Comprendre les profils d’abandon WRED CoS

Paramètres du profil de suppression

Les profils de dépôt 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 qu’un paquet individuel soit abandonné.

Définition de profils de perte 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 d’abandon. Le premier niveau de remplissage et la première probabilité d’abandon créent une paire de valeurs et le deuxième niveau de remplissage et la deuxième probabilité d’abandon créent une deuxième paire de valeurs.

La première valeur de niveau de remplissage spécifie le pourcentage de remplissage de la file d’attente auquel les paquets commencent à être abandonnés, appelé point de départ de dépôt. Tant que la file d’attente n’atteint pas ce niveau de remplissage, aucun paquet n’est perdu. La deuxième valeur de niveau de remplissage spécifie le pourcentage de remplissage de la file d’attente auquel tous les paquets sont abandonnés, appelé point de terminaison de perte.

La première valeur de probabilité de chute est toujours 0 (zéro). Cela s’associe au point de départ et spécifie que tant que le niveau de remplissage de la file d’attente n’atteint pas le premier niveau de remplissage, aucun paquet n’est perdu. Lorsque le remplissage de la file d’attente dépasse le point de départ, les paquets commencent à être abandonnés jusqu’à ce que la file d’attente dépasse le deuxième niveau de remplissage, lorsque tous les paquets sont perdus. La deuxième valeur de probabilité d’abandon, appelée taux d’abandon maximal, spécifie la probabilité d’abandon de paquets lorsque la file d’attente est pleine. À mesure que la file d’attente se remplit du point de départ au point d’arrivée, les paquets sont déposés selon un schéma linéaire et lisse (appelé graphique interpolé), comme illustré à la figure 1. Une fois le point de terminaison perdu, tous les paquets sont perdus.

Figure 1 : Modèle de perte de paquets du profil WRED-Drop

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

Aucun paquet n’est abandonné tant que le niveau de remplissage de la file d’attente n’a pas atteint le point de départ de 30 %. Lorsque la file d’attente atteint le niveau de remplissage de 30 %, les paquets commencent à tomber. Plus la file d’attente se remplit, plus le pourcentage de paquets perdus augmente de façon linéaire. Lorsque la file d’attente se remplit jusqu’à 50 %, le taux de perte de paquets est passé à 80 %. Lorsque le niveau de remplissage de la file d’attente dépasse le point final d’abandon de 50 %, tous les paquets sont abandonnés jusqu’à ce que le niveau de remplissage de la file d’attente tombe en dessous de 50 %.

Définition de profils de perte sur les commutateurs QFX10000

Chaque niveau de remplissage de la file d’attente est associé à une probabilité d’abandon. À mesure que la file d’attente se remplit à différents niveaux, chaque fois qu’elle atteint un niveau de remplissage configuré dans un profil de dépôt, la file d’attente applique la probabilité de retrait 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 d’abandon de paquets personnalisée avec jusqu’à 32 points de différenciation.

Les paquets ne sont pas perdus tant qu’ils n’ont pas atteint 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 être abandonnés 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 être abandonnés au taux de probabilité d’abandon configuré associé au deuxième niveau de remplissage. Ce processus se poursuit pour le nombre de paires de niveau de remplissage/probabilité de dépôt que vous configurez dans le profil de dépôt.

Les profils de chute 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 d’obtention atteint la probabilité d’obtention 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 progressive. La probabilité d’abandon du trafic ne change pas à mesure que la file d’attente se remplit jusqu’à ce que le niveau de remplissage suivant soit atteint.

Un exemple d’interpolation est un profil de dépôt avec trois paires de probabilité de niveau de remplissage/probabilité de dépôt :

• Niveau de remplissage de la file d’attente de 25 % associé à une probabilité d’abandon de 30 %

• 50 % de remplissage des files d’attente associé à une probabilité d’abandon de 60 %

• Un niveau de remplissage de file d’attente de 75 % associé à une probabilité d’abandon de 100 % (tous les paquets dépassant le niveau de remplissage de la file d’attente de 75 % sont abandonnés)

La file d’attente ne perd aucun paquet tant que son niveau de remplissage n’atteint pas 25 %. Pendant les périodes de congestion, lorsque la file d’attente se remplit au-dessus de 25 %, la file d’attente commence à perdre des 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 des paquets avec une probabilité d’abandon 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 remplissage de 50 %. Lorsque la file d’attente atteint le niveau de remplissage de 50 %, la probabilité d’abandon a augmenté jusqu’à la paire de probabilité d’abandon configurée pour le niveau de remplissage, qui est de 60 %.

Au fur et à mesure que la file d’attente se remplit, la probabilité d’abandon 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 d’abandon est passée à 100 % et tous les paquets dépassant le niveau de remplissage de 75 % sont abandonnés.

Profil d’abandon par défaut

Si vous ne configurez pas de profils de dépôt et que vous ne les appliquez pas aux planificateurs de files d’attente, l’appareil utilise le profil de dépôt par défaut pour les classes de trafic avec perte. Dans le profil de dépôt par défaut, lorsque le niveau de remplissage est de 0 %, la probabilité de dépôt est de 0 %. Lorsque le niveau de remplissage est de 100 %, la probabilité de chute est de 100 %. Pendant les périodes de congestion, dès que les paquets arrivent dans une file d’attente, le profil par défaut peut commencer à perdre des paquets.

Méthode de perte de paquets

Lorsqu’un paquet atteint la tête d’une file d’attente, l’équipement calcule un nombre aléatoire compris entre 0 et 100. L’appareil compare le nombre aléatoire au profil d’abandon 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 sortant de l’interface de sortie. Lorsque le nombre tombe en dessous de la ligne, l’appareil abandonne le paquet.

Exemple de perte de paquets pour les commutateurs sauf le QFX10000

Pour créer le modèle linéaire de dépôt du point de départ au point d’arrivée, les probabilités de dépôt sont dérivées à l’aide d’une approximation linéaire avec huit sections, ou étapes, du niveau de remplissage de file d’attente minimum au niveau de remplissage maximum de la file d’attente. Les niveaux de remplissage sont divisés en huit sections de manière égale, en commençant par le niveau de remplissage minimum et en terminant par le niveau de remplissage maximum. Plus la file d’attente se remplit, plus le pourcentage de paquets perdus augmente. Le pourcentage de paquets perdus est basé sur le taux de perte maximal.

Par exemple, le profil de dépôt par défaut (qui spécifie un taux de dépôt maximal de 100 %) présente les probabilités de dépôt suivantes à chaque section ou étape du modèle de dépôt linéaire à huit sections :

• Première section : la probabilité d’obtention minimale est de 6,25 % du taux d’obtention maximale. La probabilité maximale de butin est de 12,5 % du taux de butin maximum.

• Deuxième section : la probabilité d’obtention minimale est de 18,75 % du taux d’obtention maximale. La probabilité de butin maximum est de 25 % du taux de butin maximum.

• Troisième section : la probabilité d’obtention minimale est de 30,25 % du taux d’obtention maximum. La probabilité de butin maximum est de 37,5 % du taux de butin maximum.

• Quatrième section : la probabilité d’obtention minimale est de 43,75 % du taux d’obtention maximum. La probabilité de butin maximum est de 50 % du taux de butin maximum.

• Cinquième section : la probabilité minimale de butin est de 56,25 % du taux de butin maximum. La probabilité de butin maximum est de 62 % du taux de butin maximum.

• Sixième section : la probabilité d’obtention minimale est de 68,75 % du taux d’obtention maximum. La probabilité de butin maximum est de 75,5 % du taux de butin maximum.

• Septième section : la probabilité de butin minimum est de 81,25 % du taux de butin maximum. La probabilité de butin maximum est de 87,5 % du taux de butin maximum.

• Huitième section : la probabilité d’obtention minimale est de 92,75 % du taux d’obtention maximum. La probabilité de butin maximum est de 100 % du taux de butin maximum.

Les paquets sont perdus même en l’absence de congestion, car ils commencent au point de départ, qu’congestion existe ou non sur le port. L’exemple de profil de dépôt par défaut représente le pire des scénarios, 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 être perdus en configurant un point de départ de dépôt à un niveau de remplissage supérieur à 0 %. Par exemple, si vous configurez un profil de dépôt dont le point de départ est de 30 %, les paquets ne sont pas abandonnés tant que la file d’attente n’est pas remplie à 30 %. Nous vous recommandons de configurer des profils de dépôt adaptés aux conditions de trafic de votre réseau.

Plus l’écart entre le taux de chute minimal (qui est toujours de 0) et le taux de chute maximal est petit, 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 petit. Le profil d’obtention par défaut, qui a l’écart maximum entre le taux d’obtention minimum (0 %) et le taux d’obtention maximum (100 %), a l’écart le plus élevé entre la probabilité d’obtention minimale et la probabilité d’obtention maximale à chaque étape. La configuration d’un taux de butin maximum inférieur pour un profil de butin réduit l’écart entre la probabilité de butin minimum et la probabilité de butin maximale.

Cartes de profil d’élimination

Les mappages de profil d’abandon font partie de la configuration du planificateur. Une carte de profil de dépôt associe les profils de dépôt aux priorités de perte de paquets. La spécification de la carte de profil de dépôt dans un planificateur associe le profil de dépôt aux classes de transfert (files d’attente) que vous mappez au planificateur dans un plan de planificateur.

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

Chaque planificateur peut avoir plusieurs cartes de profil de dépôt.

Prévention de la congestion

La configuration de profils de dépôt sur les files d’attente de sortie vous permet de contrôler comment la congestion affecte les autres files d’attente sur un port. Si vous ne configurez pas de profils de dépôt et que vous ne les mappez pas aux files d’attente de sortie, l’appareil utilise le profil de dépôt par défaut sur les files d’attente qui transmettent le trafic avec perte.

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

Configuration d’un profil de dépôt WRED et application à une file d’attente de sortie

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

1. Configurez un profil d’abandon :

   • Sur les commutateurs autres que le 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 probabilité de remplissage/de suppression ou jusqu’à 32 paires.

2. Mappez le profil de dépôt 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 dépôt est le nom du profil WRED configuré à l’étape 1.

3. Mappez le planificateur, que l’étape 2 associe au profil de dépôt, 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 remappées à 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 de QFX10000, associez la carte 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 de 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 mappage du planificateur dans le profil de contrôle du trafic pour appliquer le profil de dépôt (et d’autres attributs) à la file d’attente de sortie (classe de transfert) sur cette interface. Étant donné que 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 la carte 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 mappage du planificateur pour appliquer le profil de dépôt (et d’autres attributs) à la file d’attente de sortie mappée à la classe de transfert sur cette interface. Étant donné que 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.

Supprimer les profils dans les files d’attente activées pour la notification de congestion explicite

Vous devez configurer un profil d’abandon WRED sur les files d’attente que vous activez pour la notification de congestion explicite (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 subissant une congestion (voir Notification de congestion explicite (ECN) du CoS). Lorsqu’une file d’attente se remplit au niveau auquel le profil de perte WRED a une probabilité de perte de paquet supérieure à zéro (0), l’équipement peut marquer un paquet comme subissant une congestion. Qu’un appareil marque ou non un paquet comme subissant une congestion est la même probabilité que la probabilité d’abandon de la file d’attente à ce niveau de remplissage.

Dans les files d’attente compatibles ECN, l’appareil n’utilise pas le profil de perte pour contrôler la perte de paquets qui ne sont pas compatibles ECN (paquets marqués non-ECT, bits de code ECN 00) pendant les périodes de congestion. Au lieu de cela, l’appareil utilise l’algorithme tail-drop pour abandonner les paquets non compatibles ECN pendant les périodes de congestion. Lorsqu’une file d’attente atteint son niveau de remplissage maximum, le tail-drop abandonne simplement tous les paquets arrivant par la suite jusqu’à ce qu’il y ait de la place dans la file d’attente pour mettre en mémoire tampon d’autres paquets. Tous les paquets non compatibles ECN sont traités de la même manière.

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