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Descripción de los perfiles de caída de CoS WRED

Cuando el número de paquetes en cola es mayor que la capacidad del dispositivo de vaciar una cola de salida, la cola requiere un método para determinar qué paquetes se pierden para aliviar la congestión. Los perfiles de caída de detección temprana aleatoria ponderada (WRED) definen la probabilidad de caída de paquetes de diferentes probabilidades de pérdida de paquetes (PLP) a medida que se completa la cola de salida. Durante los períodos de congestión, a medida que se llena la cola de salida, el dispositivo deja caer los paquetes entrantes según lo determinado por un perfil de caída, hasta que la cola de salida se vuelve menos congestionada.

Dependiendo de las probabilidades de caída, un perfil de caída puede soltar muchos paquetes mucho antes de que el búfer se llena, o puede soltar solo unos pocos paquetes, incluso si el búfer está casi lleno.

Puede configurar perfiles de caída en la sección de perfil de caída de la jerarquía de configuración de clase de servicio (CoS). Aplique perfiles de caída mediante una asignación de perfil de caída en la configuración del programador de colas. Para cada programador de colas, puede configurar perfiles de caída separados para cada PLP mediante el loss-priority atributo (bajo, medio-alto y alto). Esto le permite tratar el tráfico de diferentes PLP de diferentes maneras durante los períodos de congestión.

Nota:

No aplique perfiles de caída al tráfico sin pérdidas (tráfico que pertenece a una clase de reenvío que tiene el no-loss atributo drop.). El tráfico sin pérdidas usa el control de flujo basado en prioridades (PFC) para controlar la congestión.

Nota:

No puede aplicar perfiles de caída a colas de multidestinación en dispositivos que los admitan.

Parámetros de perfil de caída

Los perfiles de caída especifican dos valores, que funcionan como pares:

  • Nivel de relleno: valor de plenitud de cola, que representa un porcentaje de la memoria utilizada para almacenar paquetes en relación con la cantidad total de memoria asignada a la cola.

  • Probabilidad de caída: valor de porcentaje que corresponde a la probabilidad de que se caiga un paquete individual.

Definición de perfiles de caída en conmutadores, excepto QFX10000

Se establecen dos niveles de llenado de cola y dos probabilidades de caída en cada perfil de caída. El primer nivel de llenado y la probabilidad de caída crean un par de valor y el segundo nivel de llenado y la probabilidad de caída crean un segundo par de valor.

El primer valor de nivel de relleno especifica el porcentaje de plenitud de cola en la que los paquetes comienzan a caer, conocido como punto de inicio de caída. Hasta que la cola alcance este nivel de plenitud, no se pierden paquetes. El segundo valor de nivel de relleno especifica el porcentaje de plenitud de cola en la que se pierden todos los paquetes, conocido como punto de caída.

El primer valor de probabilidad de caída es siempre 0 (cero). Esto se empareja con el punto de inicio de caída y especifica que hasta que el nivel de plenitud de la cola alcanza el primer nivel de llenado, no se pierden paquetes. Cuando la totalidad de la cola supera el punto de inicio de caída, los paquetes comienzan a caer hasta que la cola supera el segundo nivel de relleno, cuando todos los paquetes se pierden. El segundo valor de probabilidad de caída, conocido como la tasa de caída máxima, especifica la probabilidad de que se caigan paquetes cuando la plenitud de la cola alcanza el punto de caída final. A medida que la cola se llena desde el punto de inicio de caída hasta el punto final de caída, los paquetes caen en un patrón suave y lineal (llamado gráfico interpolado) como se muestra en la Figura 1. Después del punto final de caída, todos los paquetes se pierden.

Figura 1: Patrón de caída de WRED-Drop Profile Packet Drop Pattern paquetes de perfil wred-drop

La línea gruesa de la Figura 1 muestra las características de caída de paquetes para un perfil WRED de muestra. En el punto de inicio de caída, la cola alcanza un nivel de llenado del 30 %. En el punto de caída, el nivel de llenado de cola alcanza el 50 % y la tasa de caída máxima es del 80 %.

No se pierden paquetes hasta que el nivel de llenado de cola alcanza el punto de inicio de caída del 30 %. Cuando la cola alcanza el nivel de llenado del 30 por ciento, los paquetes comienzan a caer. A medida que se llena la cola, el porcentaje de paquetes caídos aumenta de manera lineal. Cuando la cola se llena al punto de caída del 50 por ciento, la tasa de caída de paquetes ha aumentado a la tasa de caída máxima del 80 por ciento. Cuando el nivel de llenado de cola supera el punto de caída del 50 por ciento, todos los paquetes se pierden hasta que el nivel de llenado de cola cae por debajo del 50 por ciento.

Definición de perfiles de caída en conmutadores QFX10000

Cada nivel de llenado de cola se empareja con una probabilidad de caída. A medida que la cola se llena a diferentes niveles, cada vez que alcanza un nivel de relleno configurado en un perfil de caída, la cola aplica la probabilidad de caída emparejada con ese nivel de relleno al tráfico de la cola que supera el nivel de relleno. Puede configurar hasta 32 pares de niveles de llenado y probabilidades de caída para crear una curva de probabilidad de caída de paquetes personalizada con hasta 32 puntos de diferenciación.

Los paquetes no se pierden hasta que alcanzan el primer nivel de llenado de cola configurado. Cuando la cola alcanza el primer nivel de llenado, los paquetes comienzan a caer en la tasa de probabilidad de caída configurada emparejada con el primer nivel de llenado. Cuando la cola alcanza el segundo nivel de relleno, los paquetes comienzan a caer en la tasa de probabilidad de caída configurada emparejada con el segundo nivel de relleno. Este proceso continúa para la cantidad de pares de probabilidad de nivel de llenado/caída que configure en el perfil de caída.

Los perfiles de caída se interpolan, no se segmentan. Un perfil de caída interpolado aumenta gradualmente la probabilidad de caída a lo largo de una curva entre cada nivel de llenado configurado. Cuando la cola alcanza el siguiente nivel de llenado, la probabilidad de caída alcanza la probabilidad de caída emparejada con ese nivel de relleno. Un perfil de caída segmentado "salta" de un nivel de llenado y una configuración de probabilidad de caída a otro de manera escalonada. La probabilidad de caída del tráfico no cambia a medida que la cola se llena hasta que se alcanza el siguiente nivel de llenado.

Un ejemplo de interpolación es un perfil de caída con tres pares de nivel de relleno/probabilidad de caída:

  • Un nivel de llenado de cola del 25 % combinado con una probabilidad de caída del 30 %

  • Nivel de llenado de colas del 50 % combinado con una probabilidad de caída del 60 %

  • Nivel de llenado de colas del 75 % combinado con una probabilidad de caída del 100 % (se pierden todos los paquetes que superan el nivel de llenado de colas del 75 %)

La cola no pierde ningún paquete hasta que su nivel de llenado alcanza el 25 %. Durante los períodos de congestión, cuando la cola se llena por encima del 25 por ciento, la cola comienza a dejar caer paquetes a una velocidad del 30 por ciento de los paquetes por encima del nivel de llenado.

Sin embargo, a medida que la cola continúa llenando, no continúa cayendo paquetes a la probabilidad de caída del 30 %. En su lugar, la probabilidad de caída aumenta gradualmente a medida que la cola se llena al nivel de plenitud del 50 %. Cuando la cola alcanza el nivel de llenado del 50 por ciento, la probabilidad de caída ha aumentado al par de probabilidad de caída configurado para el nivel de llenado, que es del 60 por ciento.

A medida que la cola se sigue llenando, la probabilidad de caída no se mantiene en el 60 por ciento, sino que sigue aumentando a medida que la cola se llena. Cuando la cola alcanza el nivel de llenado final al 75 % de lleno, la probabilidad de caída ha aumentado al 100 % y todos los paquetes que superan el nivel de llenado del 75 % se pierden.

Perfil de caída predeterminado

Si no configura perfiles de caída y los aplica a los programadores de colas, el dispositivo utiliza el perfil de caída predeterminado para clases de tráfico con pérdida. En el perfil de caída predeterminado, cuando el nivel de llenado es 0 por ciento, la probabilidad de caída es del 0 por ciento. Cuando el nivel de llenado es del 100 por ciento, la probabilidad de caída es del 100 por ciento. Durante los períodos de congestión, tan pronto como los paquetes llegan a una cola, el perfil predeterminado puede comenzar a soltar paquetes.

Método de caída de paquetes

Cuando un paquete llega al encabezado de una cola, el dispositivo calcula un número aleatorio entre 0 y 100. El dispositivo traza el número aleatorio en el perfil de caída mediante el nivel de relleno actual de la cola. Cuando el número aleatorio cae por encima de la línea del gráfico, la cola transmite el paquete fuera de la interfaz de salida. Cuando el número cae por debajo del gráfico de la línea, el dispositivo deja caer el paquete.

Ejemplo de caída de paquetes para conmutadores, excepto QFX10000

Para crear el patrón de caída lineal desde el punto de inicio de caída hasta el punto de caída final, las probabilidades de caída se derivan mediante una aproximación lineal con ocho secciones, o pasos, desde el nivel mínimo de llenado de cola hasta el nivel máximo de llenado de cola. Los niveles de llenado se dividen en las ocho secciones por igual, comenzando por el nivel de llenado mínimo y terminando en el nivel de llenado máximo. A medida que se llena la cola, aumenta el porcentaje de paquetes caídos. El porcentaje de paquetes caídos se basa en la tasa de caída máxima.

Por ejemplo, el perfil de caída predeterminado (que especifica una tasa de caída máxima del 100 %) tiene las siguientes probabilidades de caída en cada sección, o paso, en el patrón de caída lineal de ocho secciones:

  • Primera sección: la probabilidad mínima de caída es del 6,25 % de la tasa de caída máxima. La probabilidad máxima de caída es del 12,5 por ciento de la tasa de caída máxima.

  • Segunda sección: la probabilidad mínima de caída es del 18,75 por ciento de la tasa de caída máxima. La probabilidad máxima de caída es del 25 por ciento de la tasa de caída máxima.

  • Tercera sección: la probabilidad mínima de caída es del 30,25 por ciento de la tasa de caída máxima. La probabilidad máxima de caída es del 37,5 por ciento de la tasa de caída máxima.

  • Cuarta sección: la probabilidad mínima de caída es del 43,75 por ciento de la tasa máxima de caída. La probabilidad máxima de caída es del 50 por ciento de la tasa de caída máxima.

  • Quinta sección— La probabilidad mínima de caída es del 56,25 por ciento de la tasa máxima de caída. La probabilidad máxima de caída es del 62 por ciento de la tasa de caída máxima.

  • Sexta sección— La probabilidad mínima de caída es del 68,75 por ciento de la tasa de caída máxima. La probabilidad máxima de caída es del 75,5 por ciento de la tasa de caída máxima.

  • Séptima sección: la probabilidad mínima de caída es del 81,25 por ciento de la tasa de caída máxima. La probabilidad máxima de caída es del 87,5 por ciento de la tasa de caída máxima.

  • Octava sección: la probabilidad mínima de caída es del 92,75 por ciento de la tasa máxima de caída. La probabilidad de caída máxima es del 100 por ciento de la tasa de caída máxima.

Los paquetes se caen incluso cuando no hay congestión, porque las caídas de paquetes comienzan en el punto de inicio de caída, independientemente de si existe congestión en el puerto. El ejemplo predeterminado de perfil de caída representa el peor de los casos, ya que el nivel de llenado del punto de inicio de caída es del 0 %, por lo que la caída de paquetes comienza cuando la cola comienza a recibir paquetes.

Puede especificar cuándo comienzan a caer paquetes configurando un punto de inicio de caída en un nivel de llenado superior al 0 %. Por ejemplo, si configura un perfil de caída que tiene un punto de inicio de caída del 30 por ciento, los paquetes no se pierden hasta que la cola esté completa en un 30 por ciento. Recomendamos que configure perfiles de caída adecuados a las condiciones del tráfico de red.

Cuanto menor sea la brecha entre la tasa de caída mínima (que siempre es 0) y la tasa de caída máxima, menor será la brecha entre la probabilidad de caída mínima y la probabilidad de caída máxima en cada sección (paso) del patrón de caída lineal. El perfil de caída predeterminado, que tiene la brecha máxima entre la tasa de caída mínima (0 %) y la tasa de caída máxima (100 %), tiene la brecha más alta entre la probabilidad de caída mínima y la probabilidad de caída máxima en cada paso. Configurar una tasa de caída máxima más baja para un perfil de caída reduce la brecha entre la probabilidad mínima de caída y la probabilidad de caída máxima.

Soltar mapas de perfil

Los mapas de perfil de caída forman parte de la configuración del programador. Un mapa de perfil de caída asigna perfiles de caída a prioridades de pérdida de paquetes. La especificación de la asignación de perfil de caída en un programador asocia el perfil de caída con las clases de reenvío (colas) que asigna al programador en un mapa de programador.

Puede configurar la prioridad de pérdida para una cola en la sección clasificador de la jerarquía de configuración de CoS y la prioridad de pérdida se aplica al tráfico asignado a la clase de reenvío en la interfaz de entrada.

Cada programador puede tener varios mapas de perfil de caída.

Prevención de congestión

Configurar perfiles de caída en colas de salida le permite controlar cómo la congestión afecta a otras colas en un puerto. Si no configura perfiles de caída y los asigna a colas de salida, el dispositivo utiliza el perfil de caída predeterminado en colas que reenvía tráfico con pérdida.

Por ejemplo, si un puerto de entrada reenvía tráfico a más de un puerto de salida y al menos uno de los puertos de salida experimenta congestión, eso puede causar congestión del puerto de entrada. La congestión del puerto de entrada (el búfer de entrada supera su asignación de recursos) puede hacer que las tramas se caigan en el puerto de entrada en lugar de en el puerto de salida. La caída de tramas del puerto de entrada afecta a todos los puertos de salida a los que el puerto de entrada congestionado reenvía el tráfico, no solo el puerto de salida congestionado.

Nota:

No configure perfiles de caída para las fcoe clases de reenvío y no-loss . FCoE y otras colas de tráfico sin pérdida requieren un comportamiento sin pérdidas (colas de tráfico que se configuran con el atributo de caída de no-loss paquetes). Utilice el control de flujo basado en prioridades (PFC) para evitar la caída de tramas en prioridades sin pérdidas.

Configurar un perfil de caída WRED y aplicarlo a una cola de salida

Para configurar un perfil de caída de paquetes WRED y aplicarlo a una cola de salida:

  1. Configure un perfil de caída:

    • En conmutadores, excepto QFX10000, use la instrucción 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.

    • En conmutadores QFX10000, use la instrucción set class-of-service drop-profiles profile-name interpolate fill-level level1 level2 ... level32 drop-probability probability1 probability2 ... probability32. Puede especificar tan solo dos pares de nivel de llenado/probabilidad de caída o hasta 32 pares.

  2. Asigne el perfil de caída a un programador de colas mediante la instrucción set class-of-service schedulers scheduler-name drop-profile-map loss-priority (low | medium-high | high) protocol any drop-profile profile-name. El nombre del perfil de caída es el nombre del perfil WRED configurado en el paso 1.

  3. Asigne el programador, que el paso 2 asocia con el perfil de caída, a la cola de salida mediante la instrucción set class-of-service scheduler-maps map-name forwarding-class forwarding-class-name scheduler scheduler-name. La clase de reenvío identifica la cola de salida. Las clases de reenvío se asignan a colas de salida de forma predeterminada y se pueden volver a aplicar a diferentes colas mediante la configuración explícita del usuario. El nombre del programador es el programador configurado en el paso 2.

  4. En conmutadores, excepto QFX10000, asocie el mapa del programador con un perfil de control de tráfico mediante la instrucción set class-of-service traffic-control-profiles tcp-name scheduler-map map-name. El nombre de la asignación del programador es el nombre configurado en el paso 3.

  5. En conmutadores, excepto QFX10000, asocie el perfil de control de tráfico con una interfaz mediante la instrucción set class-of-service interfaces interface-name forwarding-class-set forwarding-class-set-name output-traffic-control-profile tcp-name. El nombre del perfil de control de tráfico de salida es el nombre del perfil de control de tráfico configurado en el paso 4.

    La interfaz usa la asignación del programador en el perfil de control de tráfico para aplicar el perfil de caída (y otros atributos) a la cola de salida (clase de reenvío) en esa interfaz. Dado que puede usar diferentes perfiles de control de tráfico para asignar programadores diferentes a diferentes interfaces, el mismo número de cola en diferentes interfaces puede manejar el tráfico de diferentes maneras.

  6. En conmutadores QFX10000, asocie la asignación del programador con una interfaz mediante la instrucción set class-of-service interfaces interface-name scheduler-map scheduler-map-name .

    La interfaz usa la asignación del programador para aplicar el perfil de caída (y otros atributos) a la cola de salida asignada a la clase de reenvío en esa interfaz. Dado que puede usar diferentes mapas de programador en diferentes interfaces, el mismo número de cola en diferentes interfaces puede manejar el tráfico de diferentes maneras.

Suelte perfiles en colas habilitadas para notificaciones explícitas de congestión

Debe configurar un perfil de caída WRED en las colas que habilite para la notificación de congestión explícita (ECN). En las colas habilitadas para ECN, el perfil de colocación establece el umbral para cuándo la cola debe marcar un paquete como congestión (consulte Descripción de la notificación de congestión explícita de CoS). Cuando una cola se llena al nivel en el que el perfil de caída de WRED tiene una probabilidad de caída de paquete mayor que cero (0), el dispositivo puede marcar un paquete como experimenta congestión. Si un dispositivo marca o no un paquete como experimenta congestión es la misma probabilidad que la probabilidad de caída de la cola en ese nivel de llenado.

En colas habilitadas para ECN, el dispositivo no usa el perfil de caída para controlar paquetes que no son compatibles con ECN (paquetes marcados como no ECT, bits de código ECN 00) durante los períodos de congestión. En su lugar, el dispositivo usa el algoritmo de cola para soltar paquetes que no son compatibles con ECN durante los períodos de congestión. Cuando una cola se llena hasta su nivel máximo de plenitud, simplemente se pierden todos los paquetes que llegan posteriormente hasta que hay espacio en la cola para almacenar en búfer más paquetes. Todos los paquetes que no son compatibles con ECN se tratan de la misma manera.

Para aplicar un perfil de caída WRED al tráfico que no es de ECT, configure un clasificador de varios campos (MF) para asignar tráfico que no sea ECT a una cola de salida diferente que no esté habilitada para ECN y, a continuación, aplique el perfil de caída WRED a esa cola.