüllstand gepaart mit einer 30-prozentigen Drop-Wahrscheinlichkeit
50 Prozent Warteschlangenfüllstand gepaart mit einer 60-prozentigen Drop-Wahrscheinlichkeit
75 Prozent Warteschlangenfüllstand gepaart mit einer 100-prozentigen Drop-Wahrscheinlichkeit (alle Pakete, die den 75-prozentigen Warteschlangenfüllstand überschreiten, werden verworfen)
Die Warteschlange verwirft keine Pakete, bis ihr Füllstand 25 Prozent erreicht. In Überlastungszeiten, wenn die Warteschlange zu mehr als 25 Prozent gefüllt ist, beginnt die Warteschlange, Pakete mit einer Rate von 30 Prozent der Pakete über dem Füllstand zu verwerfen.
Wenn sich die Warteschlange jedoch weiter füllt, werden keine Pakete mit einer Ausfallwahrscheinlichkeit von 30 Prozent mehr verworfen. Stattdessen steigt die Drop-Wahrscheinlichkeit allmählich an, wenn sich die Warteschlange bis zum Sättigungsgrad von 50 Prozent füllt. Wenn die Warteschlange den Füllgrad von 50 Prozent erreicht, hat sich die Abwurfwahrscheinlichkeit auf das konfigurierte Abwurfwahrscheinlichkeitspaar für den Füllstand erhöht, das 60 Prozent beträgt.
Wenn sich die Warteschlange weiter füllt, bleibt die Drop-Wahrscheinlichkeit nicht bei 60 Prozent, sondern steigt weiter an, wenn sich die Warteschlange füllt. Wenn die Warteschlange den endgültigen Füllstand bei 75 Prozent erreicht hat, ist die Drop-Wahrscheinlichkeit auf 100 Prozent gestiegen und alle Pakete, die den Füllgrad von 75 Prozent überschreiten, werden verworfen.
Standardmäßiges Drop-Profil
Wenn Sie keine Drop-Profile konfigurieren und auf Warteschlangenplaner anwenden, verwendet das Gerät das Standard-Drop-Profil für verlustbehaftete Datenverkehrsklassen. Wenn der Füllstand im Standard-Drop-Profil 0 Prozent beträgt, beträgt die Drop-Wahrscheinlichkeit 0 Prozent. Wenn der Füllstand 100 Prozent beträgt, beträgt die Sturzwahrscheinlichkeit 100 Prozent. In Überlastungszeiten beginnt das Standardprofil möglicherweise, Pakete zu verwerfen, sobald Pakete in einer Warteschlange ankommen.
Methode zur Paketverwerfung
Wenn ein Paket das Ende einer Warteschlange erreicht, berechnet das Gerät eine Zufallszahl zwischen 0 und 100. Das Gerät stellt die Zufallszahl anhand des aktuellen Füllstands der Warteschlange für das Drop-Profil dar. Wenn die Zufallszahl über die Graphlinie fällt, überträgt die Warteschlange das Paket über die Ausgangsschnittstelle. Wenn die Zahl unter die Linie fällt, verwirft das Gerät das Paket.
Beispiel für Paketverlust für Switches außer QFX10000
Um das lineare Drop-Muster vom Drop-Startpunkt bis zum Drop-Endpunkt zu erstellen, werden die Drop-Wahrscheinlichkeiten mit einer linearen Näherung mit acht Abschnitten oder Schritten vom minimalen Warteschlangenfüllstand bis zum maximalen Warteschlangenfüllstand abgeleitet. Die Füllstände werden gleichmäßig in die acht Abschnitte unterteilt, beginnend mit dem minimalen Füllstand und endend mit dem maximalen Füllstand. Wenn sich die Warteschlange füllt, steigt der Prozentsatz der verworfenen Pakete. Der Prozentsatz der verworfenen Pakete basiert auf der maximalen Drop-Rate.
Das Standard-Drop-Profil (das eine maximale Drop-Rate von 100 Prozent angibt) weist beispielsweise die folgenden Drop-Wahrscheinlichkeiten für jeden Abschnitt oder Schritt im achtteiligen linearen Drop-Muster auf:
Erster Abschnitt: Die minimale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 6,25 Prozent der maximalen Drop-Rate. Die maximale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 12,5 Prozent der maximalen Drop-Rate.
Zweiter Abschnitt: Die minimale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 18,75 Prozent der maximalen Drop-Rate. Die maximale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 25 Prozent der maximalen Drop-Rate.
Dritter Abschnitt: Die minimale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 30,25 Prozent der maximalen Drop-Rate. Die maximale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 37,5 Prozent der maximalen Drop-Rate.
Vierter Abschnitt: Die minimale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 43,75 Prozent der maximalen Drop-Rate. Die maximale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 50 Prozent der maximalen Drop-Rate.
Fünfter Abschnitt: Die minimale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 56,25 Prozent der maximalen Drop-Rate. Die maximale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 62 Prozent der maximalen Drop-Rate.
Sechster Abschnitt: Die minimale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 68,75 Prozent der maximalen Drop-Rate. Die maximale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 75,5 Prozent der maximalen Drop-Rate.
Siebter Abschnitt: Die minimale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 81,25 Prozent der maximalen Drop-Rate. Die maximale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 87,5 Prozent der maximalen Drop-Rate.
Achter Abschnitt: Die minimale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 92,75 Prozent der maximalen Drop-Rate. Die maximale Drop-Wahrscheinlichkeit beträgt 100 Prozent der maximalen Drop-Rate.
Pakete werden auch dann verworfen, wenn keine Überlastung vorliegt, da Paketverluste am Startpunkt der Paketverschiebung beginnen, unabhängig davon, ob auf dem Port eine Überlastung vorliegt. Das Beispiel für das standardmäßige Drop-Profil stellt das Worst-Case-Szenario dar, da der Füllstand des Drop-Startpunkts 0 Prozent beträgt, sodass der Paketverlust beginnt, wenn die Warteschlange beginnt, Pakete zu empfangen.
Sie können angeben, wann Pakete verworfen werden, indem Sie einen Drop-Startpunkt bei einem Füllstand von mehr als 0 Prozent konfigurieren. Wenn Sie beispielsweise ein Drop-Profil mit einem Drop-Startpunkt von 30 Prozent konfigurieren, werden Pakete erst verworfen, wenn die Warteschlange zu 30 Prozent gefüllt ist. Es wird empfohlen, Drop-Profile zu konfigurieren, die für Ihre Netzwerkdatenverkehrsbedingungen geeignet sind.
Je kleiner der Abstand zwischen der minimalen Drop-Rate (die immer 0 ist) und der maximalen Drop-Rate ist, desto kleiner ist der Abstand zwischen der minimalen Drop-Wahrscheinlichkeit und der maximalen Drop-Wahrscheinlichkeit in jedem Abschnitt (Schritt) des linearen Drop-Musters. Das Standard-Drop-Profil, das den maximalen Abstand zwischen der minimalen Drop-Rate (0 Prozent) und der maximalen Drop-Rate (100 Prozent) aufweist, hat den größten Abstand zwischen der minimalen Drop-Wahrscheinlichkeit und der maximalen Drop-Wahrscheinlichkeit bei jedem Schritt. Wenn Sie eine niedrigere maximale Drop-Rate für ein Drop-Profil konfigurieren, verringert sich die Lücke zwischen der minimalen Drop-Wahrscheinlichkeit und der maximalen Drop-Wahrscheinlichkeit.
Profilkarten löschen
Profilkarten löschen sind Teil der Schedulerkonfiguration. Eine Ablageprofilzuordnung ordnet Drop-Profile Paketverlustprioritäten zu. Wenn Sie die Ablageprofilzuordnung in einem Scheduler angeben, wird das Ablageprofil den Weiterleitungsklassen (Warteschlangen) zugeordnet, die Sie dem Scheduler in einer Schedulerzuordnung zuordnen.
Sie konfigurieren die Verlustpriorität für eine Warteschlange im Klassifiziererabschnitt der CoS-Konfigurationshierarchie, und die Verlustpriorität wird auf den Datenverkehr angewendet, der der Weiterleitungsklasse an der Eingangsschnittstelle zugewiesen ist.
Jeder Scheduler kann mehrere Ablageprofilzuordnungen haben.
Vermeidung von Überlastungen
Durch die Konfiguration von Drop-Profilen für Ausgabewarteschlangen können Sie steuern, wie sich Überlastungen auf andere Warteschlangen auf einem Port auswirken. Wenn Sie keine Drop-Profile konfigurieren und sie Ausgabewarteschlangen zuordnen, verwendet das Gerät das Standard-Drop-Profil für Warteschlangen, die verlustbehafteten Datenverkehr weiterleiten.
Wenn beispielsweise ein Eingangsport Datenverkehr an mehr als einen Ausgangsport weiterleitet und bei mindestens einem der Ausgangsports eine Überlastung auftritt, kann dies zu einer Überlastung des Eingangsports führen. Eine Überlastung des Eingangsports (der Eingangspuffer überschreitet die Ressourcenzuweisung) kann dazu führen, dass Frames am Eingangsport statt am Ausgangsport verloren gehen. Der Frame-Drop des Eingangsports wirkt sich auf alle Ausgangsports aus, an die der überlastete Eingangsport den Datenverkehr weiterleitet, nicht nur auf den überlasteten Ausgangsport.
Konfigurieren Sie keine Drop-Profile für die fcoe no-loss und Weiterleitungsklassen. FCoE und andere verlustfreie Datenverkehrswarteschlangen erfordern verlustfreies Verhalten (Datenverkehrswarteschlangen, die mit dem no-loss Attribut "Paketverlust" konfiguriert sind). Verwenden Sie die prioritätsbasierte Datenstromsteuerung (PFC), um einen Frame-Verlust bei verlustfreien Prioritäten zu verhindern.
Konfigurieren eines WRED-Drop-Profils und Anwenden auf eine Ausgabewarteschlange
So konfigurieren Sie ein WRED-Paket-Drop-Profil und wenden es auf eine Ausgabewarteschlange an:
Konfigurieren eines Ablageprofils:
Verwenden Sie auf Switches mit Ausnahme von QFX10000 die Anweisung
set class-of-service drop-profiles profile-name interpolate fill-level drop-start-point fill-level drop-end-point drop-probability 0 drop-probability percentage.Verwenden Sie auf QFX10000-Switches die Anweisung
set class-of-service drop-profiles profile-name interpolate fill-level level1 level2 ... level32 drop-probability probability1 probability2 ... probability32. Sie können nur zwei Füllstands-/Tropfenwahrscheinlichkeitspaare oder bis zu 32 Paare angeben.
Ordnen Sie das Drop-Profil mit der Anweisung
set class-of-service schedulers scheduler-name drop-profile-map loss-priority (low | medium-high | high) protocol any drop-profile profile-nameeinem Warteschlangenplaner zu. Der Name des Drop-Profils ist der Name des in Schritt 1 konfigurierten WRED-Profils.Ordnen Sie den Scheduler, den Schritt 2 mit dem Drop-Profil verknüpft, mit der Anweisung der Ausgabewarteschlange
set class-of-service scheduler-maps map-name forwarding-class forwarding-class-name scheduler scheduler-namezu. Die Weiterleitungsklasse identifiziert die Ausgabewarteschlange. Weiterleitungsklassen werden standardmäßig Ausgabewarteschlangen zugeordnet und können durch explizite Benutzerkonfiguration verschiedenen Warteschlangen zugeordnet werden. Der Name des Schedulers ist der in Schritt 2 konfigurierte Scheduler.Ordnen Sie auf Switches mit Ausnahme von QFX10000 die Scheduler-Map mit der Anweisung
set class-of-service traffic-control-profiles tcp-name scheduler-map map-nameeines Datenverkehrssteuerungsprofils zu. Der Name der Schedulerzuordnung ist der in Schritt 3 konfigurierte Name.Ordnen Sie auf Switches mit Ausnahme von QFX10000 das Datenverkehrssteuerungsprofil mit der folgenden Anweisung
set class-of-service interfaces interface-name forwarding-class-set forwarding-class-set-name output-traffic-control-profile tcp-nameeiner Schnittstelle zu. Der Name des Ausgabe-Datenverkehrssteuerungsprofils ist der Name des Datenverkehrssteuerungsprofils, das in Schritt 4 konfiguriert wurde.Die Schnittstelle verwendet die Scheduler-Zuordnung im Datenverkehrssteuerungsprofil, um das Drop-Profil (und andere Attribute) auf die Ausgabewarteschlange (Weiterleitungsklasse) auf dieser Schnittstelle anzuwenden. Da Sie verschiedene Datenverkehrssteuerungsprofile verwenden können, um verschiedene Scheduler verschiedenen Schnittstellen zuzuordnen, kann dieselbe Warteschlangennummer auf verschiedenen Schnittstellen den Datenverkehr auf unterschiedliche Weise verarbeiten.
Ordnen Sie auf QFX10000-Switches die Scheduler-Map mit einer Schnittstelle zu, indem Sie die Anweisung
set class-of-service interfaces interface-name scheduler-map scheduler-map-name.Die Schnittstelle verwendet die Scheduler-Zuordnung, um das Drop-Profil (und andere Attribute) auf die Ausgabewarteschlange anzuwenden, die der Weiterleitungsklasse auf dieser Schnittstelle zugeordnet ist. Da Sie unterschiedliche Scheduler-Zuordnungen auf verschiedenen Schnittstellen verwenden können, kann dieselbe Warteschlangennummer auf verschiedenen Schnittstellen Datenverkehr auf unterschiedliche Weise verarbeiten.
Löschen von Profilen in Warteschlangen mit aktivierter expliziter Überlastungsbenachrichtigung
Sie müssen ein WRED-Drop-Profil für Warteschlangen konfigurieren, die Sie für die explizite Überlastungsbenachrichtigung (ECN) aktivieren. Bei ECN-fähigen Warteschlangen legt das Drop-Profil den Schwellenwert fest, ab dem die Warteschlange ein Paket als überlastet markieren soll (siehe CoS Explicit Congestion Notification (ECN)). Wenn sich eine Warteschlange bis zu der Ebene füllt, auf der das WRED-Drop-Profil eine Paketverlustwahrscheinlichkeit größer als Null (0) aufweist, markiert das Gerät ein Paket möglicherweise als überlastet. Ob ein Gerät ein Paket als überlastet markiert oder nicht, hat dieselbe Wahrscheinlichkeit wie die Drop-Wahrscheinlichkeit der Warteschlange bei diesem Füllstand.
In ECN-fähigen Warteschlangen verwendet das Gerät das Drop-Profil nicht, um das Verwerfen von Paketen zu steuern, die keine ECN-fähigen Pakete sind (Pakete, die als nicht ECT gekennzeichnet sind, ECN-Codebits 00) während Überlastungszeiten. Stattdessen verwendet das Gerät den Taildrop-Algorithmus, um in Überlastungszeiten nicht ECN-fähige Pakete zu verwerfen. Wenn eine Warteschlange vollständig gefüllt ist, verwirft Tail-Drop einfach alle später eingehenden Pakete, bis in der Warteschlange Platz für weitere Pakete ist. Alle nicht ECN-fähigen Pakete werden gleich behandelt.
Um ein WRED-Drop-Profil auf Nicht-ECT-Datenverkehr anzuwenden, konfigurieren Sie einen MF-Klassifizierer (Multifield), um Nicht-ECT-Datenverkehr einer anderen Ausgabewarteschlange zuzuweisen, die nicht ECN-aktiviert ist, und wenden Sie dann das WRED-Drop-Profil auf diese Warteschlange an.