Techniken für konvergente Netze – Congestion Management & Control

Anbieter zum Thema

Vitel GmbH

ComConsult Akademie

ComConsult Beratung und Planung GmbH

Priority Bases Flow Control

Der Gedanke von Standard und Herstellern ist jetzt, in Stausituationen die Pakete priorisiert abzuarbeiten. Dazu braucht man zusätzliche Komponenten, und zwar den rosa Block in Abbildung 6 je ein Mal für jede Ausgangsschnittstelle.

Die Frage ist nun, welchen Nutzen eine derartige Konstruktion hat. Das klären wir gleich. Dem aufmerksamen Leser wird nicht entgangen sein, dass die Warteschlangen für die differenzierte Priority Based Flow Control in Abb. 6a vor und in Abb. 6b hinter der Switch-Matrix liegen. Das ist im Grunde genommen völlig egal, Hauptsache, es gibt eine solche Organisation zwischen den Switch-Matrizen. Wie ein Hersteller das implementiert, bleibt ihm überlassen.

In den Cisco Switches der Catalyst-Serie gibt es diese Funktion schon länger als proprietäre Lösung. Bei der Konfiguration wird sie der Konfiguration der Ausgänge zugeschlagen, ist also hinter der Matrix. Das kommt daher, weil diese Funktion dem länger existierenden Switchmodell nachträglich hinzugefügt wurde. Neue Switches mit neu konstruierten ASICs werden sie eher vor einer Switchmatrix haben.

Angenommen, wir haben ein Verfahren, welches die Meldung über einen Stau an alle Switches und schließlich auch an die Endgeräte weitergibt. Dann stellt sich die Frage, welche Frames sollte ein Rate Limiter verlangsamen?

Ausgangswarteschlangen von Endgeräten sind nach unterschiedlichen Design-Kriterien organisiert:

• Reiner L2-Service
• Offload
• L4/L5-Service
• eine Mischung davon
• verschiedene physikalische und/oder virtuelle Ports, Speicher auf dem Chip, dem Chip direkt zugeordnet oder Host-Speicher

Ein entsprechendes Modell zur Steuerung der Auflösung von Congestions müsste daher für einen weiten Bereich von Designs entworfen werden.

Die meisten Datenquellen benutzen universelle Sendeschlangen, die in ihrer Datenrate nicht limitiert sind. Datenquellen werden in dynamisch zugeordneten Sendeschlangen organisiert, die in der Datenrate limitiert werden können.

Spezialfall FCoE und iSCSI

Dazu könnte es für spezielle Anwendungen (FCoE, iSCSI) Ausgangsschlangen geben, die je nach Bedarf in ihrer Datenrate limitiert werden könnten. Jede Sendeschlange ist für genau eine virtuelle NIC und genau eine Verkehrsklasse definiert. Siehe dazu auch Abbildung 7.

Die Frage ist aber ganz klar, welche Endgeräte so etwas heute schon unterstützen. Stand heute ist, dass dies nur im Zusammenhang mit Virtualisierungslösungen unterstützt wird. Eine VM besitzt eine VNIC oder eine VHBA, die entweder vermöge des Hypervisors oder einer mehr hardwarebasierten Lösung wie SR-IOV auf die physikalische NIC oder den HBA abgebildet wird. Diese Abbildung kann man derart erweitern, dass Congestion Notification Nachrichten verarbeitet werden und die I/O-Datenrate für die einzelnen VMs gesenkt wird. Die Möglichkeit der Einstellung oder Begrenzung der I/O-Datenrate einer VM ist übrigens in den meisten Virtualisierungssystemen ohnehin verankert und ein notwendiges Instrument zur Balancierung der VMs auf einem Server.

Es gibt eine weitere Initiative von IEEE, 802.1au, die die prioritätsbasierte Congestion Control in Zonen schachtelt. Abgesehen davon, dass es dadurch endgültig völlig unübersichtlich wird und eine solche Zonenbildung – wenn überhaupt – nur für sehr große Netze in Frage kommt, ändert diese Schachtelung nichts an den grundsätzlichen Grenzen der Konstruktion.

Man hat in der Vergangenheit dazu geneigt, prioritätsbasierte Verfahren immer dann einzusetzen, wenn die Ressourcen zur eigentlichen Datenübertragung knapp werden, also z.B. in der Phase, wo Gigabit Ethernet neu war und man überlegte, ob man mit Fast Ethernet in Kombination mit Priorisierung nicht auch weiter käme. Wir wissen alle, wie so etwas ausgeht: die komplizierte Priorisierung wird ganz und gar überflüssig, wenn man eine neue Leistungsstufe in der Übertragungstechnik einführt.

Aber, das bezog sich auf eine undifferenzierte Priorisierung. Bei einer differenzierten Priorisierung sieht das ganz anders aus. Dazu kommen wir aber in einer späteren Folge.