CoS出力キュースケジューラについて
出力キューのスケジューリングは、出力キューのサービスクラス(CoS)プロパティを定義します。出力キューは転送クラスにマッピングされ、分類子は受信トラフィックをIEEE 802.1pまたはDSCPコードポイントに基づいて転送クラスにマッピングします。出力キューのプロパティには、キューに割り当てられたインターフェイス帯域幅の量、パケット保存に割り当てられたメモリバッファのサイズ、キューの優先度、およびキューに関連付けられた WRED(Weighted Random Early Detection)ドロッププロファイルが含まれます。キュースケジューリングは、優先度グループスケジューリングと連携して、2層の階層スケジューラを作成します。
階層スケジューラは、優先度グループ(フォワーディングクラスセット)と呼ばれるキューのグループ(フォワーディングクラス)にポート帯域幅を割り当て、キュースケジューリングは、特定のキューが使用できる優先度グループの帯域幅の部分を決定します。つまり、最初のスケジューリング層はポート帯域幅をフォワーディングクラスセットに割り当て、2番目のスケジューリング層はフォワーディングクラスセットの帯域幅をフォワーディングクラス(キュー)に割り当てています。
スケジューラマップは、キュースケジューラを転送クラスに関連付けます。転送クラスにマッピングされたキューは、その転送クラスに割り当てられたスケジューリングリソースを受信します。スケジューラマップをトラフィック制御プロファイルに関連付け、次にトラフィック制御プロファイルを転送クラスセット(優先度グループ)とポートインターフェイスに関連付けて、ポートにスケジューリングを適用します。トラフィック制御プロファイルで構成された優先度グループ スケジューリングと組み合わせて、キュー スケジューリングは、キューのパケット スケジューラと WRED(Weighted Random Early Detection)パケット ドロップ プロセスを設定します。
キューまたは優先度グループに帯域幅を設定する場合、スイッチはデータのみを設定された帯域幅と見なします。スイッチは、プリアンブルとフレーム間ギャップ(IFG)によって消費される帯域幅を考慮していません。したがって、キューまたは優先度グループの帯域幅要件を計算および設定するときは、プリアンブルとIFG、および計算のデータを考慮してください。
出力キュー スケジューリング コンポーネント
表 1 は、出力キュー(転送クラス)の帯域幅プロパティを決定するために設定可能なスケジューラ コンポーネントのクイック リファレンスを示したものです。 表 2 は、関連するスケジューリング設定コンポーネントのクイック リファレンスです。
出力キュースケジューラコンポーネント |
説明 |
|---|---|
バッファサイズ |
キューバッファのサイズを設定します。 CoSバッファ設定についてを参照してください。 |
ドロッププロファイルマップ |
ドロッププロファイルを損失の優先度にマッピングします。ドロッププロファイルマップのコンポーネントには、以下が含まれます。
CoS ドロップ プロファイル マップの設定を参照してください。 |
明示的な輻輳通知 |
キュー上で明示的輻輳通知(ECN)を有効にします。 |
優先度 |
キューに適用されるスケジューリングの優先順位を設定します。 CoS キュー スケジューリングの優先度の定義を参照してください。 |
シェーピング速度 |
キューが消費できる最大帯域幅を設定します。 CoS 優先度グループ シェーピングとキュー シェーピング(最大帯域幅)についてを参照してください。 |
伝送速度 |
キューの最小保証帯域幅を設定します。余分な帯域幅は、各キューの最小保証帯域幅に比例してキュー間で共有されます。 CoS 優先度グループとキュー保証最小帯域幅の理解を参照してください。 |
その他のスケジューリングコンポーネント |
説明 |
|---|---|
転送クラス |
トラフィックを出力キューにマッピングします。分類子は、転送クラスを IEEE 802.1p、DSCP、または EXP コード ポイントにマッピングします。転送クラス、出力キュー、コードポイントビットは互いにマッピングされ、同じトラフィックを識別します。(コードポイントビットは、着信トラフィックを識別します。分類子は、コードポイントビットに基づいてトラフィックを転送クラスに割り当てます。転送クラスは出力キューにマップされます。このマッピングにより、各クラスのトラフィックがスイッチのエグレスインターフェイスで使用する出力キューが決まります。) |
出力キュー |
スイッチがトラフィックをエグレスインターフェイスから転送する前に、トラフィックをバッファリングします。出力キューは転送クラスにマップされます。スイッチは、スケジューラ マップ内のスケジューラに転送クラスをマッピングすることにより、スケジューラで定義された CoS プロパティを出力キューに適用します。転送クラスにマッピングされたキューには、その転送クラスにマッピングされたスケジューラで定義されたCoSプロパティがあります。 |
スケジューラマップ |
スケジューラを転送クラスにマッピングします(転送クラスはキューにマッピングされるため、転送クラスはキューを表し、転送クラスにマッピングされたスケジューラは、その転送クラスにマッピングされた出力キューのCoSプロパティを決定します)。 |
トラフィック制御プロファイル |
転送クラス セット(優先度グループ)のスケジューリングを設定し、スケジューラ マップを転送クラス セットに関連付けて、転送クラス セット内の転送クラスにキュー スケジューリングを適用します。追加のポート帯域幅は、各転送クラス セットの最小保証帯域幅に比例して、転送クラス セット間で共有されます。 |
転送クラスセット |
優先度グループの名前。転送クラスを転送クラスセットにマッピングします。転送クラス セットは、1 つ以上の転送クラスで構成されます。 |
デフォルトのスケジューラ
各転送クラスでは、スケジューラが転送クラスとその出力キューの CoS プロパティを設定する必要があります。デフォルトのスケジューラを使用することも、関連する転送クラスに新しいスケジューラを定義することもできます。その他の転送クラスの場合は、スケジューラを明示的に設定する必要があります。詳細については、「 デフォルトのスケジューリング」を参照してください。
伝送速度(最小保証帯域幅)
送信レートによって、各転送クラスの最小保証帯域幅が決まります。スイッチは、転送クラスにマッピングされた出力キューに最小帯域幅保証を適用します。また、送信レートは、優先度の低い各キューが共有できる超過(追加)帯域幅の量も決定します。各キューは、送信レートに比例して余分な帯域幅を共有します。1Mbpsなどの固定値として、または転送クラスの合計設定最小保証帯域幅(トラフィック制御プロファイルで設定された保証レート)に対する割合として、ビット/秒で速度を指定します。デフォルトのスケジューラか設定したスケジューラのいずれかが、送信レートに比例して、発信インターフェイス帯域幅の一部を各転送クラスに割り当てます。
送信レートが 1 Gbps 未満の場合、送信レートを固定レートとしてではなく、パーセンテージで設定することをお勧めします。これは、システムが固定レートをパーセンテージに変換し、小さな固定レートを低いパーセンテージに四捨五入する場合があるためです。例えば、350Mbpsの固定レートは3%に切り捨てられます。
優先度が最も高いキューの送信レートを設定することはできません。送信レートが設定されたキューは、優先度が厳密で高い優先度のキューを持つ転送クラス セットに含めることはできません(同じ転送クラス セットに、優先度が厳密で高い優先度のキューとストリクト優先度でないキューを混在させることはできません)。
割り当てられた帯域幅が、割り当てられた帯域幅をすべて使用していない転送クラス セット内の他のキューから追加の帯域幅が利用可能な場合、割り当てられた最小レートを超える可能性があります。輻輳期間中、設定された送信レートはキューの保証された最小帯域幅です。この動作により、各キューがそのサービスレベルに適した帯域幅を受信し、未使用の帯域幅を共有できるようになります。
トラフィック制御プロファイルで設定された転送クラスの最小保証帯域幅(保証レート)も設定しない限り、転送クラスの最小保証帯域幅(送信レート)は機能しません。
さらに、転送クラス セット内のキューの送信レートの合計は、転送クラス セットの保証レートを超えてはなりません。(キューの合計最小帯域幅が、キューのセット全体で保証される最小帯域幅よりも大きくなることを保証することはできません。)
詳細については、 CoS優先グループとキュー保証最小帯域幅についてを参照してください。
余分な帯域幅の共有
転送クラス セットが最小保証帯域幅(guaranteed-rate)の全量を使用しない場合、優先度の低いキューで余分な帯域幅を利用できます。余分な帯域幅は、各キューの最小保証帯域幅(送信レート)に比例して設定された転送クラス内の転送クラス間で共有されます。
例えば、転送クラスセットでは、キューAの送信レートは1Gbps、キューBの送信レートは1Gbps、キューCの送信レートは2Gbpsです。これらのキューの最小保証帯域幅を満たした後、転送クラス セットにはさらに 2 Gbps の帯域幅が使用可能になり、3 つのキューすべてに転送するパケットが残っています。キューは送信レートに比例して余分な帯域幅を受信するため、キュー A は余分に 500 Mbps、キュー B は余分に 500 Mbps、キュー C は余分に 1 Gbps を受信します。
シェーピング レート(最大帯域幅)
シェーピング レートは、転送クラスが消費できる最大帯域幅を設定します。3Mbpsなどの固定値として、または転送クラス設定の最大帯域幅(トラフィック制御プロファイルで設定されたシェーピングレート)に対するの割合として、ビット/秒でレートを指定します。
キューの最大帯域幅は、キューが属する転送クラス セットで利用可能な帯域幅の合計と、転送クラス セット内の他のキューが消費する帯域幅によって異なります。
優先度が最も高いキューは、他のキューが枯渇しないように、スケジューラで常にシェーピングレートを設定することをお勧めします。
詳細については、「 CoS 優先度グループ シェーピングとキュー シェーピング(最大帯域幅)について」を参照してください。
スケジューリングの優先度
スケジューリングの優先度によって、インターフェイスが出力キューからトラフィックを送信する順序が決まります。これにより、重要なトラフィックを含むキューが、発信インターフェイス帯域幅への優先的なアクセスを確実に受け取ることができます。スケジューラの優先度設定によって、キューの優先度が決まります。
詳細については、「 CoSキュースケジューリング優先度の定義」を参照してください。
スケジューラドロッププロファイルマップ
ドロッププロファイルマップは、ドロッププロファイルをキュースケジューラおよびPLP(パケット損失優先度)に関連付けます。ドロッププロファイルは、キューの充填レベルと、指定されたキューの充填レベルでパケットをドロップする確率の割合に基づいて、混雑期間中にパケットをドロップするしきい値を設定します。塗りつぶしレベルが異なると、ドロッププロファイルによって輻輳期間中にパケットがドロップされる確率が異なります。
分類子は、受信トラフィックを(出力キューにマッピングされた)転送クラスに割り当て、受信トラフィックにPLPを割り当てます。PLPは、低、中高、または高にすることができます。異なるPLPを持つトラフィックを同じ転送クラスに分類することで、転送クラス内のトラフィックの扱いを差別化することができます。
ドロッププロファイルマップでは、PLPごとに異なるドロッププロファイルを設定し、ドロッププロファイルをキュースケジューラに関連付ける(マップする)ことができます。スケジューラマップは、キュースケジューラを転送クラス(出力キュー)にマッピングします。転送クラスに分類されたトラフィックは、ドロッププロファイルマップがキュースケジューラに関連付けられるドロッププロファイルで定義されたドロップ特性を使用します。トラフィックが使用するドロッププロファイルは、分類子がトラフィックに割り当てるPLPによって異なります。(PLPごとに、異なるドロッププロファイルを転送クラスにマッピングできます。)
要約すると:
分類子がトラフィックを転送クラスに割り当てるとき、分類子は3つのPLP(低、中高、高)のいずれかを受信トラフィックに割り当てます。
ドロッププロファイルは、さまざまなキュー充填レベルでパケットドロップのしきい値を設定します。
ドロッププロファイルマップは、ドロッププロファイルを各PLPに関連付け、ドロッププロファイルをスケジューラにマッピングします。
スケジューラは、マップスケジューラを転送クラスにマッピングし、転送クラスは出力キューにマッピングされます。転送クラスにマッピングされたスケジューラは、ドロッププロファイルマッピングを含む、転送クラスにマッピングされた出力キューのCoS特性を決定します。
バッファサイズ
システム全体のバッファー領域の大部分は、共有バッファーと専用バッファーの 2 つのバッファー・プールに分割されます。共有バッファは、ポートが必要に応じて動的に共有するグローバルプールです。専用バッファは、すべてのポートに均等に分散されるバッファプールの予約部分です。各ポートには、専用バッファー領域が均等に割り当てられます。ポートへの専用バッファ割り当ては、ポート用に予約されているため設定できません。
キューバッファは、ポートに割り当てられた専用バッファプールから割り当てられます。デフォルトでは、ポートは、デフォルトのスケジューラがトラフィックの最小保証伝送速度(transmit-rate)を設定するのと同じ割合で、専用バッファの割り当てをegressキューに分割します。デフォルトのスケジューラに含まれるキューのみが専用バッファを受信します。
デフォルト設定を使用しない場合は、次の2つの方法のいずれかでキューバッファサイズを明示的に設定できます。
パーセンテージとして—キューがスケジューラにマッピングされ、スケジューラがポートにマッピングされている場合、キューは指定された割合の専用ポートバッファを受け取ります。
残りとして—ポートが明示的なパーセンテージバッファサイズ設定を持つキューにサービスを提供した後、残りのポート専用バッファ領域は、スケジューラが接続されている他のキューに均等に分割されます。(デフォルトまたは明示的なスケジューラがないということは、キューに専用のバッファー割り当てがないことを意味します)。スケジューラを設定し、バッファーサイズをパーセンテージで指定しない場合、 残り がデフォルト設定になります。
ポート上のすべてのキューに対して明示的に設定されたバッファサイズの割合の合計は、100%を超えることはできません。
イングレスおよびエグレスポートバッファ設定のコンテキストにおけるキューバッファ設定の詳細については、 CoSバッファ設定についてを参照してください。
明示的な輻輳通知
ECN(Explicit Congestion Notification)は、パケットをドロップすることなく輻輳が解消されるまで送信デバイスに伝送速度を下げさせることで、パケットの損失と遅延を低減することを目的として、混雑についてネットワークに通知します。ECNにより、TCP/IPベースのネットワーク上の2つのエンドポイント間でエンドツーエンドの輻輳通知が可能になります。ECNはデフォルトで無効になっています。
詳細については、 CoS Explicit Congestion Notification(ECN)を参照してください。
スケジューラマップ
スケジューラマップは、転送クラスをスケジューラ設定に関連付けます。スケジューラを設定した後、スケジューラマップに含め、スケジューラマップをトラフィック制御プロファイルに関連付け、次にトラフィック制御プロファイルをインターフェイスと転送クラスセットに関連付けて、設定されたキュースケジューリングを実装する必要があります。
最大4つのユーザー定義のスケジューラマップをトラフィック制御プロファイルに関連付けることができます。詳細については、「 デフォルトのスケジューラの概要」を参照してください。