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DCB-Funktionen und -Anforderungen verstehen
Data Center Bridging (DCB) ist eine Reihe von Verbesserungen der IEEE 802.1-Bridge-Spezifikationen. DCB modifiziert und erweitert das Ethernet-Verhalten zur Unterstützung der E/A-Konvergenz im Datencenter. E/A-Konvergenz umfasst unter anderem den Transport von Ethernet-LAN-Datenverkehr und Fibre Channel (FC)-SAN-Datenverkehr (Storage Area Network) auf derselben physischen Ethernet-Netzwerkinfrastruktur.
Eine konvergente Architektur spart Kosten, indem sie die Anzahl der Netzwerke und Switches reduziert, die zur Unterstützung beider Datenverkehrstypen erforderlich sind, die Anzahl der erforderlichen Schnittstellen reduziert, die Kabelkomplexität reduziert und den Verwaltungsaufwand reduziert.
Die Switches der QFX-Serie und der EX4600 von Juniper Networks unterstützen die DCB-Funktionen, die für den Transport von konvergentem Ethernet- und FC-Datenverkehr erforderlich sind, und bieten gleichzeitig die Class-of-Service (CoS) und andere Eigenschaften, die FC für die Übertragung von Speicherdatenverkehr benötigt. Um den FC-Datenverkehr zu bewältigen, sehen die DCB-Spezifikationen Folgendes vor:
Ein Flusssteuerungsmechanismus namens prioritätsbasierte Datenstromsteuerung (PFC, beschrieben in IEEE 802.1Qbb), der einen verlustfreien Transport ermöglicht.
Ein Erkennungs- und Austauschprotokoll zur Übertragung von Konfigurationen und Funktionen unter Nachbarn, um eine einheitliche Konfiguration im gesamten Netzwerk sicherzustellen, das sogenannte Data Center Bridging Capability Exchange Protocol (DCBX), das eine Erweiterung des Link Layer Data Protocol (LLDP, beschrieben in IEEE 802.1AB) ist.
Ein Bandbreitenmanagement-Mechanismus namens Enhanced Transmission Selection (ETS, beschrieben in IEEE 802.1Qaz).
Ein Mechanismus für das Überlastungsmanagement, der als quantisierte Überlastungsbenachrichtigung (QCN, beschrieben in IEEE 802.1Qau) bezeichnet wird.
Der Switch unterstützt die Standards PFC, DCBX und ETS, aber nicht QCN. Der Switch bietet auch die Schnittstellen mit hoher Bandbreite (mindestens 10 Gbit/s), die für die Unterstützung von DCB und konvergiertem Datenverkehr erforderlich sind.
In diesem Thema werden die DCB-Standards und -Anforderungen beschrieben, die der Switch unterstützt:
Verlustfreier Transport
FC-Datenverkehr erfordert verlustfreien Transport (definiert als keine Frames, die aufgrund von Überlastung verloren gehen). Standard-Ethernet unterstützt keinen verlustfreien Transport, aber die DCB-Erweiterungen für Ethernet zusammen mit einer angemessenen Pufferverwaltung ermöglichen es einem Ethernet-Netzwerk, das Level an Class-of-Service (CoS) bereitzustellen, das für den Transport von in Ethernet eingekapselten FC-Frames über ein Ethernet-Netzwerk erforderlich ist.
In diesem Abschnitt werden die folgenden Faktoren bei der Schaffung eines verlustfreien Transports über Ethernet beschrieben:
PFC
PFC ist ein Flusssteuerungsmechanismus auf Link-Level, der Ethernet PAUSE ähnelt (beschrieben in IEEE 802.3x). Ethernet PAUSE stoppt den gesamten Datenverkehr auf einer Verbindung für einen bestimmten Zeitraum. PFC ermöglicht es Ihnen, den Datenverkehr auf einer Verbindung in acht Prioritäten aufzuteilen und den Datenverkehr einer ausgewählten Priorität zu stoppen, ohne den Datenverkehr zu stoppen, der anderen Prioritäten auf der Verbindung zugewiesen ist.
Durch das Anhalten des Datenverkehrs mit einer ausgewählten Priorität können Sie verlustfreien Transport für den Datenverkehr bereitstellen, dem diese Priorität zugewiesen wurde, und gleichzeitig den standardmäßigen verlustbehafteten Ethernet-Transport für den Rest des Verbindungsdatenverkehrs verwenden.
Puffer-Management
Die Pufferverwaltung ist für das reibungslose Funktionieren der PFC von entscheidender Bedeutung, denn wenn Puffer überlaufen, werden Frames verloren und der Transport verläuft nicht verlustfrei.
Für jede verlustfreie Datenstrompriorität benötigt der Switch ausreichend Pufferspeicher, um:
Speichern Sie Frames, die während der Zeit gesendet werden, die zum Senden des PFC-Pausenframes über das Kabel zwischen Geräten benötigt wird.
Speichern Sie die Frames, die sich bereits auf der Leitung befinden, wenn der Absender den PFC-Pausenframe empfängt.
Die Ausbreitungsverzögerung aufgrund der Kabellänge und -geschwindigkeit sowie die Verarbeitungsgeschwindigkeit bestimmen die Menge an Pufferspeicher, die benötigt wird, um Frame-Verluste aufgrund von Überlastung zu vermeiden.
Der Switch legt automatisch den Schwellenwert für das Senden von PFC-Pausenframes fest, um Verzögerungen von Kabeln mit einer Länge von bis zu 150 Metern (492 Fuß) und große Frames zu berücksichtigen, die sich möglicherweise auf dem Kabel befinden, wenn der Switch den Pausenframe sendet. Dadurch wird sichergestellt, dass der Switch Pausenframes früh genug sendet, damit der Absender die Übertragung beenden kann, bevor die Empfangspuffer auf dem Switch überlaufen.
Physische Schnittstellen
Die Switches der QFX-Serie unterstützen Vollduplex-Schnittstellen mit 10 Gbit/s oder schneller. Der Switch ermöglicht die DCB-Funktion nur auf Ethernet-Schnittstellen mit 10 Gbit/s oder schneller.
ETS
PFC unterteilt den Datenverkehr in bis zu acht separate Ströme (Prioritäten, die auf dem Switch als Weiterleitungsklassen konfiguriert sind) auf einer physischen Verbindung. Mit ETS können Sie die Verbindungsbandbreite wie folgt verwalten:
Gruppieren der Prioritäten in Prioritätsgruppen (auf dem Switch als Weiterleitungsklassensätze konfiguriert).
Angabe der für jede der Prioritätsgruppen verfügbaren Bandbreite als Prozentsatz der gesamten verfügbaren Verbindungsbandbreite.
Zuweisen der Bandbreite zu den einzelnen Prioritäten in der Prioritätsgruppe.
Die verfügbare Verbindungsbandbreite ist die Bandbreite, die nach der Bedienung von Warteschlangen mit strenger hoher Priorität verbleibt. Bei Switches QFX5200, QFX5100, EX4600 wird empfohlen, dass Sie immer eine Shaping-Rate konfigurieren, um die Bandbreite zu begrenzen, die eine Warteschlange mit strenger hoher Priorität verbrauchen kann, indem Sie die shaping-rate Anweisung in die [edit class-of-service schedulers] Hierarchie des Schedulers mit strenger hoher Priorität aufnehmen. Dadurch wird verhindert, dass eine Warteschlange mit strenger hoher Priorität andere Warteschlangen auf dem Port blockiert. (Konfigurieren Sie auf QFX10000-Switches eine Übertragungsrate für Warteschlangen mit strenger hoher Priorität, um eine maximale Bandbreite für Datenverkehr mit strenger hoher Priorität festzulegen.)
Die Verwaltung der Verbindungsbandbreite mit ETS bietet mehrere Vorteile:
Es gibt ein einheitliches Management aller Arten von Datenverkehr auf der Verbindung, sowohl überlastungsgesteuerter Datenverkehr als auch Standard-Ethernet-Datenverkehr.
Wenn eine Prioritätsgruppe nicht die gesamte zugewiesene Bandbreite nutzt, können andere Prioritätsgruppen auf der Verbindung diese Bandbreite nach Bedarf verwenden.
Wenn eine Priorität in einer Prioritätsgruppe nicht die gesamte zugewiesene Bandbreite nutzt, können andere Prioritäten in der Gruppe diese Bandbreite verwenden.
Das Ergebnis ist eine bessere Bandbreitennutzung, da Prioritäten, die aus Burst-Datenverkehr bestehen, die Bandbreite in Zeiten geringer Datenverkehrsübertragung teilen können, anstatt ihre gesamte Bandbreitenzuweisung zu verbrauchen, wenn der Datenverkehr wenig belastet ist.
Sie können Datenverkehrstypen mit unterschiedlichen Serviceanforderungen unterschiedlichen Prioritäten zuweisen, sodass jeder Datenverkehrstyp entsprechend behandelt wird.
Datenverkehr mit strikter Priorität behält seine zugewiesene Bandbreite.
DCBX
DCB-Geräte verwenden DCBX, um Konfigurationsinformationen mit direkt verbundenen Peers (Switches und Endpunkten wie Servern) auszutauschen. DCBX ist eine Erweiterung von LLDP. Wenn Sie LLDP auf einer Schnittstelle deaktivieren, kann diese Schnittstelle DCBX nicht ausführen. Wenn Sie versuchen, DCBX auf einer Schnittstelle zu aktivieren, auf der LLDP deaktiviert ist, schlägt der Konfigurationscommit fehl.
DCBX kann:
Entdecken Sie die DCB-Funktionen von Peers.
Erkennen Sie Fehlkonfigurationen von DCB-Funktionen oder Diskrepanzen zwischen Peers.
Konfigurieren Sie DCB-Funktionen auf Peers.
Sie können den DCBX-Betrieb für PFC, ETS und für Layer-2- und Layer-4-Anwendungen wie FCoE und iSCSI konfigurieren. DCBX wird je nach Schnittstelle aktiviert oder deaktiviert.