Grundlegendes zu CoS WRED-Drop-Profilen
Wenn die Anzahl der Pakete in der Warteschlange 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. Weighted Random Early Detection (WRED)-Drop-Profile definieren die Drop-Wahrscheinlichkeit von Paketen mit unterschiedlichen Paketverlustwahrscheinlichkeiten (PLPs), wenn sich die Ausgabewarteschlange füllt. In Zeiten der Überlastung, wenn sich die Ausgabewarteschlange füllt, verwirft das Gerät eingehende Pakete, wie durch ein Drop-Profil bestimmt, bis die Ausgabewarteschlange weniger überlastet ist.
Abhängig von den Verwerfungswahrscheinlichkeiten kann ein Verwerfungsprofil 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 Drop-Profile im Abschnitt "Drop-Profil" der Class-of-Service (CoS)-Konfigurationshierarchie. Sie wenden Drop-Profile mithilfe einer Drop-Profilzuordnung in der Warteschlangenplaner-Konfiguration an. Für jeden Warteschlangenplaner können Sie mithilfe des loss-priority Attributs (niedrig, mittel-hoch und hoch) separate Drop-Profile für jedes PLP konfigurieren. Auf diese Weise können Sie den Datenverkehr verschiedener PLPs in Zeiten von Engpässen auf unterschiedliche Weise behandeln.
Wenden Sie Drop-Profile nicht auf verlustfreien Datenverkehr an (Datenverkehr, der zu einer Weiterleitungsklasse gehört, die über das drop-Attribut no-loss verfügt.). Für verlustfreien Datenverkehr wird die prioritätsbasierte Flusssteuerung (PFC) verwendet, um Überlastungen zu kontrollieren.
Sie können Drop-Profile nicht auf Multiziel-Warteschlangen auf Geräten anwenden, die diese unterstützen.
Parameter für Drop-Profile
Drop-Profile geben zwei Werte an, die paarweise funktionieren:
Fülllevel: Der Wert für die Füllung der Warteschlange, der einen Prozentsatz des zum Speichern von Paketen verwendeten Arbeitsspeichers im Verhältnis zur Gesamtmenge des der Warteschlange zugewiesenen Speichers darstellt.
Drop probability: Der Prozentsatz, der der Wahrscheinlichkeit entspricht, dass ein einzelnes Paket verworfen wird.
Definieren von Drop-Profilen auf Switches mit Ausnahme von QFX10000
In jedem Drop-Profil legen Sie zwei Warteschlangenfüllstände und zwei Drop-Wahrscheinlichkeiten fest. Die erste Füllebene und die erste Tropfenwahrscheinlichkeit erzeugen ein Wertepaar und die zweite Füllebene und die zweite Tropfenwahrscheinlichkeit erzeugen ein zweites Wertepaar.
Der erste Fülllevelwert gibt den Prozentsatz der Warteschlangenfülle an, bei dem Pakete zu verwerfen beginnen, der als Drop-Startpunkt bezeichnet wird. Bis die Warteschlange diesen Füllgrad erreicht hat, werden keine Pakete verworfen. Der zweite Fülllevelwert gibt den Prozentsatz der Warteschlangenauslastung an, bei dem alle Pakete verworfen werden, der als Drop-Endpunkt bezeichnet wird.
Der erste Wert für die Drop-Wahrscheinlichkeit ist immer 0 (Null). Dies wird mit dem Drop-Startpunkt gekoppelt und gibt an, dass keine Pakete verworfen werden, bis der Füllgrad der Warteschlange den ersten Füllgrad erreicht. Wenn die Warteschlangenauslastung den Drop-Startpunkt überschreitet, werden Pakete verworfen, bis die Warteschlange die zweite Füllebene überschreitet, wenn alle Pakete verworfen werden. Der zweite Wert für die Ausfallwahrscheinlichkeit, der als maximale Ausfallrate bezeichnet wird, gibt die Wahrscheinlichkeit an, dass Pakete verworfen werden, wenn die Warteschlange den Drop-Endpunkt erreicht. Wenn sich die Warteschlange vom Drop-Startpunkt bis zum Drop-Endpunkt füllt, werden Pakete in einem glatten, linearen Muster (als interpoliertes Diagramm bezeichnet) abgelegt, wie in Abbildung 1 dargestellt. Nach dem Drop-Endpunkt werden alle Pakete verworfen.
Die dicke Linie in Abbildung 1 zeigt die Paketverlusteigenschaften für ein WRED-Beispielprofil. Am 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 die Warteschlange bis zum Drop-Endpunkt von 50 % gefüllt ist, hat sich die Rate der Paketverluste auf die maximale Drop-Rate von 80 % erhöht. Wenn der Warteschlangenfüllstand den Drop-Endpunkt von 50 Prozent überschreitet, werden alle Pakete verworfen, bis der Warteschlangenfüllstand unter 50 Prozent fällt.
Definieren von Drop-Profilen auf QFX10000-Switches
Jeder Füllstand der Warteschlange ist mit einer Drop-Wahrscheinlichkeit verbunden. Wenn sich die Warteschlange auf verschiedene 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 Drop-Wahrscheinlichkeiten konfigurieren, um eine benutzerdefinierte Packet-Drop-Wahrscheinlichkeitskurve mit bis zu 32 Differenzierungspunkten zu erstellen.
Pakete werden erst verworfen, wenn sie den ersten konfigurierten Füllstand für Warteschlangen erreicht haben. Wenn die Warteschlange den ersten Füllstand erreicht, beginnen Pakete mit der konfigurierten Drop-Wahrscheinlichkeitsrate gepaart mit dem ersten Füllstand zu verwerfen. Wenn die Warteschlange den zweiten Füllgrad erreicht, beginnen Pakete mit der konfigurierten Abbruchwahrscheinlichkeitsrate gepaart mit dem zweiten Füllstand zu verwerfen. Dieser Vorgang wird für die Anzahl der Füllstands-/Tropfenwahrscheinlichkeitspaare fortgesetzt, die Sie im Tropfenprofil konfigurieren.
Tropfenprofile werden interpoliert und nicht segmentiert. Ein interpoliertes Fallprofil erhöht die Fallwahrscheinlichkeit entlang einer Kurve zwischen den einzelnen konfigurierten Füllständen schrittweise. Wenn die Warteschlange den nächsten Füllstand erreicht, erreicht die Drop-Wahrscheinlichkeit die Drop-Wahrscheinlichkeit gepaart mit diesem Füllstand. Ein segmentiertes Tropfenprofil "springt" schrittweise von einer Einstellung für Füllebene und Tropfenwahrscheinlichkeit zu einer anderen. Die Ausfallwahrscheinlichkeit des Datenverkehrs ändert sich nicht, wenn sich die Warteschlange füllt, bis der nächste Füllstand erreicht ist.
Ein Beispiel für Interpolation ist ein Drop-Profil mit drei Füllstands-/Drop-Wahrscheinlichkeitspaaren:
25 Prozent Füllstand der Warteschlange gepaart mit einer Sturzwahrscheinlichkeit von 30 Prozent
50 Prozent Füllstand der Warteschlange gepaart mit einer Sturzwahrscheinlichkeit von 60 Prozent
75 Prozent Warteschlangenfüllstand gepaart mit einer 100-prozentigen Drop-Wahrscheinlichkeit (alle Pakete, die den 75-prozentigen Warteschlangenfüllgrad überschreiten, werden verworfen)
Die Warteschlange verwirft keine Pakete, bis der Füllstand 25 Prozent erreicht. In Zeiten der Überlastung, 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 verworfen. Stattdessen steigt die Drop-Wahrscheinlichkeit allmählich an, wenn sich die Warteschlange auf den Füllgrad von 50 Prozent füllt. Wenn die Warteschlange den Füllstand von 50 Prozent erreicht, hat sich die Abwurfwahrscheinlichkeit auf das konfigurierte Absturzwahrscheinlichkeitspaar 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 Füllgrad bei 75 Prozent Auslastung erreicht, ist die Verlustwahrscheinlichkeit auf 100 Prozent gestiegen und alle Pakete, die den Füllstand von 75 Prozent überschreiten, werden verworfen.
Standard-Drop-Profil
Wenn Sie keine Verwerfungsprofile konfigurieren und auf Warteschlangenplaner anwenden, verwendet das Gerät das Standardverwerfungsprofil für verlustbehaftete Datenverkehrsklassen. Wenn im Standard-Drop-Profil der Füllstand 0 Prozent beträgt, beträgt die Drop-Wahrscheinlichkeit 0 Prozent. Wenn der Füllstand 100 Prozent beträgt, beträgt die Tropfenwahrscheinlichkeit 100 Prozent. In Zeiten der Überlastung kann das Standardprofil beginnen, Pakete zu verwerfen, sobald Pakete in einer Warteschlange eintreffen.
Packet Drop-Methode
Wenn ein Paket den Anfang einer Warteschlange erreicht, berechnet das Gerät eine Zufallszahl zwischen 0 und 100. Das Gerät zeichnet die Zufallszahl anhand des aktuellen Füllstands der Warteschlange gegen das Drop-Profil auf. Wenn die Zufallszahl über die Diagrammlinie fällt, überträgt die Warteschlange das Paket an die Ausgangsschnittstelle. Wenn die Zahl unter die Linie fällt, verwirft das Gerät das Paket.
Beispiel für Packet Drop für Switches außer QFX10000
Um das lineare Drop-Muster vom Drop-Startpunkt zum Drop-Endpunkt zu erstellen, werden die Drop-Wahrscheinlichkeiten mithilfe einer linearen Approximation mit acht Abschnitten oder Schritten vom minimalen Füllgrad der Warteschlange bis zum maximalen Füllstand der Warteschlange abgeleitet. Die Füllstände sind gleichmäßig in die acht Abschnitte unterteilt, beginnend mit dem minimalen Füllstand und endend mit dem maximalen Füllstand. Wenn sich die Warteschlange füllt, erhöht sich 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 linearen Drop-Muster mit acht Abschnitten 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 liegt bei 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 es keine Überlastung gibt, da Paketverluste am Startpunkt der Ablage beginnen, unabhängig davon, ob auf dem Port eine Überlastung vorliegt. Das Beispiel für ein Standard-Drop-Profil stellt das Worst-Case-Szenario dar, da der Füllgrad 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 z. B. ein Drop-Profil konfigurieren, das einen Drop-Startpunkt von 30 Prozent hat, werden Pakete erst verworfen, wenn die Warteschlange zu 30 % gefüllt ist. Es wird empfohlen, Unterbrechungsprofile zu konfigurieren, die für die Bedingungen des Netzwerkdatenverkehrs geeignet sind.
Je kleiner die Lücke zwischen der minimalen Tropfenrate (die immer 0 ist) und der maximalen Tropfenrate ist, desto kleiner ist die Lücke zwischen der minimalen Tropfenwahrscheinlichkeit und der maximalen Tropfenwahrscheinlichkeit in jedem Abschnitt (Schritt) des linearen Tropfenmusters. Das Standard-Drop-Profil, das die maximale Lücke zwischen der minimalen Drop-Rate (0 Prozent) und der maximalen Drop-Rate (100 Prozent) aufweist, weist bei jedem Schritt die höchste Lücke zwischen der minimalen Drop-Wahrscheinlichkeit und der maximalen Drop-Wahrscheinlichkeit auf. Durch die Konfiguration einer niedrigeren maximalen Drop-Rate für ein Drop-Profil wird die Lücke zwischen der minimalen Drop-Wahrscheinlichkeit und der maximalen Drop-Wahrscheinlichkeit verringert.
Profilkarten löschen
Drop-Profilkarten sind Teil der Scheduler-Konfiguration. Eine Drop-Profil-Map 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 Abschnitt classifier der CoS-Konfigurationshierarchie, und die Verlustpriorität wird auf den Datenverkehr angewendet, der der Weiterleitungsklasse an der Eingangsschnittstelle zugewiesen ist.
Jeder Scheduler kann über mehrere Drop-Profilzuordnungen verfügen.
Vermeidung von Überlastungen
Durch die Konfiguration von Drop-Profilen für Ausgabewarteschlangen können Sie steuern, wie sich eine Überlastung auf andere Warteschlangen an einem Port auswirkt. 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 mindestens einer der Ausgangsports überlastet ist, kann dies zu einer Überlastung des Eingangsports führen. Eine Überlastung des Eingangsports (der Eingangspuffer überschreitet seine Ressourcenzuordnung) kann dazu führen, dass Frames am Eingangsport statt am Ausgangsport verworfen werden. 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 Klassen und no-loss Weiterleitungsklassen. FCoE und andere verlustfreie Datenverkehrswarteschlangen erfordern verlustfreies Verhalten (Datenverkehrswarteschlangen, die mit dem no-loss Paketverwerfungsattribut konfiguriert sind). Verwenden Sie die prioritätsbasierte Flusskontrolle (PFC), um Frame-Verluste bei verlustfreien Prioritäten zu vermeiden.
Konfigurieren eines WRED-Drop-Profils und Anwenden auf eine Ausgabewarteschlange
So konfigurieren Sie ein WRED-Paketverwerfungsprofil und wenden es auf eine Ausgabewarteschlange an:
Konfigurieren Sie ein Drop-Profil:
Verwenden Sie auf Switches außer 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-/Abfallwahrscheinlichkeitspaare oder bis zu 32 Paare angeben.
Ordnen Sie das Drop-Profil mithilfe 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 WRED-Profils, das in Schritt 1 konfiguriert wurde.Ordnen Sie den Scheduler, den Schritt 2 dem Drop-Profil zuordnet, mithilfe 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 anderen Warteschlangen neu zugeordnet werden. Der Name des Schedulers ist der in Schritt 2 konfigurierte Scheduler.Verknüpfen Sie auf Switches mit Ausnahme von QFX10000 die Scheduler-Zuordnung mithilfe der Anweisung
set class-of-service traffic-control-profiles tcp-name scheduler-map map-namemit einem Datenverkehrssteuerungsprofil. Der Name der Scheduler-Zuordnung ist der Name, der in Schritt 3 konfiguriert wurde.Ordnen Sie auf Switches mit Ausnahme von QFX10000 das Datenverkehrssteuerungsprofil mithilfe der 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 Schedulerzuordnung im Datenverkehrssteuerungsprofil, um das Drop-Profil (und andere Attribute) auf die Ausgabewarteschlange (Weiterleitungsklasse) auf dieser Schnittstelle anzuwenden. Da Sie unterschiedliche Datenverkehrssteuerungsprofile verwenden können, um verschiedene Scheduler verschiedenen Schnittstellen zuzuordnen, kann dieselbe Warteschlangennummer auf verschiedenen Schnittstellen den Datenverkehr auf unterschiedliche Weise verarbeiten.
Verknüpfen Sie auf QFX10000 Switches die Scheduler-Zuordnung mit der 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 den Datenverkehr auf unterschiedliche Weise verarbeiten.
Löschen von Profilen in Warteschlangen mit aktivierter Benachrichtigung über explizite Überlastungen
Sie müssen ein WRED-Drop-Profil für Warteschlangen konfigurieren, die Sie für die explizite Überlastungsbenachrichtigung (Explicit Congestion Notification, ECN) aktivieren. Bei ECN-fähigen Warteschlangen legt das Drop-Profil den Schwellenwert fest, ab dem die Warteschlange ein Paket als überlastet markieren soll (siehe Grundlegendes zu CoS Explicit Congestion Notification). Wenn sich eine Warteschlange bis zu dem Niveau füllt, bei dem das WRED-Verwerfungsprofil eine Paketverwerfungswahrscheinlichkeit größer als Null (0) aufweist, markiert das Gerät ein Paket möglicherweise als überlastet. Ob ein Gerät ein Paket als überlastet markiert oder nicht, ist die gleiche Wahrscheinlichkeit wie die Ausfallwahrscheinlichkeit der Warteschlange bei diesem Füllstand.
In ECN-fähigen Warteschlangen verwendet das Gerät das Drop-Profil nicht, um das Verwerfen von Paketen zu steuern, die nicht ECN-fähige Pakete sind (Pakete, die als Nicht-ECT gekennzeichnet sind, ECN-Codebits 00) während Überlastungszeiten. Stattdessen verwendet das Gerät den Tail-Drop-Algorithmus, um nicht ECN-fähige Pakete in Zeiten der Überlastung zu verwerfen. Wenn eine Warteschlange bis zu ihrer maximalen Auslastung gefüllt ist, werden einfach alle nachträglich eintreffenden Pakete verworfen, bis in der Warteschlange Platz ist, um weitere Pakete zu puffern. Alle nicht ECN-fähigen Pakete werden auf die gleiche Weise behandelt.
Um ein WRED-Drop-Profil auf Nicht-ECT-Datenverkehr anzuwenden, konfigurieren Sie einen Multifield-Klassifizierer (MF), um Nicht-ECT-Datenverkehr einer anderen Ausgabewarteschlange zuzuweisen, die nicht ECN-fähig ist, und wenden Sie dann das WRED-Drop-Profil auf diese Warteschlange an.