Netzwerk-Grundlagen – Rechenzentrumsnetze im Umbruch, Teil 9

Data Center Bridges (DCB) – Funktionalität nahe am Lossless Ethernet

13.07.2010 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Die Funktionen von DCB erlauben ein punktgenaues Netzwerkmanagement; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Die Funktionen von DCB erlauben ein punktgenaues Netzwerkmanagement; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

DCB Priority Based Flow Control

Ein weiterer Mechanismus, um Staupunkte möglichst im Vorfeld zu vermeiden, ist die Priority-based Flow Control. Das ist im Grunde genommen eine Erweiterung von 802.1p mit der Möglichkeit der Differenzierung der Prioritätensteuerung auf die einzelnen Elemente eines zusammengesetzten Verkehrsstroms.

Um die Unterschiede zwischen 802.1p und DCB PBFC herauszuarbeiten, wurde eine detaillierte Warteschlangenanalyse vorgenommen. Die Ergebnisse lauten kurz gefasst:

  • In einem Lastbereich zwischen 0 und 60 – 65% der Nominal-Last funktioniert der Switch wunderbar. Eine Priorisierung ist eigentlich überflüssig.
  • In einem Lastbereich zwischen 65 und 80% Nominal-Last erhalten wir durch die differenzierte Priorisierung die Möglichkeit, Verkehrsströme soweit wie möglich durchzuschleusen, allerdings höchstens zwei. Dies geschieht um den Preis der starken Herabsetzung der Leistung der anderen Verkehrsströme. Dennoch erhalten wir in diesem Bereich dadurch die Möglichkeit, das System wenigstens zum Teil lebensfähig zu erhalten. Das ist der akzeptable Bereich.
  • In einem Lastbereich jenseits der 80% Nominal-Last erhalten wir ein völlig inakzeptables Systemverhalten – mit oder ohne prioritätsbasierte Flusskontrolle.

Insgesamt bedeutet dies, dass PBFC ein wertvolles Instrument zur Beherrschung von Lastspitzen ist. Es sorgt dafür, dass ein System über einen größeren Lastbereich funktionsfähig und steuerbar bleibt. Die Einschränkungen, die im unteren Lastbereich durch PBFC entstehen, liegen unter 10% Zuschlag gegenüber einem ungesteuerten System und tragen demnach nicht messbar zu einer Erhöhung der durchschnittlichen Latenz bei.

Allerdings sehen wir auch, dass eine Last von über 80% zu einem unbeherrschbaren System führt. Es ist also beim generellen Netzdesign oder durch Konfiguration darauf zu achten, dass diese Last nie auftreten kann.

DCB-ETS und DCBX

ETS ist eine Funktion zur Steuerung der relativen Anteile von differenzierten Verkehrsarten an einem Gesamtstrom. Solche Funktionen gibt es in Providernetzen und vor allem bei optischen Netzen schon längst und ETS war eigentlich für den LAN-Bereich erheblich überfällig.

Das Protokoll hat eine sehr nützliche Gesamtfunktionalität, vor allem, wenn wir an die gerade eben erwähnten Erkenntnisse denken. Wir haben ja das Problem, dass das Gesamt-Verkehrsaufkommen 80% der Nominal-Leistung nicht übersteigen sollte. Die Berücksichtigung dieser Grenze im Rahmen eines Netzdesigns ist möglich und sinnvoll, aber nur bei ganz neuen Netzen möglich. Im Zusammenhang mit bestehenden Netzen, die nur teilweise aufgerüstet werden, ist sie ein frommer Wunsch, außer man hat ETS.

ETS definiert relative Anteile, also z.B. 40% für SAN-Verkehr, 40% für LAN-Verkehr und 20% für IPC. Man kann es aber einfach austricksen, indem man schlicht 20% für einen Verkehr reserviert, den es gar nicht gibt! Das System setzt dann durch, dass diese 20% für diesen nicht existierenden Verkehr immer frei bleiben. So kann sich der andere Verkehr immer nur zu einem Verkehr von höchstens 80% zusammenrotten. Eleganter geht es nicht.

Man darf nicht unterschätzen, welche Wirkung man durch den geschickten Einsatz von derartigen Funktionen auch in verzweigten, großen L2-Bereichen erzielen kann, wenn die Funktionen an allen Switchen zur Verfügung stehen. Kurz:

ETS ist eine extrem sinnvolle Funktion, deren Nutzen sich umso mehr entfaltet, je geschickter man sie einsetzt!

DCBX geht jetzt schnell: in einem größeren Netz werden mit der Zeit Switches unterschiedlicher Hersteller, Bauarten und/oder Release-Ständen eingesetzt. Es ist unbedingt notwendig, dass sich diese Switches automatisch untereinander über den Grad der Unterstützung der Funktionen abstimmen können. Der Standard für DCBX hat für meine Begriffe genügend Reserven für die Aufnahme weiterer Funktionen, die es vielleicht in Zukunft gibt.

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