Comprendre le contrôle des flux CoS (Pause Ethernet et PFC)

Informations générales sur Ethernet PAUSE et PFC, et quand les utiliser

Ethernet PAUSE et PFC sont des mécanismes de contrôle de flux au niveau des liaisons.

Note:

Pour un contrôle de la congestion de bout en bout pour le trafic best-effort, reportez-vous à la section Understanding CoS Explicit Congestion Notification.

Ethernet PAUSE interrompt la transmission de tout le trafic sur une liaison Ethernet physique.

La PFC dissocie la fonction de pause de la liaison Ethernet physique et vous permet de diviser le trafic sur une liaison en huit priorités. Vous pouvez penser aux huit priorités comme huit « voies » de trafic qui sont mappées aux classes de transfert et aux files d’attente de sortie. Chaque priorité correspond à une valeur de point de code CoS IEEE 802.1p 3 bits dans l’en-tête VLAN. Vous pouvez activer le PFC sur une ou plusieurs priorités (points de code IEEE 802.1p) sur une liaison. Lorsque le trafic compatible PFC est interrompu sur une liaison, le trafic qui n’est pas compatible PFC continue de circuler (ou est supprimé si la congestion est suffisamment grave).

Utilisez Ethernet PAUSE pour éviter la perte de paquets sur l’ensemble du trafic d’une liaison. Utilisez le PFC pour éviter les pertes de trafic uniquement sur un type de trafic spécifique qui nécessite un traitement sans perte, par exemple le trafic Fibre Channel over Ethernet (FCoE).

Note:

En fonction de la quantité de trafic sur une liaison ou d’une priorité, la mise en pause du trafic peut entraîner une congestion du port entrant et se propager à travers le réseau.

Ethernet PAUSE et PFC sont des configurations mutuellement exclusives sur une interface. En essayant de configurer à la fois Ethernet PAUSE et PFC sur une liaison, une erreur de validation est à l’origine d’une erreur de validation.

Par défaut, toutes les formes de contrôle des flux sont désactivées. Vous devez activer explicitement le contrôle des flux sur les interfaces pour interrompre le trafic.

Ethernet PAUSE

Ethernet PAUSE est une fonctionnalité de désengorgement qui fonctionne en fournissant un contrôle de flux au niveau des liaisons pour tout le trafic sur une liaison Ethernet full-duplex. Ethernet PAUSE fonctionne dans les deux sens sur la liaison. Dans une seule direction, une interface génère et envoie des messages Ethernet PAUSE pour empêcher l’homologue connecté d’envoyer plus de trafic. Dans l’autre sens, l’interface répond aux messages Ethernet PAUSE qu’elle reçoit de l’homologue connecté pour arrêter d’envoyer du trafic.

Note:

Les commutateurs QFX10000 ne prennent pas en charge ethernet PAUSE. Les informations sur Ethernet PAUSE ne s’appliquent pas aux commutateurs QFX10000.

Les commutateurs OCX Series prennent en charge le contrôle symétrique des flux Ethernet PAUSE sur les interfaces balisées de couche 3. Les commutateurs OCX Series ne prennent pas en charge le contrôle asymétrique des flux Ethernet PAUSE. Les informations sur le contrôle asymétrique des flux ne s’appliquent pas aux commutateurs OCX Series.

Ethernet PAUSE fonctionne également sur les interfaces Ethernet agrégées. Par exemple, si les interfaces homologues connectées sont appelées nœud A et nœud B :

• Lorsque les tampons de réception sur le nœud A de l’interface atteignent un certain niveau de plénitude, l’interface génère et envoie un message Ethernet PAUSE au pair connecté (nœud d’interface B) pour lui dire d’arrêter d’envoyer des trames. Les tampons du nœud B stockent les trames jusqu’à ce que la période spécifiée dans la trame PAUSE Ethernet s’écoule ; puis le nœud B recommence à envoyer des trames au nœud A.

• Lorsque le nœud d’interface A reçoit un message Ethernet PAUSE du nœud B de l’interface, le nœud d’interface A cesse de transmettre les trames jusqu’à ce que la période spécifiée dans la trame PAUSE d’Ethernet s’écoule ; puis le nœud A reprend la transmission. (Le nœud A transmet des mémoires tampons stockent les trames jusqu’à ce que le nœud A reprenne l’envoi des trames vers le nœud B.)

  Dans ce scénario, si le nœud B envoie une trame Pause Ethernet avec une valeur de temps de 0 au nœud A, la valeur de temps 0 indique au nœud A qu’il peut reprendre la transmission. Cela se produit lorsque la mise en mémoire tampon du nœud B se vide au-dessous d’un certain seuil et que la mémoire tampon peut à nouveau accepter le trafic.

Le contrôle symétrique des flux signifie qu’une interface a la même configuration Ethernet PAUSE dans les deux sens. La génération d’Ethernet PAUSE et les fonctions de réponse Ethernet PAUSE sont toutes les deux configurées comme activées ou désactivées. Vous configurez le contrôle symétrique des flux en incluant l’instruction flow-control au niveau de la [edit interfaces interface-name ether-options] hiérarchie.

Le contrôle asymétrique des flux vous permet de configurer la fonctionnalité Ethernet PAUSE dans chaque direction indépendamment sur une interface. La configuration pour générer des messages Ethernet PAUSE et répondre aux messages Ethernet PAUSE n’est pas forcément la même. Il peut être activé dans les deux sens, désactivé dans les deux directions, ou activé dans un sens et désactivé dans l’autre direction. Vous configurez un contrôle des flux asymétrique en incluant l’instruction configured-flow-control au niveau de la [edit interfaces interface-name ether-options] hiérarchie.

Sur n’importe quelle interface, le contrôle symétrique et asymétrique des flux s’excluent mutuellement. Le contrôle asymétrique des flux remplace et désactive le contrôle de flux symétrique. (Si le PFC est configuré sur une interface, vous ne pouvez pas valider une configuration Ethernet PAUSE sur l’interface. Tenter de valider une configuration Ethernet PAUSE sur une interface avec PFC activé sur une ou plusieurs files d’attente entraîne une erreur de validation. Pour valider la configuration PAUSE, vous devez d’abord supprimer la configuration PFC.) Le contrôle de flux symétrique et asymétrique est pris en charge.

• Contrôle symétrique des flux
• Contrôle asymétrique des flux

PFC

Le PFC est une fonctionnalité de transport et de désengorgement sans perte qui fonctionne en fournissant un contrôle granulaire du flux au niveau des liaisons pour chaque point de code IEEE 802.1p (priorité) sur une liaison Ethernet full-duplex. Lorsque la mémoire tampon de réception sur une interface de commutateur se remplit jusqu’à un seuil, le commutateur transmet une trame de pause à l’expéditeur (l’homologue connecté) pour empêcher temporairement l’expéditeur de transmettre d’autres trames. Le seuil de mise en mémoire tampon doit être suffisamment bas pour que l’expéditeur ait le temps d’arrêter de transmettre les trames et que le destinataire puisse accepter les trames déjà sur le câble avant que la mémoire tampon ne déborde. Le commutateur définit automatiquement des seuils de mise en mémoire tampon de file d’attente pour éviter la perte de trames.

Lorsque la congestion oblige une priorité sur une liaison à mettre en pause, toutes les autres priorités de la liaison continuent d’envoyer des trames. Seules les trames de la priorité suspendue ne sont pas transmises. Lorsque la mémoire tampon de réception se vide au-dessous d’un autre seuil, le commutateur envoie un message qui redémarre le flux.

Vous configurez le PFC à l’aide d’un profil de notification de congestion (CNP). Un CNP se présente en deux parties :

• Entrée : spécifiez le point de code (ou les points de code) sur lequel activer le PFC, et éventuellement spécifier l’unité de réception maximale (MRU) et la longueur du câble entre l’interface et l’interface homologue connectée.

• Sortie : spécifiez la ou les files d’attente de sortie qui répondent aux messages de pause de l’homologue connecté.

Vous appliquez une configuration PFC en configurant un CNP sur une ou plusieurs interfaces. Chaque interface qui utilise un CNP particulier est activée pour mettre en pause le trafic identifié par les priorités (points de code) spécifiés dans ce CNP. Vous pouvez configurer un CNP sur une interface, et vous pouvez configurer différents CNP sur différentes interfaces. Lorsque vous configurez un CNP sur une interface, le trafic entrant qui est mappé à une priorité que le CNP active pour les PFC est interrompu chaque fois que la mémoire tampon de file d’attente se remplit au seuil de pause. (Le seuil de pause n’est pas configurable par l’utilisateur.)

Configurez le PFC pour une priorité de bout en bout sur l’ensemble du chemin de données afin de créer une voie de trafic sans perte sur le réseau. Vous pouvez mettre en pause sélectivement le trafic dans n’importe quelle file d’attente sans mettre en pause le trafic pour les autres files d’attente sur la même liaison. Vous pouvez créer des voies sans perte pour le trafic tel que FCoE, la sauvegarde laN ou la gestion, tout en utilisant la gestion standard de la congestion frame-drop pour le trafic IP sur la même liaison.

Les conséquences potentielles du contrôle des flux sont les suivants :

• Congestion des ports entrants (la configuration d’un trop grand nombre de flux sans perte peut entraîner une congestion des ports entrants)

• Une priorité interrompue qui oblige les équipements en amont à mettre en pause la même priorité, ce qui propage à nouveau la congestion sur le réseau

Par définition, le PFC ne prend en charge que la pause symétrique (par opposition à Ethernet PAUSE, qui prend en charge la pause symétrique et asymétrique). Avec une pause symétrique, un équipement peut :

• Transmettre des trames de pause pour mettre en pause le trafic entrant. (Vous configurez cette configuration à l’aide de la strophe d’entrée d’un profil de notification de congestion.)

• Recevez des trames de pause et arrêtez d’envoyer du trafic vers un équipement dont la mémoire tampon est trop pleine pour accepter d’autres trames. (Vous configurez cette configuration à l’aide de la strophe de sortie d’un profil de notification de congestion.)

La réception d’une trame PFC d’un homologue connecté met en pause le trafic sur les files d’attente sortantes en fonction des priorités IEEE 802.1p que la trame de pause PFC identifie. Les priorités sont de 0 à 7. Par défaut, les priorités s’mappent aux numéros de file d’attente 0 à 7, respectivement, et à des classes de transfert spécifiques, comme illustré dans le tableau 4 :

Tableau 4 : Priorité PFC par défaut vers le mappage des classes de file d’attente et de transfert

Priorité IEEE 802.1p (point de code)	File d’attente	Classe de transfert
0 (000)	0	les meilleurs efforts
1 (001)	1	les meilleurs efforts
2 (010)	2	les meilleurs efforts
3 (011)	3	fcoe
4 (100)	4	sans perte
5 (101)	5	les meilleurs efforts
6 (110)	6	contrôle réseau
7 (111)	7	contrôle réseau

Par exemple, une image de pause PFC reçue qui met en pause la priorité 3 met en pause la file d’attente de sortie 3. Si vous ne souhaitez pas utiliser la configuration par défaut, vous pouvez configurer un mappage personnalisé des priorités vers les files d’attente et les classes de transfert.

Note:

Par convention, les déploiements avec accès convergent au serveur utilisent généralement ieee 802.1p priorité 3 pour le trafic FCoE. La configuration par défaut définit la fcoe classe de transfert comme une classe de transfert sans perte qui est mappée à la file d’attente 3. Le classificateur par défaut mappe le trafic entrant de priorité 3 à la fcoe classe de transfert. Toutefois, vous devez appliquer le PFC à l’ensemble du chemin de données FCoE pour configurer le comportement sans perte de bout en bout requis par le trafic FCoE.

Si votre réseau utilise la priorité 3 pour le trafic FCoE, nous vous recommandons d’utiliser la configuration par défaut. Si votre réseau utilise une priorité autre que 3 pour le trafic FCoE, vous pouvez configurer le transport FCoE sans perte sur n’importe quelle priorité IEEE 80.21p, comme décrit dans Comprendre les priorités CoS IEEE 802.1p pour les flux de trafic sans perte et Comprendre le remappage prioritaire CoS IEEE 802.1p sur une passerelle FCoE-FC.

Pour activer les PFC sur une priorité :

1. Spécifiez le point de code IEEE 802.1p pour mettre en pause la strophe d’entrée d’un CNP.

2. Si vous n’utilisez pas les classes de transfert sans perte par défaut, spécifiez le point de code IEEE 802.1p à mettre en pause et la file d’attente de sortie correspondante dans la strophe de sortie du CNP.

3. Appliquez le CNP aux interfaces entrantes sur lesquelles vous souhaitez suspendre le trafic.

4. Si vous n’utilisez pas les classes de transfert sans perte par défaut, appliquez le CNP aux interfaces entrantes sur lesquelles vous souhaitez mettre le trafic en pause.

ATTENTION:

Toute modification de la configuration PFC sur un port bloque temporairement l’ensemble du port (pas seulement les priorités affectées par la modification PFC) afin que le port puisse implémenter la modification, puis le débloquer. Le blocage du port arrête le trafic entrant et sortant, et provoque la perte de paquets sur toutes les files d’attente du port jusqu’à ce que le port soit débloqué.

Une modification de la configuration PFC désigne toute modification d’un CNP, y compris la modification de la partie d’entrée du CNP (activation ou désactivation de PFC sur une priorité, ou modification de la MRU ou des valeurs de longueur de câble) ou la modification de la partie de sortie du CNP qui active ou désactive le contrôle du flux de sortie sur une file d’attente. Une modification de configuration PFC n’affecte que les ports qui utilisent le CNP modifié.

Les actions suivantes modifient la configuration du PFC :

• Supprimer ou désactiver une configuration PFC (entrée ou sortie) dans un CNP utilisé sur une ou plusieurs interfaces. Par exemple :

  1. Un CNP existant avec une strophe d’entrée qui active les PFC sur les priorités 3, 5 et 6 est configuré sur les interfaces xe-0/0/20 et xe-0/0/21.

  2. Nous désactivons la configuration PFC pour la priorité 6 dans le CNP d’entrée, puis validons la configuration.

  3. Le changement de configuration PFC provoque l’arrêt de tout le trafic des interfaces xe-0/0/20 et xe-0/0/21 jusqu’à ce que la modification PFC ait été implémentée. Lorsque la modification PFC a été implémentée, le trafic reprend.

• Configuration d’un CNP sur une interface. (Cela modifie l’état du PFC en activant le PFC sur une ou plusieurs priorités.)

• Supprimer un CNP d’une interface. (Cela modifie l’état du PFC en désactivant la PFC sur une ou plusieurs priorités.)

Lorsque vous associez le CNP à une interface, l’interface utilise PFC pour envoyer des demandes de pause lorsque la mise en mémoire tampon de la file d’attente de sortie pour le trafic sans perte se remplit jusqu’au seuil de pause.

Sur les commutateurs qui utilisent différents classificateurs pour le trafic unicast et multidestination, vous pouvez mapper une file d’attente unicast (file d’attente 0 à 7) et une file d’attente multidestination (file d’attente 8, 9, 10 ou 11) au même point de code IEEE 802.1p (priorité) afin que le trafic unicast et multicast utilise cette priorité. Toutefois, ne mapper le trafic multidestination aux files d’attente de sortie sans perte. À partir de la version 12.3 de Junos OS, vous pouvez mapper une priorité à plusieurs files d’attente de sortie.

Note:

Vous pouvez fixer un maximum d’un CNP à une interface, mais vous pouvez créer un nombre illimité de CNP qui configurent explicitement uniquement la strophe d’entrée et utilisent la strophe de sortie par défaut.

La strophe de sortie du CNP correspond à un profil que les interfaces utilisent pour répondre aux messages de pause reçus de l’homologue connecté. Sur les commutateurs autonomes, vous pouvez créer deux CGP avec une strophe de sortie explicitement configurée.

Lorsqu’un commutateur est un équipement de nœud dans un système QFabric, vous pouvez créer un CNP avec une strophe de sortie configurée explicitement. (Un profil de moins est disponible sur les systèmes QFabric, car le système a besoin d’un profil par défaut pour les interfaces de structure, qui ne sont pas utilisées comme interfaces de structure lorsque les commutateurs ne font pas partie d’un système QFabric. Comprendre les priorités de CoS IEEE 802.1p pour les flux de trafic sans perte décrit la configuration du contrôle des flux de sortie.

Synthèse de l’assistance au transport sans perte

Le commutateur prend en charge jusqu’à six classes de transfert sans perte. Pour un transport sans perte, vous devez activer les PFC sur les priorités IEEE 802.1p (points de code) mappées aux classes de transfert sans perte.

ATTENTION:

Toute modification de la configuration PFC sur un port bloque temporairement l’ensemble du port (pas seulement les priorités affectées par la modification PFC) afin que le port puisse implémenter la modification, puis le débloquer. Le blocage du port arrête le trafic entrant et sortant, et provoque la perte de paquets sur toutes les files d’attente du port jusqu’à ce que le port soit débloqué.

La limitation suivante s’applique uniquement à la prise en charge du transport sans perte sur les systèmes QFabric :

• La longueur du câble fibre interne de l’équipement de nœud système QFabric à l’équipement d’interconnexion du système QFabric ne peut pas dépasser 150 mètres.

La configuration CoS par défaut fournit deux classes de transfert sans perte, fcoe et no-loss. Si vous configurez explicitement des classes de transfert sans perte, vous devez inclure l’attribut no-loss de perte de paquets pour activer un comportement sans perte, sinon le trafic n’est pas sans perte. Pour une configuration de classe de transfert explicite et par défaut, vous devez configurer les strophes d’entrée CNP pour activer la PFC sur la priorité du trafic sans perte et appliquer les CNP aux interfaces entrantes.

Note:

Les informations contenues dans cette note s’appliquent uniquement aux systèmes qui n’exécutent pas la CLI ELS.

La version 12.2 de Junos OS a modifié la façon dont le commutateur gère les classes de transfert sans perte (y compris les classes par défaut fcoe et no-loss de transfert).

Dans la version 12.1 de Junos OS, la configuration explicite des classes et no-loss de fcoe transfert ou l’utilisation de la configuration par défaut de ces classes de transfert a entraîné le même comportement sans perte pour le trafic mappé à ces classes de transfert.

Toutefois, dans junos OS version 12.2, si vous configurez explicitement la ou la fcoe no-loss classe de transfert, cette classe de transfert n’est plus traitée comme une classe de transfert sans perte. Le trafic mappé à ces classes de transfert est traité comme un trafic avec perte (best effort). Cela est vrai même si la configuration explicite est exactement la même que la configuration par défaut.

Si votre configuration CoS de Junos OS version 12.1 ou antérieure inclut la configuration explicite de la ou de la fcoe no-loss classe de transfert, alors lorsque vous mettez à niveau vers Junos OS version 12.2, ces classes de transfert ne sont pas sans perte. Pour préserver le traitement sans perte de ces classes de transfert, supprimez la configuration des classes explicites fcoe et no-loss de transfert avant de passer à Junos OS version 12.2.

Consultez la présentation des modifications de CoS introduites dans la version 12.2 de Junos OS pour obtenir des informations détaillées sur cette modification et sur la façon de supprimer une configuration existante sans perte.

Dans la version 12.3 de Junos OS, le comportement par défaut des classes et no-loss de fcoe transfert est le même que dans junos OS version 12.2. Toutefois, dans Junos OS version 12.3, vous pouvez configurer jusqu’à six classes de transfert sans perte. Toutes les classes de transfert sans perte configurées explicitement doivent inclure le nouvel no-loss attribut de perte de paquets ou la classe de transfert est lossy.

Comprendre les priorités coS IEEE 802.1p pour les flux de trafic sans perte fournit des informations détaillées sur la configuration explicite des priorités sans perte et sur la configuration par défaut des priorités sans perte, y compris les strophes d’entrée et de sortie du CNP.

Note:

Les PFC et Ethernet PAUSE ne sont utilisés que sur les interfaces Ethernet. Les ports de structure (fte) sur les systèmes QFabric (ports de structure des équipements de nœud et ports de structure d’équipement d’interconnexion) utilisent le contrôle de flux de couche de liaison (LLFC) pour garantir le traitement approprié du trafic sans perte.