플로우 분배 및 패킷 순서 지정

SRX5800, SRX5600 및 SRX5400 디바이스에서 지원되는 부하 분산 알고리즘은 세션 용량과 처리 능력을 기반으로 조정됩니다. (실제 플랫폼 지원은 설치 시 Junos OS 릴리스에 따라 다릅니다.)

해시 기반 세션 배포는 해시 테이블을 사용합니다. SPU 세션 가중치 테이블은 세션 배포 해시 테이블의 각 해시 인덱스에 SPU ID를 할당하는 데 사용됩니다. 이러한 방식으로 해시 기반 배포를 사용하여 각 SPU에서 생성된 세션 수는 SPU 세션 가중치 테이블에서 SPU의 가중치에 비례합니다. 또한 각 NPU는 NPU 세션과 일치하지 않는 패킷을 전달하기 위해 SPU를 선택하는 데 사용하는 동일한 SPU 세션 가중치 테이블과 세션 배포 해시 테이블을 유지합니다.

SPU 실패 시 라우팅 엔진은 세션 배포를 위한 해시 테이블 일관성을 유지하기 위해 IOC와 NPC를 포함한 데이터 플레인의 모든 카드를 재설정합니다.

해시 기반 세션 배포에서 가중치는 세션 용량을 기반으로 합니다. 높은 세션 용량이 필요한 경우 해시 세션 배포 모드를 권장합니다.

SRX5000 라인 디바이스의 부하 분배는 항상 해시 기반입니다.

SPC를 삽입 및 제거하면 삽입 후 섀시가 재부팅되어야 하므로 중심점 초기화 시간에 SPU 세션 가중치 테이블이 다시 계산됩니다.

중앙 지점 아키텍처 개선은 트래픽 관리를 SPU로 오프로드하여 데이터 패킷이 중앙 지점을 통과하는 것을 방지합니다. 중앙 지점의 세션 제한이 제거됨에 따라 시스템 세션 용량이 확장됩니다.

• SPU ID 계산
• SRX5K-MPC, SRX5K-MPC3-40G10G(IOC3) 및 SRX5K-MPC3-100G10G(IOC3)에서 해시 기반 포워딩

SRX5400, SRX5600, SRX5800, 디바이스 및 vSRX 가상 방화벽에서 지원되는 패킷 순서 지정 기능은 애플리케이션 중앙 지점의 XLP 프로세서에 있는 패킷 순서 엔진의 내장 패킷 순서 기능을 활성화하여 디바이스의 성능을 향상시킵니다.

두 가지 유형의 패킷 순서 모드, 즉 하드웨어와 소프트웨어가 지원됩니다.

패킷 순서 지정 기능이 하드웨어로 설정된 경우, 로드 밸런싱 스레드(LBT)와 패킷 순서 스레드(POT)가 패킷 순서 지정 엔진으로 오프로드되고 리소스가 확보되어 패킷 처리를 수행할 수 있습니다. 패킷 순서 지정 기능이 소프트웨어로 설정된 경우, 로드 밸런싱 스레드(LBT)와 패킷 순서 스레드(POT)가 SPU에서 실행되고 있습니다. 기본적으로 패킷 순서 엔진(하드웨어)을 사용하는 패킷 순서 모드가 디바이스에서 활성화됩니다. 재부팅이 필요한 구성 변경으로 비활성화할 수 있습니다.

플로우 스레드는 패킷을 수신하고 처리하며 전송하거나 삭제합니다. 순서 지정이 필요하지 않은 패킷의 경우, 플로우 스레드는 네트워크 가속 엔진(NAE) 송신에 패킷을 보내거나 삭제하도록 알립니다. 순서 지정이 필요한 패킷의 경우, 플로우 스레드는 패킷 순서 지정 엔진에 순서 목록에서 패킷을 대기열에서 제거하고 순서대로 패킷을 보내거나 삭제하도록 알립니다.

Junos OS 릴리스 15.1X49-D30 및 Junos OS 릴리스 17.3R1부터는 적응형 모드 세션 배포가 중앙 지점 아키텍처의 향상된 기능으로 대체되었습니다.

적응형 모드 세션 배포는 Junos OS 릴리스 15.1X49-D30 및 Junos OS 릴리스 17.1R1 이전에 혼합 모드로 실행되는 SRX5000 라인 디바이스에서 구현됩니다. 적응형 모드 세션 분배는 SPU(Services Processing Unit)의 용량과 사용 가능한 리소스를 고려하여 시스템 리소스의 사용을 극대화합니다. 이는 XLR/XLP 혼합 모드, 즉 다양한 유형의 SPU가 다른 조합으로 사용되는 섀시 구축에서 실행되는 SRX5000 라인 디바이스에서만 활성화됩니다. SRX5800, SRX5600 또는 SRX5400 디바이스에 차세대 SPC(Services Processing Card)와 기존 SPC가 혼합되어 있는 경우, 적응형 모드 세션 배포가 기본값으로 간주됩니다. 혼합 모드에서 실행되지 않는 SRX5000 라인 디바이스의 경우, 해시 기반 로드 밸런싱이 기본값입니다.

SPC(Services Processing Card)에는 하나 이상의 SPU가 포함되어 있으며, 각 SPU는 CP(Central Point)에 의해 배포된 세션에 대해 구성된 보안 기능 및 기타 서비스에 따라 플로우의 패킷을 처리합니다. SPU의 CPU 로드는 수시로 변경됩니다. 변화하는 가용 용량을 최대한 활용하고 그에 따라 세션 분포를 조정하기 위해 적응형 모드에서 시스템은 모든 SPU에 가중치를 동적으로 할당합니다. 세션 배포를 결정하는 것은 SPU의 가중치입니다.

각 SPU는 CPU 사용량 정보를 주기적으로 중앙 지점(CP)에 보냅니다. 중앙점은 이러한 값을 확인하고, 1초마다 가중치를 계산하며, 전체 시스템 성능을 최대화하는 방식으로 세션을 분산합니다. 즉, 적응형 모드에서 세션 분배는 실시간으로 계산되는 동적 가중 할당 시스템을 기반으로 하므로 유형에 관계없이 모든 SPU의 CPU를 최대한 활용할 수 있습니다.

적응형 모드 세션 분포와 가중치 라운드 로빈(WRR) 세션 분포를 구분하는 것은 가중치의 동적 계산입니다. WRR은 다양한 유형의 SPU에 가중치를 계산하고 할당하여 SPU와 CPU 용량을 구별하지만, 계산과 할당은 정적입니다. 즉, 초기화 시 한 번만 수행됩니다. 적응 모드는 WRR의 고정 비율 세션 배포 프로세스를 개선합니다. WRR은 사용 가능한 처리 능력을 고려하지 않고 SPU의 유형과 CPU 용량에 따라서만 세션 처리 제한이 설정되기 때문에 시스템 리소스의 활용도가 부족합니다.

적응형 모드 세션 배포의 경우, 다음 공식을 사용하여 SPU에 할당된 가중치를 계산합니다.

Wi = 합계(W1-n)*Ci*Si/합계(C1-n*S1-n)

여기서:

• Wi— SPU에 할당된 가중치.

• Sum(W1-n)— 시스템의 총 중량입니다. 이 값은 일정합니다.

• n—총 SPU 수입니다.

• Ci—SPU의 사용 가능한 CPU 계산 능력.

• Si—SPU의 사용 가능한 세션 용량입니다.

적응형 모드에서는 한 SPU의 CPU 사용량이 높으면 더 적은 수의 세션이 해당 SPU에 배포됩니다. 다음 예제에서는 계산을 설명합니다.

두 개의 SPU가 있는 디바이스를 생각해 보겠습니다. 각 SPU의 세션 용량은 100만 개입니다.

일정 시간 동안:

• SPU1에 500,000개의 세션이 있을 때 CPU 사용량은 10%입니다.

  • SPU1의 사용 가능한 CPU 용량(C1) = 1-10% = 90(퍼센트).

  • SPU1의 사용 가능한 세션 용량(S1) = 1-500,000/1M = 50(퍼센트).

• SPU2에 400,000개의 세션이 있는 경우 CPU 사용량은 20%입니다.

  • SPU2의 사용 가능한 용량(C2)= 1-20%= 80(퍼센트).

  • SPU2(S2)의 사용 가능한 세션 용량 = 1-400,000/1M = 60(퍼센트).

전체 시스템의 가중치가 100인 경우, 각 SPU에 대한 별도의 가중치 값은 다음과 같습니다.

• SPU1의 무게(W1) = 100*90*50/(50*90+80*60) = 48

• SPU2의 무게(W2) = 100*80*60/(50*90+80*60) = 52

들어오는 세션의 경우, 세션의 48%가 SPU1에 할당되고 패킷의 52%가 SPU2에 할당됩니다.

가중치가 부여된 숫자는 중앙점이 런타임 사용량 정보를 확인하고 가중치를 새 값으로 조정하기 전에 짧은 기간 내에 시스템에 적용될 수 있습니다.