Comprendre le contrôle des flux CoS (Ethernet, PAUSE 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 de la liaison.

Remarque :

Pour un contrôle de la congestion de bout en bout pour un trafic optimal, consultez Comprendre la notification de congestion explicite CoS.

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

Le PFC dissocie la fonction de pause de la liaison Ethernet physique et vous permet de diviser le trafic d’une liaison en huit priorités maximum. Vous pouvez considérer les huit priorités comme huit « voies » de trafic qui correspondent à des classes de transfert et à des files d’attente de sortie. Chaque priorité est mappée à une valeur de point de code IEEE 802.1p CoS 3 bits dans l’en-tête du VLAN. Vous pouvez activer PFC sur une ou plusieurs priorités (points de code IEEE 802.1p) sur un lien. Lorsque le trafic compatible PFC est suspendu sur une liaison, le trafic qui n’est pas compatible PFC continue d’affluer (ou est abandonné si la congestion est suffisamment importante).

Utilisez Ethernet PAUSE lorsque vous souhaitez éviter la perte de paquets sur l’ensemble du trafic d’une liaison. Utilisez PFC pour empêcher la perte de paquets uniquement sur des types de trafic spécifiques qui nécessitent un traitement sans perte, par exemple, le trafic FCoE.

Remarque :

En fonction de la quantité de trafic sur une liaison ou affectée à une priorité, la suspension du trafic peut entraîner une congestion des ports entrants et propager la congestion sur le réseau.

Ethernet PAUSE et PFC sont des configurations mutuellement exclusives sur une interface. Toute tentative de configuration d’Ethernet PAUSE et de PFC sur une liaison provoque une erreur de validation.

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

Ethernet PAUSE

Ethernet PAUSE est une fonctionnalité de décharge congestion qui permet de contrôler le flux au niveau de la liaison pour l’ensemble du trafic sur une liaison Ethernet full-duplex. Ethernet PAUSE fonctionne dans les deux sens sur la liaison. Dans une 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.

Ethernet PAUSE fonctionne également sur les interfaces Ethernet agrégées. Par exemple, si les interfaces homologues connectées s’appellent Nœud A et Nœud B :

• Lorsque les tampons de réception du nœud d’interface A atteignent un certain niveau de saturation, l’interface génère et envoie un message Ethernet PAUSE à l’homologue connecté (nœud d’interface B) pour lui demander d’arrêter d’envoyer des trames. Le nœud B stocke les trames jusqu’à ce que la période spécifiée dans la trame PAUSE Ethernet s’écoule ; puis le nœud B reprend l’envoi de trames au nœud A.

• Lorsque le nœud d’interface A reçoit un message Ethernet PAUSE du nœud d’interface B, le nœud d’interface A cesse de transmettre des trames jusqu’à ce que la période spécifiée dans la trame Ethernet PAUSE s’écoule ; le nœud A reprend la transmission. (Les tampons de transmission du nœud A stockent les trames jusqu’à ce que le nœud A reprenne l’envoi de trames au 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 mémoire tampon du nœud B se vide en dessous d’un certain seuil et que la mémoire tampon peut à nouveau accepter le trafic.

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

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

Sur une interface donnée, le contrôle de flux symétrique et asymétrique s’exclut mutuellement. Le contrôle de flux asymétrique remplace et désactive le contrôle de flux symétrique. Le contrôle de flux symétrique et asymétrique est pris en charge.

Remarque :

Si PFC est configuré sur une interface, vous ne pouvez pas valider une configuration Ethernet PAUSE sur l’interface. Toute tentative de validation d’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.

• Contrôle de flux symétrique
• Contrôle de flux asymétrique

PFC

Le PFC est une fonctionnalité de transport sans perte et de décharge congestion qui fonctionne en fournissant un contrôle de flux granulaire au niveau de la liaison pour chaque point de code IEEE 802.1p (priorité) sur une liaison Ethernet full-duplex Lorsque la mémoire tampon de réception d’une interface de commutateur atteint un certain 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 mémoire tampon doit être suffisamment bas pour que l’expéditeur ait le temps d’arrêter les trames de transmission et que le récepteur puisse accepter les trames déjà présentes sur le fil avant que la mémoire tampon ne déborde. Le commutateur définit automatiquement des seuils de mémoire tampon de file d’attente pour éviter la perte de trame.

Lorsqu’une congestion force la suspension d’une priorité sur une liaison, toutes les autres priorités sur 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 en dessous d’un autre seuil, le commutateur envoie un message qui redémarre le flux.

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

• Entrée : spécifiez le ou les points de code sur lesquels activer PFC et, si vous le souhaitez, spécifiez l’unité de réception maximale (MRU) et la longueur de 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 suspendre le trafic identifié par les priorités (points de code) spécifiées dans ce CNP. Vous pouvez configurer un CNP sur une interface, et vous pouvez configurer plusieurs CNP sur différentes interfaces. Lorsque vous configurez un CNP sur une interface, le trafic entrant mappé à une priorité activée par le CNP pour le PFC est suspendu chaque fois que la mémoire tampon de la file d’attente atteint le seuil de pause. (Le seuil de pause n’est pas configurable par l’utilisateur.)

Configurez 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 suspendre le trafic de manière sélective dans n’importe quelle file d’attente sans mettre en pause le trafic des autres files d’attente sur la même liaison. Vous pouvez créer des voies sans perte pour le trafic, telles que le trafic FCoE, la sauvegarde LAN ou la gestion, tout en utilisant la gestion de la congestion standard par chute de trame pour le trafic IP sur la même liaison.

Les conséquences potentielles du contrôle des flux sont les suivantes :

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

• Une priorité suspendue qui oblige les équipements en amont à suspendre la même priorité, répartissant ainsi la congestion sur le réseau

Par définition, PFC prend uniquement en charge la pause symétrique (contrairement à Ethernet PAUSE qui prend en charge la pause symétrique et asymétrique). Avec la pause symétrique, un équipement peut :

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

• Recevez, interrompez les trames et arrêtez d’envoyer du trafic à un périphérique dont la mémoire tampon est trop pleine pour accepter plus de trames. (Vous configurez cela à l’aide de la strophe de sortie d’un profil de notification de congestion.)

La réception d’une trame PFC d’un pair connecté interrompt le trafic sur les files d’attente de sortie en fonction des priorités IEEE 802.1p identifiées par la trame de pause PFC. Les priorités sont de 0 à 7. Par défaut, les priorités sont mappées aux files d’attente 0 à 7, respectivement, et à des classes de transfert spécifiques, comme indiqué dans le Tableau 4 :

Tableau 4 : Priorité PFC par défaut à la file d’attente et mappage de classe de transfert

Priorité IEEE 802.1p (point de code)	File d’attente	Classe de transfert
0 (000)	0	best-effort
1 (001)	1	best-effort
2 (010)	2	best-effort
3 (011)	3	FCoE
4 (100)	4	Pas de perte
5 (101)	5	best-effort
6 (110)	6	contrôle réseau
7 (111)	7	contrôle réseau

Par exemple, une trame de pause PFC reçue qui interrompt la priorité 3 interrompt 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 aux files d’attente et aux classes de transfert.

Remarque :

Par convention, les déploiements avec accès serveur convergent utilisent généralement la norme IEEE 802.1p de priorité 3 pour le trafic FCoE. La configuration par défaut définit la fcoe classe de transfert en tant que 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 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 un 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 de priorité CoS IEEE 802.1p sur une passerelle FCoE-FC.

Pour activer PFC en priorité :

1. Spécifiez le point de code IEEE 802.1p pour faire une pause dans 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 suspendre 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 suspendre le trafic.

MISE EN GARDE :

Toute modification de la configuration PFC sur un port bloque temporairement l’intégralité du port (pas seulement les priorités affectées par la modification PFC) afin que le port puisse implémenter la modification, puis débloquer le port. Le blocage du port arrête le trafic entrant et sortant, et entraîne 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 apportée à un CNP, y compris la modification de la partie d’entrée du CNP (activation ou désactivation du PFC en priorité, modification des valeurs MRU ou de longueur de câble) ou la modification de la partie de sortie du CNP qui active ou désactive le contrôle de flux de sortie sur une file d’attente. Une modification de la configuration PFC affecte uniquement les ports qui utilisent le CNP modifié.

Les actions suivantes modifient la configuration PFC :

• Suppression ou désactivation d’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 le 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. La modification de configuration PFC entraîne l’arrêt de tout le trafic sur les interfaces xe-0/0/20 et xe-0/0/21 jusqu’à ce que la modification PFC ait été implémentée. Lorsque le changement de PFC a été implémenté, 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.)

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

Lorsque vous associez CNP à une interface, celle-ci utilise PFC pour envoyer des demandes de pause lorsque la mémoire tampon de la file d’attente de sortie pour le trafic sans perte atteint le seuil de pause.

Sur les commutateurs qui utilisent des classificateurs différents pour le trafic unicast et multidestination, vous pouvez mapper une file d’attente unicast (files 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 mappez pas le trafic multidestination à des files d’attente de sortie sans perte. Vous pouvez mapper une priorité à plusieurs files d’attente de sortie.

Remarque :

Vous pouvez attacher 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 CNP avec une strophe de sortie explicitement configurée.

Résumé de la prise en charge du transport sans perte

Pour le transport sans perte, vous devez activer PFC sur les priorités IEEE 802.1p (points de code) mappées aux classes de transfert sans perte.

MISE EN GARDE :

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

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 packet drop pour activer un no-loss comportement sans perte, sinon le trafic n’est pas sans perte. Pour la configuration de classe de transfert sans perte par défaut et explicite, vous devez configurer les strophes d’entrée CNP pour activer PFC sur la priorité du trafic sans perte et appliquer les CNP aux interfaces entrantes.

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.

Comportement de contrôle des flux au niveau de la liaison spécifique à la plate-forme

Utilisez l’explorateur de fonctionnalités pour confirmer la prise en charge de la plate-forme et de la version pour des fonctionnalités spécifiques.

Utilisez les tableaux suivants pour passer en revue les comportements spécifiques à vos plateformes :

• Tableau 5

• Tableau 6

Tableau 5 : comportement de PAUSE Ethernet spécifique à la plate-forme

Plate-forme	Différence
EX4400	Sur les commutateurs EX4400, lorsqu’un port physique reçoit des trames de pause, il met fin à la pause reçue et génère une nouvelle trame de pause à transmettre à l’adresse MAC. Ce processus d’arrêt et de génération de trames de pause génère des compteurs MAC incrémentés dans les statistiques de l’interface, bien que le port ne transmette aucun trafic. Les statistiques d’octets en entrée sur l’interface de l’appareil distant sont nulles. Il s’agit d’un comportement normal qui garantit une réponse rapide à la réception des trames en pause.
PTX Series	Les routeurs PTX Series ne prennent en charge que deux priorités pour PFC.
Série QFX10000	Les commutateurs QFX10000 ne prennent pas en charge la pause Ethernet.

Tableau 6 : comportement du PFC spécifique à la plate-forme

Plate-forme	Différence
Série PTX10000	Les équipements PTX10000 Series prennent en charge deux classes de transfert sans perte.
QFX Series	Les équipements QFX Series prennent en charge six classes de transfert sans perte.
Série QFX10000	Les équipements QFX10002-60C ne prennent pas en charge PFC et les files d’attente sans perte ; En d’autres termes, les files d’attente sans perte par défaut (FCoE et sans perte) sont des files d’attente avec perte.