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DCB の特長と要件について
DCB(データ センター ブリッジング)は、IEEE 802.1 ブリッジ仕様の一連の機能強化です。DCB は、データ センターの I/O コンバージェンスをサポートするためにイーサネット動作を変更および拡張します。I/O コンバージェンスには、同じ物理イーサネット ネットワーク インフラストラクチャ上のイーサネット LAN トラフィックとファイバー チャネル(FC)ストレージ エリア ネットワーク(SAN)トラフィックのトランスポートが含まれますが、これらに限定されません。
融合型アーキテクチャは、両方のタイプのトラフィックをサポートするために必要なネットワークとスイッチの数を減らし、必要なインターフェイス数を減らし、ケーブルの複雑さを軽減し、管理作業を減らすことで、コストを削減します。
ジュニパーネットワークスのQFXシリーズとEX4600スイッチは、統合型イーサネットとFCトラフィックの伝送に必要なDCC機能をサポートするとともに、ストレージトラフィックの伝送に必要なサービスクラス(CoS)などの特性を提供します。FCトラフィックに対応するために、DCBの仕様では以下が提供されています。
プライオリティベースのフロー制御(PFC、IEEE 802.1Qbbで説明)と呼ばれるフロー制御メカニズムで、ロスレストランスポートを提供します。
DCBX(Data Center Bridging Capability Exchange Protocol)と呼ばれる、ネットワーク全体で一貫した設定を保証するために、ネイバー間で設定と機能を伝達するための検出および交換プロトコルです。DCBXは、IEEE 802.1ABで説明されているLLDP(リンクレイヤーデータプロトコル)の拡張です。
拡張送信選択(IEEE 802.1Qaz に記載されている ETS)と呼ばれる帯域幅管理メカニズム。
量子化された輻輳通知(IEEE 802.1Qau に記載されている QCN)と呼ばれる輻輳管理メカニズム。
スイッチは、PFC、DCBX、ETS 標準をサポートしていますが、QCN をサポートしていません。また、このスイッチは、DCB および収束トラフィックのサポートに必要な広帯域インターフェイス(最小 10 Gbps)も提供します。
このトピックでは、スイッチがサポートする DCB の標準と要件について説明します。
ロスレストランスポート
FCトラフィックには、ロスレストランスポート(輻輳のためにドロップされたフレームなしと定義)が必要です。標準イーサネットはロスレストランスポートをサポートしていませんが、DCBのイーサネットへの拡張と適切なバッファー管理により、イーサネットネットワークはイーサネットネットワーク上でイーサネットにカプセル化されたFCフレームを転送するのに必要なサービス クラス (CoS)レベルを提供できます。
このセクションでは、イーサネット上でロスレス トランスポートを作成する場合のこれらの要因について説明します。
Pfc
PFC は、イーサネット PAUSE(IEEE 802.3x で説明)に類似したリンクレベルのフロー制御メカニズムです。イーサネット PAUSE は、リンク上のすべてのトラフィックを一定期間停止します。PFCでは、リンク上のトラフィックを8つの優先度に分割し、リンク上の他の優先度に割り当てられたトラフィックを停止することなく、選択された優先度のトラフィックを停止することができます。
選択した優先度のトラフィックを一時停止することで、その優先度が割り当てられたトラフィックにロスレストランスポートを提供すると同時に、他のリンクトラフィックに標準の損失性イーサネットトランスポートを使用することができます。
バッファー管理
PFC が適切に機能するためには、バッファー管理が不可欠です。バッファーがオーバーフローを許可されると、フレームがドロップされ、トランスポートがロスレスになるわけではないからです。
ロスレス フローの優先度ごとに、スイッチには次の目的に十分なバッファ スペースが必要です。
PFC の一時停止フレームをデバイス間のケーブル上で送信するために必要な期間中に送信されたフレームを保存します。
送信者が PFC 一時停止フレームを受信したときに、すでにワイヤ上にあるフレームを保存します。
ケーブルの長さと速度、および処理速度による伝搬遅延によって、輻輳によるフレームロスを防ぐために必要なバッファスペースの量が決まります。
スイッチは、PFC 一時停止フレームを送信するためのしきい値を自動的に設定し、150 m(492 フィート)までのケーブルからの遅延に対応し、スイッチが一時停止フレームを送信する際にワイヤ上にある可能性のある大きなフレームを収容します。これにより、スイッチがフレームを十分早く一時停止して、送信者がスイッチオーバーフロー上の受信バッファの前に送信を停止できるようにします。
物理インターフェイス
QFX シリーズ スイッチは、10 Gbps 以上の高速全二重インターフェイスをサポートします。このスイッチは、10 Gbps 以上の高速イーサネット インターフェイスでのみ DCB 機能を有効にします。
Ets
PFC は、物理リンクの最大 8 つの個別のストリーム(優先度、スイッチ上で転送クラスとして設定)にトラフィックを分割します。ETSでは、以下によってリンク帯域幅を管理できます。
優先度を優先度グループにグループ化します(スイッチ上で転送クラス セットとして設定)。
各優先グループで利用可能な帯域幅を、利用可能なリンク帯域幅の合計に対する割合として指定します。
優先度グループの個々の優先度に帯域幅を割り当てる。
利用可能なリンク帯域幅は、厳密な優先度の高いキューをサービスした後の残りの帯域幅です。QFX5200、QFX5100、EX4600、QFX3500、QFX3600 スイッチおよび QFabric システムでは、絶対高優先キューの階層に ステート メントを含 shaping-rate めることで、シェーピング レートを常に設定して、厳しい優先度の高いキューが [edit class-of-service schedulers] 消費できる帯域幅の量を制限することをお勧めします。これにより、厳密に高優先度のキューがポート上の他のキューを飢えさせるのを防ぎます。(QFX10000 スイッチでは、絶対高優先度キューで送信レートを設定し、絶対優先トラフィックの最大帯域幅を設定します)。
ETS でリンク帯域幅を管理すると、次のようなメリットがあります。
リンク上のすべてのタイプのトラフィック(輻輳管理トラフィックと標準イーサネット トラフィックの両方)を一様に管理できます。
優先度グループが割り当てられた帯域幅をすべて使用しない場合、リンク上の他の優先グループは、必要に応じてその帯域幅を使用できます。
優先度グループの優先度が割り当てられた帯域幅をすべて使用しない場合、グループ内の他の優先度がその帯域幅を使用できます。
その結果、バースト性トラフィックで構成される優先度は、トラフィック負荷が軽い場合に帯域幅割り当て全体を消費する代わりに、トラフィック送信が低い期間中に帯域幅を共有できるため、帯域幅の使用率が向上します。
各トラフィック タイプが適切な処理を受け取るように、異なるサービス ニーズを持つトラフィック タイプを異なる優先度に割り当てることができます。
絶対優先トラフィックは割り当てられた帯域幅を保持します。
DCBX
DCB デバイスは DCBX を使用して、直接接続されたピア(スイッチやサーバーなどのエンドポイント)と設定情報を交換します。DCBXはLLDPの拡張です。インターフェイスでLLDPを無効にすると、そのインターフェイスはDCBXを実行できません。LLDPが無効になっているインターフェイスでDCBXを有効にしようとすると、設定コミットは失敗します。
DCBX の機能:
ピアの DCB 機能をご紹介します。
DCB機能の設定ミスやピア間の不一致を検出します。
ピアで DCB 機能を設定します。
PFC、ETS、FCoE、iSCSI などのレイヤー 2 およびレイヤー 4 アプリケーションに対して DCBX 動作を設定できます。DCBX は、インターフェイスごとに有効または無効になっています。