動的ロードバランシング(DLB)

選択的 DLB を使用すると、デバイスを通過するすべてのトラフィックに対して DLB と SLB のどちらかを選択する必要がなくなります。グローバル レベルで優先する DLB モードを設定し、デフォルトのタイプのロードバランシングを設定してから、特定の種類のトラフィックに対して DLB を選択的に有効または無効にすることができます。

選択的DLBは、エレファントフローとも呼ばれる非常に大きなデータフローが、データフロー全体に対して小さすぎるリンクに遭遇した場合にも役立ちます。このシナリオでは、選択的DLBによって、データセンターファブリックにおけるリンクの利用可能な帯域幅の最適な使用量を計算できます。エレファントフローの選択的パケット単位DLBを有効にすると、アルゴリズムはパケットを最初に最高品質のリンクに誘導します。リンク品質が変化すると、アルゴリズムは後続のパケットを次に品質の高いリンクに転送します。

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AI-MLワークロードでは、アプリケーショントラフィックの大部分が、転送にRemote Direct Memory Access(RDMA)over Converged Ethernet version 2(RoCEv2)を使用します。動的ロードバランシング(DLB)は、RoCEv2ネットワークで効率的なロードバランシングを実現し、輻輳を防ぐのに理想的です。ただし、静的ロードバランシング(SLB)は、トラフィックの種類によってはより効果的な場合があります。選択的 DLB は、この問題を解決します。

ロードバランシングを有効にするには、フロー単位またはパケット単位の 2 つの方法があります。フロー単位のロードバランシングは、一度に処理するパケット数が最も多いため、最も広く使用されています。デバイスは、同じ 5 タプルのパケットヘッダーを持つパケットを 1 つのフローとして分類します。デバイスは、フロー内のすべてのパケットに同じロードバランシング処理を与えます。フローベースのロードバランシングは、すべてのリンクをほぼ均等に使用するため、一般的なTCPおよびUDPトラフィックに適しています。ただし、パケット単位のロードバランシングによって一部のパケットが並べ替えられる可能性があり、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。

多くのAIクラスターは、誤順序パケットを処理できるスマートネットワークインターフェイスカード(SmartNIC)を介してアプリケーションをネットワークに接続します。パフォーマンスを向上させるには、ネットワーク上でパケットごとのDLBを有効にします。次に、順不同のパケットを処理できるエンドポイントサーバーのみに対して DLB を有効にします。デバイスは、これらのパケットのBTH+ヘッダーにあるRDMAオペレーションコード(オペコード)をリアルタイムで確認します。任意のファイアウォールフィルターの一致条件を使用して、これらのオペコードに基づいてDLBを選択的に有効または無効にできます。他のフローは、SLB とも呼ばれるデフォルトのハッシュベースロードバランシングを引き続き使用します。

動的ロードバランシング(DLB)がリンクの品質に基づいて最適なリンクを選択するため、トラフィックフローがネットワーク全体に均等に分散されます。お客様(ネットワーク管理者)は、DLBが最適なリンクを選択するように、DLBがエグレスポートの品質メトリックを割り当てる方法をカスタマイズできます。

DLBは、ECMP(等価コストマルチパス)の一部である各エグレスポートを品質帯域に割り当てます。品質バンドには 0 から 7 までの番号が付けられており、0 が最低品質、7 が最高品質です。DLBは、各ポートの2つのメトリックを追跡し、これらのメトリックを使用してリンク品質を計算します。

• ポート負荷メトリック: 各 ECMP リンクを介して最近送信されたトラフィック量 (バイト単位)。

• ポートキューメトリック:送信のために各ECMPリンクでエンキューされたトラフィックの量(セル数で測定)。

メンバー ポートの負荷とキュー サイズに基づいて、DLB は品質バンドの 1 つをメンバー ポートに割り当てます。ポートから品質へのバンドマッピングは、瞬間的なポート負荷とキューサイズのメトリックに基づいて変化します。

デフォルトでは、DLBはリンク品質を評価する際に、ポート負荷メトリックとポートキューメトリックを均等に重み付けします。DLBを設定して、ポートキューよりもポート負荷に重きを置いてリンク品質を決定することも、その逆も同様です。[edit forwarding-options enhanced-hash-key ecmp-dlb egress-quantization]階層レベルでrate-weightage ステートメントを使用して、DLBがポート負荷に課す重みの量を設定します。DLB は、残りの重みの割合をポート キューに割り当てます。たとえば、rate-weightage値を 80 に設定した場合、DLB はリンクの品質を評価するときに、ポート負荷に 80% の重みを、ポート キューに 20% の重みを置きます。

また、高品質帯域の上限と下限を決定するポート負荷のしきい値を設定することもできます。しきい値は、 min および max オプションを使用して設定するポート負荷の合計に対する割合です。DLBは、ポート負荷がこの最小値を下回る出力ポートを最高品質帯域(7)に割り当てます。最大閾値を超えるポート負荷は、最低品質帯域(0)に分類されます。DLB は、残りのポート負荷数量を品質バンド 1 から 6 に分割します。

たとえば、最小値を 10、最大値を 70 に設定した場合、DLB は、ポート負荷の合計の 10%(%)未満のポート負荷を持つエグレス ポートを品質帯域 7 に割り当てます。DLBは、ポート負荷が全ポート負荷の70%以上を占めるエグレスポートを品質帯域0に割り当てます。次に、DLBは、ポート負荷がポート負荷全体の10%から70%を占めるエグレスポートを、品質バンド1から6に割り当てます。

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動的ロードバランシング(DLB)とは、トラフィックフローが均等に分散されるように、リンクの品質に基づいて最適なエグレスリンクを選択するロードバランシング技術です。ネットワーク管理者は、 DLB を Flowlet モードで設定できます。

フローレットモードでは、DLBは最後に確認されたタイムスタンプと、DLBが最適なリンク品質に基づいて選択したエグレスインターフェイスを記録することでフローを追跡します。DLB は、この情報を各 ECMP グループに割り当てられたフローセット テーブルに記録します。DLB アルゴリズムは、最後に確認されたタイムスタンプが非アクティブ タイマーを超えるまで、特定のリンクで特定のフローを維持します。特定のフローの非アクティブ タイマーが期限切れになると、DLB は、そのリンクがそのフローに対して引き続き最適であるかどうかを再確認します。リンクが最適でなくなった場合、DLB は新しいエグレス リンクを選択し、新しいリンクとフローの最後の既知のタイムスタンプでフローセット テーブルを更新します。リンクが引き続き最適である場合、フローセット テーブルは引き続き同じエグレス リンクを使用します。

ネットワーク管理者は、フローセット テーブルのサイズを大きくして、ECMP グループ間でのフローセット テーブル エントリーの配分を変更することができます。ECMP グループがフローセット テーブルに持つエントリーが多いほど、ECMP グループが対応できるフローも多くなります。AI-MLデータセンターなど、多数のフローを処理する必要がある環境では、DLBがより大きなフローセットテーブルサイズを使用することが特に有用です。各 ECMP グループが多数のフローに対応できる場合、DLB は ECMP メンバー リンク全体でより良いフロー分散を実現します。

フローセット テーブルには合計 32,768 個のエントリーが保存され、これらのエントリーは DLB ECMP グループ間で均等に分割されます。各 ECMP グループのフローセット テーブルのサイズは、256〜32,768 の範囲です。ECMP グループの数を計算するには、次の式を使用します。

デフォルトでは、フローセット サイズは 256 エントリであるため、デフォルトで 128 個の ECMP グループがあります。

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動的ロードバランシング(DLB)は、AI-MLデータセンターファブリックに内在する大規模なデータフロー(エレファントフローとも呼ばれる)を処理するための重要なツールです。 リアクティブ パス リバランシング は、既存の DLB 機能の拡張機能です。

DLB のフローレットモードでは、ネットワーク管理者が非アクティブ間隔を設定します。トラフィックは、フローが休止タイマーよりも長く一時停止するまで、割り当てられた発信(エグレス)インターフェイスを使用します。発信リンクの品質が徐々に低下する場合、フロー内の一時停止は、設定された非アクティブタイマーを超えない可能性があります。この場合、従来のフローレット モードではトラフィックが別のリンクに再割り当てされないため、トラフィックはより高品質のリンクを利用できません。リアクティブパスリバランシングは、フローレットモードが有効になっている場合でも、ユーザーがトラフィックをより高品質のリンクに移動できるようにすることで、この制限に対処します。

デバイスは、各 ECMP(Equal Cost Multipath)のエグレス メンバー リンクに、リンクを通過するトラフィックに基づいて、品質バンドを割り当てます。品質帯域は、ポート負荷とキューバッファに依存します。ポート負荷は、送信されたエグレスバイト数です。キューバッファは、エグレスポートからの送信を待機しているバイト数です。ECMP を通過するトラフィック パターンに基づいて、これらの属性をカスタマイズできます。

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