Comprendre les profils de chute CoS WRED

Paramètres de profil d’abandon

Les profils de drop spécifient deux valeurs, qui fonctionnent comme des paires :

• Niveau de remplissage : valeur de remplissage de la file d’attente, qui représente un pourcentage de la mémoire utilisée pour stocker les paquets par rapport à la quantité totale de mémoire allouée à la file d’attente.

• Probabilité d’abandon : valeur en pourcentage qui correspond à la probabilité de perte d’un paquet individuel.

Définition de profils d’abandon sur les commutateurs, à l’exception du QFX10000

Vous définissez deux niveaux de remplissage de file d’attente et deux probabilités d’abandon dans chaque profil de goutte. Le premier niveau de remplissage et la première probabilité de chute créent une paire de valeur et le deuxième niveau de remplissage et la deuxième probabilité d’abandon créent une deuxième paire de valeur.

La première valeur de niveau de remplissage spécifie le pourcentage de remplissage de la file d’attente auquel les paquets commencent à tomber, connu sous le nom de point de départ de chute. Jusqu’à ce que la file d’attente atteigne ce niveau de plénitude, aucun paquet n’est abandonné. La deuxième valeur de niveau de remplissage spécifie le pourcentage de plénitude de la file d’attente à laquelle tous les paquets sont supprimés, connu sous le nom de point d’abandon.

La première valeur de probabilité de chute est toujours 0 (zéro). Cette fonction s’associe au point de départ de chute et spécifie que jusqu’à ce que le niveau de remplissage de la file d’attente n’atteigne le premier niveau de remplissage, il n’y a pas de perte de paquets. Lorsque l’intégralité de la file d’attente dépasse le point de départ, les paquets commencent à tomber jusqu’à ce que la file d’attente dépasse le deuxième niveau de remplissage, lorsque tous les paquets tombent. La deuxième valeur de probabilité de perte, connue sous le nom de débit maximal, spécifie la probabilité de laisser tomber des paquets lorsque la totalité de la file d’attente atteint le point d’abandon. Lorsque la file d’attente se remplit du point de départ au point de chute, les paquets se déposent dans un modèle linéaire et lisse (appelé graphe interpolé) comme illustré en figure 1. Après le point de chute, tous les paquets tombent.

Figure 1 : modèle de perte de paquets de profil WRED-Drop

La ligne épaisse de la figure 1 montre les caractéristiques de perte de paquets pour un profil WRED échantillon. Au point de départ, la file d’attente atteint un niveau de remplissage de 30 %. Au point d’abandon, le niveau de remplissage de la file d’attente atteint 50 % et le taux d’abandon maximal est de 80 %.

Aucun paquet ne tombe tant que le niveau de remplissage de la file d’attente n’atteint pas le point de départ de 30 %. Lorsque la file d’attente atteint le niveau de remplissage de 30 %, les paquets commencent à tomber. À mesure que la file d’attente se remplit, le pourcentage de paquets supprimés augmente de manière linéaire. Lorsque la file d’attente se remplit jusqu’au point de chute de 50 %, le taux de perte de paquets a augmenté pour atteindre le taux de perte maximal de 80 %. Lorsque le niveau de remplissage des files d’attente dépasse le point de chute de 50 %, tous les paquets tombent jusqu’à ce que le niveau de remplissage de file d’attente tombe en dessous de 50 %.

Définition de profils de chute sur les commutateurs QFX10000

Chaque niveau de remplissage de file d’attente est associé à une probabilité de chute. Lorsque la file d’attente se remplit à différents niveaux, chaque fois qu’elle atteint un niveau de remplissage configuré dans un profil de goutte, la file d’attente applique la probabilité de chute associée à ce niveau de remplissage au trafic de la file d’attente qui dépasse le niveau de remplissage. Vous pouvez configurer jusqu’à 32 paires de niveaux de remplissage et de probabilités d’abandon pour créer une courbe de probabilité de perte de paquets personnalisée avec jusqu’à 32 points de différenciation.

Les paquets ne sont pas supprimés tant qu’ils n’atteignent pas le premier niveau de remplissage de file d’attente configuré. Lorsque la file d’attente atteint le premier niveau de remplissage, les paquets commencent à chuter au taux de probabilité d’abandon configuré associé au premier niveau de remplissage. Lorsque la file d’attente atteint le deuxième niveau de remplissage, les paquets commencent à chuter au taux de probabilité d’abandon configuré associé au niveau de remplissage second. Ce processus se poursuit pour le nombre de paires de probabilités de remplissage/chute que vous configurez dans le profil de chute.

Les profils de drop sont interpolés et non segmentés. Un profil de chute interpolé augmente progressivement la probabilité de chute le long d’une courbe entre chaque niveau de remplissage configuré. Lorsque la file d’attente atteint le niveau de remplissage suivant, la probabilité de chute atteint la probabilité de chute associée à ce niveau de remplissage. Un profil de chute segmenté « saute » d’un niveau de remplissage et d’un paramètre de probabilité de chute à un autre de manière étape. La probabilité de perte de trafic ne change pas à mesure que la file d’attente se remplit tant que le niveau de remplissage suivant n’est pas atteint.

Un exemple d’interpolation est un profil de chute avec trois paires de probabilités de remplissage/goutte :

• 25 % de niveau de remplissage de file d’attente associé à une probabilité de baisse de 30 %

• 50 % de niveau de remplissage de file d’attente associé à une probabilité de baisse de 60 %

• 75 % de niveau de remplissage de file d’attente associé à une probabilité de chute de 100 % (tous les paquets qui dépassent le niveau de remplissage de file d’attente de 75 % sont supprimés)

La file d’attente n’abandonne aucun paquet jusqu’à ce que son niveau de remplissage atteigne 25 %. En période de congestion, lorsque la file d’attente se remplit au-dessus de 25 %, la file d’attente commence à abandonner les paquets à un taux de 30 % des paquets au-dessus du niveau de remplissage.

Cependant, à mesure que la file d’attente continue de se remplir, elle ne continue pas à abandonner les paquets à la probabilité de chute de 30 %. Au lieu de cela, la probabilité d’abandon augmente progressivement à mesure que la file d’attente se remplit jusqu’au niveau de plénitude de 50 %. Lorsque la file d’attente atteint le niveau de remplissage de 50 %, la probabilité de chute est passée à la paire de probabilités de chute configurée pour le niveau de remplissage, soit 60 %.

À mesure que la file d’attente continue de se remplir, la probabilité de perte ne reste pas à 60 %, mais continue d’augmenter à mesure que la file d’attente se remplit. Lorsque la file d’attente atteint le niveau de remplissage final à 75 %, la probabilité de perte est passée à 100 % et tous les paquets qui dépassent le niveau de remplissage de 75 % sont supprimés.

Profil d’abandon par défaut

Si vous ne configurez pas les profils de suppression et ne les appliquez pas aux planificateurs de files d’attente, l’équipement utilise le profil de drop par défaut pour les classes de trafic à perte. Dans le profil de chute par défaut, lorsque le niveau de remplissage est de 0 %, la probabilité de chute est de 0 %. Lorsque le niveau de remplissage est de 100 %, la probabilité de chute est de 100 %. En période de congestion, dès que les paquets arrivent dans une file d’attente, le profil par défaut peut commencer à abandonner les paquets.

Méthode Packet Drop

Lorsqu’un paquet atteint la tête d’une file d’attente, l’équipement calcule un nombre aléatoire compris entre 0 et 100. L’équipement trace le nombre aléatoire sur le profil de drop en utilisant le niveau de remplissage actuel de la file d’attente. Lorsque le nombre aléatoire passe au-dessus de la ligne graphique, la file d’attente transmet le paquet par l’interface de sortie. Lorsque le nombre tombe sous le graphique de la ligne, l’équipement abandonne le paquet.

Exemple de perte de paquets pour les commutateurs à l’exception du QFX10000

Pour créer le modèle de chute linéaire du point de départ au point de chute, les probabilités de chute sont dérivées à l’aide d’une approximation linéaire avec huit sections, ou étapes, du niveau de remplissage minimal de la file d’attente au niveau maximal de remplissage de la file d’attente. Les niveaux de remplissage sont divisés en huit sections de manière égale, à partir du niveau de remplissage minimum et se terminant au niveau de remplissage maximal. À mesure que la file d’attente se remplit, le pourcentage de paquets supprimés augmente. Le pourcentage de paquets perdus est basé sur le taux de chute maximal.

Par exemple, le profil de chute par défaut (qui spécifie un taux de chute maximal de 100 pour cent) présente les probabilités de chute suivantes à chaque section, ou étape, dans le modèle de chute linéaire en huit sections :

• Première section : la probabilité minimale de chute est de 6,25 % du taux de chute maximal. La probabilité de chute maximale est de 12,5 % du taux de chute maximal.

• Deuxième section : la probabilité de chute minimale est de 18,75 % du taux de chute maximal. La probabilité de chute maximale est de 25 % du taux de chute maximal.

• Troisième section : la probabilité de chute minimale est de 30,25 % du taux de chute maximal. La probabilité de chute maximale est de 37,5 % du taux de chute maximal.

• Quatrième section : la probabilité de chute minimale est de 43,75 % du taux de chute maximal. La probabilité de chute maximale est de 50 % du taux de chute maximal.

• Cinquième section : la probabilité de chute minimale est de 56,25 % du taux de chute maximal. La probabilité de chute maximale est de 62 % du taux de chute maximal.

• Sixième section : la probabilité minimale de chute est de 68,75 % du taux de chute maximal. La probabilité de chute maximale est de 75,5 % du taux de chute maximal.

• Septième section : la probabilité de chute minimale est de 81,25 % du taux de chute maximal. La probabilité de chute maximale est de 87,5 % du taux de chute maximal.

• Huitième section : la probabilité minimale de chute est de 92,75 % du taux de chute maximal. La probabilité de chute maximale est de 100 % du taux de chute maximal.

Les paquets tombent même lorsqu’il n’y a pas d’encombrement, car les pertes de paquets commencent au point de départ de chute, indépendamment de l’existence ou non d’une congestion sur le port. L’exemple de profil d’abandon par défaut représente le pire scénario, car le niveau de remplissage du point de départ est de 0 %, de sorte que la perte de paquets commence lorsque la file d’attente commence à recevoir des paquets.

Vous pouvez spécifier le moment où les paquets commencent à tomber en configurant un point de départ à un niveau de remplissage supérieur à 0 %. Par exemple, si vous configurez un profil de drop dont le point de départ est de 30 %, les paquets ne tombent pas tant que la file d’attente n’est pas pleine à 30 %. Nous vous recommandons de configurer des profils d’abandon adaptés aux conditions de votre trafic réseau.

Plus l’écart entre le taux de chute minimal (qui est toujours de 0) et le taux de chute maximal est faible, plus l’écart entre la probabilité de chute minimale et la probabilité de chute maximale à chaque section (étape) du modèle de chute linéaire est faible. Le profil de chute par défaut, qui présente l’écart maximal entre le taux de chute minimal (0 %) et le taux de chute maximal (100 %), présente l’écart le plus élevé entre la probabilité de chute minimale et la probabilité de chute maximale à chaque étape. La configuration d’un taux de chute maximal inférieur pour un profil de chute réduit l’écart entre la probabilité de chute minimale et la probabilité de chute maximale.

Drop Profile Maps

Les cartes de profil d’abandon font partie de la configuration du planificateur. Une carte de profil de chute mappe les profils de chute aux priorités de perte de paquets. En spécifiant le plan de profil de dépôt dans un planificateur, vous associez le profil de drop aux classes de transfert (files d’attente) que vous mappez au planificateur dans un plan de planificateur.

Vous configurez la priorité des pertes pour une file d’attente dans la section classificateur de la hiérarchie de configuration CoS, et la priorité de perte est appliquée au trafic assigné à la classe de transfert au niveau de l’interface entrante.

Chaque planificateur peut avoir plusieurs cartes de profil de chute.

Prévention des congestions

La configuration des profils d’abandon sur les files d’attente de sortie vous permet de contrôler l’impact de la congestion sur les autres files d’attente sur un port. Si vous ne configurez pas les profils d’abandon et ne les mappez pas aux files d’attente de sortie, l’équipement utilise le profil de drop par défaut sur les files d’attente qui transfèrent le trafic à perte.

Par exemple, si un port d’entrée transfère le trafic vers plusieurs ports sortants et qu’au moins un des ports sortants est congestionné, cela peut entraîner une congestion des ports entrants. La congestion des ports entrants (la mémoire tampon entrante dépasse son allocation de ressources) peut entraîner des chutes de trames au niveau du port d’entrée au lieu du port de sortie. La perte de trame de port d’entrée affecte tous les ports de sortie vers lesquels le port d’entrée congestionné transfère le trafic, et pas seulement le port sortant encombré.

Configurer un profil de drop WRED et l’appliquer à une file d’attente de sortie

Pour configurer un profil de drop de paquets WRED et l’appliquer à une file d’attente de sortie :

1. Configurez un profil de drop :

   • Sur les commutateurs à l’exception du QFX10000, utilisez l’instruction 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.

   • Sur les commutateurs QFX10000, utilisez l’instruction set class-of-service drop-profiles profile-name interpolate fill-level level1 level2 ... level32 drop-probability probability1 probability2 ... probability32. Vous pouvez spécifier aussi peu que deux paires de probabilités de niveau de remplissage/chute ou autant que 32 paires.

2. Mapper le profil de drop à un planificateur de files d’attente à l’aide de l’instruction set class-of-service schedulers scheduler-name drop-profile-map loss-priority (low | medium-high | high) protocol any drop-profile profile-name. Le nom du profil de drop-profile est le nom du profil WRED configuré à l’étape 1.

3. Mapper le planificateur, que l’étape 2 associe au profil de drop, à la file d’attente de sortie à l’aide de l’instruction set class-of-service scheduler-maps map-name forwarding-class forwarding-class-name scheduler scheduler-name. La classe de transfert identifie la file d’attente de sortie. Les classes de transfert sont mappées aux files d’attente de sortie par défaut et peuvent être réacheminées vers différentes files d’attente par configuration utilisateur explicite. Le nom du planificateur est le planificateur configuré à l’étape 2.

4. Sur les commutateurs à l’exception du QFX10000, associez le plan du planificateur à un profil de contrôle du trafic à l’aide de l’instruction set class-of-service traffic-control-profiles tcp-name scheduler-map map-name. Le nom de la carte du planificateur est le nom configuré à l’étape 3.

5. Sur les commutateurs à l’exception du QFX10000, associez le profil de contrôle du trafic à une interface à l’aide de l’instruction set class-of-service interfaces interface-name forwarding-class-set forwarding-class-set-name output-traffic-control-profile tcp-name. Le nom du profil de contrôle du trafic en sortie est le nom du profil de contrôle du trafic configuré à l’étape 4.

   L’interface utilise le plan du planificateur du profil de contrôle du trafic pour appliquer le profil de drop (et d’autres attributs) à la file d’attente de sortie (classe de transfert) sur cette interface. Comme vous pouvez utiliser différents profils de contrôle du trafic pour mapper différents planificateurs à différentes interfaces, le même numéro de file d’attente sur différentes interfaces peut gérer le trafic de différentes manières.

6. Sur les commutateurs QFX10000, associez le plan du planificateur à une interface à l’aide de l’instruction set class-of-service interfaces interface-name scheduler-map scheduler-map-name .

   L’interface utilise le plan du planificateur pour appliquer le profil de drop (et d’autres attributs) à la file d’attente de sortie mappée à la classe de transfert sur cette interface. Comme vous pouvez utiliser différentes cartes de planificateur sur différentes interfaces, le même numéro de file d’attente sur différentes interfaces peut gérer le trafic de différentes manières.

Déposer des profils sur les files d’attente explicites activées par les notifications de congestion

Vous devez configurer un profil d’abandon WRED sur les files d’attente que vous activez pour une notification explicite de congestion (ECN). Sur les files d’attente compatibles ECN, le profil d’abandon définit le seuil à partir duquel la file d’attente doit marquer un paquet comme étant en congestion (voir Comprendre les notifications explicites de congestion CoS). Lorsqu’une file d’attente se remplit au niveau auquel le profil de chute WRED a une probabilité de perte de paquets supérieure à zéro (0), l’équipement peut marquer un paquet comme rencontrant une congestion. Qu’un équipement marque ou non un paquet comme étant congestionné est la même probabilité que la probabilité d’abandon de la file d’attente à ce niveau de remplissage.

Sur les files d’attente compatibles ECN, l’équipement n’utilise pas le profil de suppression pour contrôler les paquets qui ne sont pas compatibles ECN (paquets marqués non-ECT, bits de code ECN 00) pendant les périodes d’encombrement. Au lieu de cela, l’équipement utilise l’algorithme tail-drop pour abandonner les paquets non compatibles ECN pendant les périodes de congestion. Lorsqu’une file d’attente se remplit à son niveau maximal de plénitude, il suffit de supprimer tous les paquets arrivant ultérieurement jusqu’à ce qu’il y ait de l’espace dans la file d’attente pour mettre en mémoire tampon plus de paquets. Tous les paquets non compatibles ECN sont traités de la même manière.

Pour appliquer un profil de chute WRED au trafic non-ECT, configurez un classificateur multi-champs (MF) afin d’affecter le trafic non-ECT à une autre file d’attente de sortie qui n’est pas compatible ECN, puis appliquez le profil de chute WRED à cette file d’attente.