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Grundlegendes zu DCB-Funktionen und -Anforderungen
Data Center Bridging (DCB) ist eine Reihe von Verbesserungen der IEEE 802.1 Bridge-Spezifikationen. DCB modifiziert und erweitert das Ethernet-Verhalten, um die E/A-Konvergenz im Datencenter zu unterstützen. Die E/A-Konvergenz umfasst unter anderem den Transport von Ethernet-LAN-Datenverkehr und Fibre Channel (FC) Storage Area Network (SAN)-Datenverkehr auf derselben physischen Ethernet-Netzwerkinfrastruktur.
Eine konvergierte Architektur spart Kosten, indem sie die Anzahl der Netzwerke und Switches reduziert, die zur Unterstützung beider Arten von Datenverkehr erforderlich sind, die Anzahl der benötigten Schnittstellen reduziert, die Komplexität von Kabeln reduziert und Verwaltungsaktivitäten reduziert wird.
Die Switches der QFX- und EX4600-Serie von Juniper Networks unterstützen die DCB-Funktionen, die für den Transport konvergierter Ethernet- und FC-Datenverkehr erforderlich sind, während gleichzeitig coS (Class-of-Service) und andere Merkmale bereitgestellt werden, die FC für die Übertragung von Speicherdatenverkehr benötigt. Um den FC-Datenverkehr zu bewältigen, bieten die DCB-Spezifikationen:
Ein Flusssteuerungsmechanismus, der als prioritätsbasierte Flusssteuerung (PFC, beschrieben in IEEE 802.1Qbb) bezeichnet wird, um eine verlustfreie Übertragung zu ermöglichen.
Ein Erkennungs- und Austauschprotokoll zur Übertragung von Konfigurationen und Funktionen unter Nachbarn, um eine konsistente Konfiguration im gesamten Netzwerk zu gewährleisten, genannt Data Center Bridging Capability Exchange Protocol (DCBX), eine Erweiterung des Link Layer Data Protocol (LLDP, beschrieben in IEEE 802.1AB).
Ein Bandbreitenverwaltungsmechanismus namens Enhanced Transmission Selection (ETS, beschrieben in IEEE 802.1Qaz).
Ein Mechanismus für das Überlastungsmanagement namens quantisierte Überlastungsbenachrichtigung (QCN, beschrieben in IEEE 802.1Qau).
Der Switch unterstützt die PFC-, DCBX- und ETS-Standards, unterstützt aber keine QCN. Der Switch bietet auch Schnittstellen mit hoher Bandbreite (mindestens 10 Gbit/s), die zur Unterstützung von DCB und konvergiertem Datenverkehr erforderlich sind.
In diesem Thema werden die DCB-Standards und Anforderungen beschrieben, die der Switch unterstützt:
Verlustfreie Übertragung
FC-Datenverkehr erfordert eine verlustfreie Übertragung (definiert, da keine Frames aufgrund von Überlastung unterbrochen werden). Standard-Ethernet unterstützt keine verlustfreie Übertragung, aber die DCB-Erweiterungen von Ethernet zusammen mit der richtigen Pufferverwaltung ermöglichen es einem Ethernet-Netzwerk, das Niveau an Class of Service (CoS) bereitzustellen, das für den Transport von in Ethernet gekapselten FC-Frames über ein Ethernet-Netzwerk erforderlich ist.
In diesem Abschnitt werden die folgenden Faktoren bei der Erstellung verlustfreier Übertragung über Ethernet beschrieben:
PFC
PFC ist ein Flusssteuerungsmechanismus auf Linkebene ähnlich wie Ethernet PAUSE (beschrieben in IEEE 802.3x). Ethernet PAUSE stoppt den gesamten Datenverkehr auf einer Verbindung für einen bestimmten Zeitraum. MIT PFC können Sie den Datenverkehr auf einem Link in acht Prioritäten aufteilen und den Datenverkehr einer ausgewählten Priorität stoppen, ohne den Datenverkehr zu stoppen, der anderen Prioritäten auf dem Link zugewiesen ist.
Durch das Pausieren des Datenverkehrs einer ausgewählten Priorität können Sie einen verlustfreien Transport für den Datenverkehr bereitstellen, dem dieser Priorität zugewiesen wird, und gleichzeitig den standardmäßigen verlustfreien Ethernet-Transport für den restlichen Verbindungsverkehr verwenden.
Puffermanagement
Das Puffermanagement ist für das ordnungsgemäße Funktionieren von PFC von entscheidender Bedeutung, denn wenn Puffer überlaufen dürfen, werden Frames unterbrochen und der Transport ist nicht verlustfrei.
Für jede verlustfreie Datenstrompriorität benötigt der Switch ausreichend Pufferspeicher, um:
Speichern Sie Frames, die während der Zeit gesendet werden, die zum Senden des PFC-Pausenrahmens über das Kabel zwischen den Geräten benötigt wird.
Speichern Sie die Frames, die sich bereits in der Leitung befinden, wenn der Absender den PFC-Pausenrahmen empfängt.
Die Ausbreitungsverzögerung aufgrund von Kabellänge und -geschwindigkeit sowie die Verarbeitungsgeschwindigkeit bestimmt den Pufferplatz, der benötigt wird, um Frameverluste durch Überlastung zu vermeiden.
Der Switch legt automatisch den Schwellenwert für das Senden von PFC-Pausenrahmen fest, um Verzögerung von Kabeln mit einer Länge von 150 Metern (492 Fuß) zu ermöglichen und große Frames aufzunehmen, die sich an der Leitung sein könnten, wenn der Switch den Pausenrahmen sendet. Dadurch wird sichergestellt, dass der Switch Pausenbilder frühzeitig genug sendet, damit der Sender die Übertragung beenden kann, bevor die Empfangspuffer auf dem Switch überlaufen.
Physische Schnittstellen
Switches der QFX-Serie unterstützen 10-Gbit/s oder schnellere Vollduplex-Schnittstellen. Der Switch ermöglicht DCB-Funktionalität nur an 10-Gbit/s oder schnelleren Ethernet-Schnittstellen.
ETS
PFC unterteilt den Datenverkehr in bis zu acht separate Streams (Prioritäten, die auf dem Switch als Weiterleitungsklassen konfiguriert werden) auf einer physischen Verbindung. ETS ermöglicht Ihnen die Verwaltung der Verbindungsbandbreite durch:
Gruppierung der Prioritäten in Prioritätsgruppen (auf dem Switch als Weiterleitungsklassensätze konfiguriert).
Festlegen der für jede der Prioritätsgruppen verfügbaren Bandbreite als Prozentsatz der insgesamt verfügbaren Verbindungsbandbreite.
Zuweisung der Bandbreite an die einzelnen Prioritäten in der Prioritätsgruppe.
Bei der verfügbaren Verbindungsbandbreite handelt es sich um die Bandbreite, die nach der Wartung von Warteschlangen mit strenger hoher Priorität übrig bleibt. Auf QFX5200-, QFX5100-, EX4600-, QFX3500- und QFX3600-Switches und auf QFabric-Systemen empfehlen wir, immer eine Shaping-Rate zu konfigurieren, um die Bandbreite einer Warteschlange mit strenger hoher Priorität zu begrenzen, indem Sie die shaping-rate Anweisung in die [edit class-of-service schedulers] Hierarchie auf dem Scheduler mit hoher Priorität aufnehmen. Dies verhindert, dass eine Warteschlange mit strenger hoher Priorität andere Warteschlangen am Port verhungern kann. (Konfigurieren Sie auf QFX10000-Switches eine Übertragungsrate in Warteschlangen mit streng hoher Priorität, um eine maximale Bandbreite für Datenverkehr mit strenger hoher Priorität festzulegen.)
Die Verwaltung der Verbindungsbandbreite mit ETS bietet mehrere Vorteile:
Es gibt eine einheitliche Verwaltung aller Arten von Datenverkehr auf der Verbindung, sowohl überlastent verwalteten Datenverkehr als auch Standard-Ethernet-Datenverkehr.
Wenn eine Prioritätsgruppe nicht die gesamte zugewiesene Bandbreite nutzt, können andere Prioritätsgruppen auf der Verbindung diese Bandbreite nach Bedarf verwenden.
Wenn eine Priorität in einer Prioritätsgruppe nicht die gesamte zugewiesene Bandbreite verwendet, können andere Prioritäten in der Gruppe diese Bandbreite verwenden.
Das Ergebnis ist eine bessere Bandbreitennutzung, da Prioritäten, die aus überlastigem Datenverkehr bestehen, die Bandbreite in Zeiten geringer Datenverkehrsübertragung teilen können, anstatt ihre gesamte Bandbreitenzuweisung zu verbrauchen, wenn die Datenverkehrslast gering ist.
Sie können Datenverkehrstypen mit unterschiedlichen Serviceanforderungen verschiedenen Prioritäten zuweisen, sodass jeder Datenverkehrstyp angemessen behandelt wird.
Der Datenverkehr mit strenger Priorität behält seine zugewiesene Bandbreite.
DCBX
DCB-Geräte verwenden DCBX, um Konfigurationsinformationen mit direkt verbundenen Peers (Switches und Endpunkte wie Server) auszutauschen. DCBX ist eine Erweiterung der LLDP. Wenn Sie LLDP auf einer Schnittstelle deaktivieren, kann diese Schnittstelle keine DCBX ausführen. Wenn Sie versuchen, DCBX auf einer Schnittstelle zu aktivieren, auf der LLDP deaktiviert ist, schlägt der Konfigurations-Commit fehl.
DCBX kann:
Entdecken Sie die DCB-Funktionen von Peers.
Erkennen Sie Fehlkonfigurationen von DCB-Funktionen oder Inkonsistenzen zwischen Peers.
Konfigurieren Sie DCB-Funktionen für Peers.
Sie können den DCBX-Betrieb für PFC, ETS und für Layer-2- und Layer-4-Anwendungen wie FCoE und iSCSI konfigurieren. DCBX ist auf Schnittstellenbasis aktiviert oder deaktiviert.