Асинхронный режим передачи (ATM) : "Класс обслуживания (IP, ATM и т. п.)"

Основные сведения об организации очередей передачи данных по виртуальному каналу с интерфейсами ATM PA-A3 и NM-1A

5 апреля 2016 - Машинный перевод
Другие версии: PDF-версия:pdf | Английский (22 августа 2015) | Отзыв


Содержание


Введение

Более новые аппаратные средства асинхронного режима передачи маршрутизатора, включая адаптер порта PA-A3, NM-1A-OC3/DS3, и Инверсивное мультиплексирование для ATM (IMA) адаптер, создают отдельную очередь пакетов для каждого виртуального канала (VC) в буферах интерфейсного оборудования. Эти буферы также известны как кольцо для передачи. Предназначение отдельных очередей для каждого виртуального канала состоит в том, чтобы один переполненный виртуальный канал не потреблял все ресурсы памяти и не истощал другие виртуальные каналы.

Этот документ рассматривает подход организации очереди по каждому виртуальному каналу, проявленный PA-A3 и сетевыми модулями NM-1A. Это также рассматривает, как организация очереди по каждому виртуальному каналу изменяется, когда ATM-интерфейс настроен с Классом обслуживания (IP, ATM и т. п.) (CoS) функции.

Перед началом работы

Условные обозначения

Дополнительные сведения об условных обозначениях см. в документе Технические рекомендации Cisco. Условные обозначения.

Предварительные условия

Для данного документа отсутствуют предварительные условия.

Используемые компоненты

Настоящий документ не имеет жесткой привязки к каким-либо конкретным версиям программного обеспечения и оборудования.

Способы организации очередей по каждому виртуальному каналу

Каждый ATM-интерфейс должен гарантировать справедливый доступ буферам пакетов всеми VC. В целом существует два подхода к выделению буферов пакетов:

  • Выделите фиксированный номер буферов к каждому VC. Другими словами, разделите буферы равномерно между всеми настроенными VC.

  • Позвольте любому VC использовать столько же буферов пакетов, сколько необходимый.

PA-A3 и сетевые модули ATM внедряют комбинацию двух подходов. Во время настройки VC интерфейсный драйвер предоставляет кредит передачи VC. Cisco руководства по конфигурации IOS� именует кредит передачи как кольцо для передачи. Можно настроить значение кольца для передачи с командой tx-ring-limit.

Вот краткое описание того, как каждый тип оборудования вычисляет кредит передачи:

  • PA-A3 - Вычисляет кредит передачи на основе количества буферов, должен был встретить устойчивую скорость передачи ячеек (SCR) переменной скорости передачи данных, не в реальном режиме времени (VBR-nrt) VC. Доступная скорость передачи данных (ABR) и VC неуказанной скорости передачи данных (UBR) являются назначенными значениями по умолчанию 128 и 40, соответственно.

  • NM-1A - Вычисляет кредит передачи на основе количества буферов, должен был встретить пиковую скорость передачи ячеек (PCR) VC или максимального размера передаваемого блока данных (MTU) - кадр размера. Сетевые модули выбирают большее значение.

Больше будет объяснено о каждом из этих подходов в следующих разделах этой технической заметки.

Обзор архитектуры PA-A3

Отдельное использование PA-A3 получает и передает микросхемы Segmentation And Reassembly (SAR). Каждый SAR поддерживается своей собственной подсистемой локальной памяти на самом PA-A3. Это памяти хранит пакет, а также структуры ключевых данных как таблица VC. На пути передачи локальная память состоит из 6144 частиц 576 байтов (или 580 с внутренним 4 байтовыми заголовками, которые перемещаются с пакетом в маршрутизаторе). Из них PA-A3 резервирует 144 частицы для системных пакетов как ячейки эксплуатации, администрирования и технического обслуживания (OAM). Используйте команду show controller atm для просмотра этих 6144 частиц.

[...snip...] 
BFD Cache status: 
  base=0x62931AA0, size=6144, read=143 
Rx Cache status: 
[...snip...]

PA-A3 назначает придерживающиеся значения по умолчанию для поканального кредита передачи:

Категория обслуживания ВК Кредит передачи по умолчанию Время форсирования
VBR-nrt На основе формулы: (48 * SCR) / (Particle_size * 5)

Примечание: Нормальная скорость передачи (SCR) — это скорость передачи с включением служебной информации ATM.

Всегда
ABR 128 Всегда
UBR 40 Только когда общее количество разрешений на передачу пакетов превышает 75 процентов от значения tx_threshold, как показано в данных команды show controller atm.

Обзор архитектуры сетевых модулей ATM

Сетевые модули ATM поддерживают 2048 дескрипторов буфера передачи (TBD).

Примечание: Если бы мы проявили первый подход к выделению кредитов передачи и равномерно разделили эти 2048 TBD между 1024 возможными активными виртуальными каналами, то каждый VC имел бы только два TBD.

Используйте команду show controller atm для просмотра TBD 2048 года.

3640-2.2#show controller atm 3/0 
Interface ATM3/0 is up 
 Hardware is RS8234 ATMOC3 
 LANE client MAC address is 0030.9475.10d0 
 hwidb=0x61FDA664, ds=0x61FDC31C 
 RS8234 base 3D800000, ds 61FDC31C, PM5346 base 3DC00000, slave base 3DC00000 
 SBDs - avail 2048, guaranteed 22, unguaranteed 2026, starved 0 rbds 3588

Интерфейсный драйвер предоставляет тот, гарантируемый TBD каждому VC. Этот TBD гарантирует, что каждый VC имеет минимальную мгновенную возможность передачи. Все другие TBD входят в негарантируемый пул, от которого активные виртуальные каналы могут вытянуть больше буферов до своего кредита передачи.

Интерфейсный драйвер вычисляет кредит передачи на каждый VC в подготовительном времени. Это выбирает большее значение, следующее из одного из двух после формул:

  • Основанный на MTU кредит = максимальный размер передаваемого блока данных (MTU) интерфейса или подинтерфейса, разделенного на размер частицы (другими словами, MTU / размер частицы)

  • Основанный на PCR кредит = 100 микросекунд * PCR / типичный размер фрейма (в битах), где типичный размер фрейма составляет 512 байтов.

Интерфейсный драйвер рассматривает MTU, потому что он должен передать один Кадр размера MTU с одиночной командой к SAR для обеспечения максимальной производительности. Это требование означает потребности VC, по крайней мере, достаточно TBD, равных количеству частиц, должно было передать один Кадр размера MTU.

До класса обслуживания IP в ATM

В этом разделе рассматриваются архитектуру организации очереди по каждому виртуальному каналу перед Классом обслуживания (IP, ATM и т. п.) (CoS).

Традиционно, в дополнение к поканальному кредиту передачи на кольце для передачи, ATM-интерфейс (и все Интерфейсы маршрутизатора Cisco) поддержал очередь задерживаемых исходящих данных. Эта очередь держала пакеты, которые локально генерировались маршрутизатором и любыми другими пакетами, которые придерживались пути коммутации процесса. Коммутация в контексте процесса определяет метод перенаправления пакетов через маршрутизатор. Посмотрите Пути Коммутации Cisco IOS.

По умолчанию все интерфейсы используют размер очереди задерживаемых исходящих данных 40 пакетов. Используйте команду show interface atm для показа текущего значения. Используйте hold-queue {значение}, дают команду для настройки нестандартного значения.

7206b(config)#interface atm 5/0 
   7206b(config-if)#hold-queue ? 
  <0-4096>  Queue length
7206b(config-if)#hold-queue 75 out 
7206b(config)#end 
     7206b#show interface atm 5/0 
     ATM5/0 is up, line protocol is up 
  Hardware is ENHANCED ATM PA 
  MTU 4470 bytes, sub MTU 4470, BW 44209 Kbit, DLY 190 usec, rely 255/255, load 
1/255 
  Encapsulation ATM, loopback not set, keepalive not supported 
  Encapsulation(s): AAL5 
  4096 maximum active VCs, 3 current VCCs 
  VC idle disconnect time: 300 seconds 
  22 carrier transitions 
  Last input 00:00:03, output 00:03:59, output hang never 
  Last clearing of "show interface" counters 2w0d 
  Queuing strategy: fifo 
  Output queue 0/75, 0 drops; input queue 0/75, 0 drops 
  [snip]

Теперь, когда мы понимаем удержание очереди выходной очереди удержания интерфейса, мы можем обсудить путь, что пакет перемещается в зависимости от того, придерживается ли это быстрого маршрута или пути обработки, поскольку это передано маршрутизатором от входа до исходящего интерфейса.

Пакет после пути с коммутацией на основе процессов проходит через следующие шаги:

  1. Пакет размещен в удержание очереди выходной очереди удержания интерфейса.

  2. Маршрутизатор ловит внимание драйвера PA-A3 и объявляет, что очередь держит передачу ожидания данных.

  3. Драйвер PA-A3 исключает пакет из очереди от очереди задерживаемых исходящих данных и копирует пакет к локальной памяти и к кольцу для передачи соответствующего VC.

  4. Если кредит или кольцо для передачи передачи VC полны, интерфейсный драйвер продолжает помещать пакет в очередь на общей очереди задерживаемых исходящих данных.

  5. Если нет никакой комнаты на кольце для передачи после того, как короткий период, драйвер сбросит от пакета для предотвращения головки линии, блокирующейся для пакетов, предназначенных от общего удержания очереди до другого, не перегруженных VC.

Пакет после пути быстрой коммутации проходит через следующие шаги:

  1. Пакеты с механизмом обработки (быстрая коммутация) передаются непосредственно кольцу для передачи. Значительно, они первоначально обходят очередь задерживаемых исходящих данных.

  2. Если VC заполнил свой кредит передачи, пакет размещен в очередь задерживаемых исходящих данных.

  3. Если нет никакой комнаты на кольце для передачи после того, как короткий период, драйвер сбросит от пакета для предотвращения головки линии, блокирующейся для пакетов, предназначенных от общего удержания очереди до другого, не перегруженных VC.

Когда кредит передачи VC будет достигнут, увеличивание размера удержания очереди не предотвратит отбрасывание пакета, так как приоритет интерфейса состоит в том, чтобы избежать head-of-line-blocking.

После IP на ATM CoS

Этот раздел объясняет, как IP на ATM CoS изменяет организацию очереди вывода на сетевых модулях ATM и адаптерах портов, поддерживающих организацию очереди по каждому виртуальному каналу.

При выполнении образа, который автоматически поддерживает IP на ATM CoS (немаршрутизирующий процессор коммутатора [RSP] платформы) или когда VC настроены явно с политикой обслуживания, драйвер PA-A3 создает удержание очереди на VC. Другими словами, так как очередь аппаратного уровня или кольцо для передачи поддержаны на VC, PA-A3 расширяет одиночную очередь задерживаемых исходящих данных и создает уникальную очередь задерживаемых исходящих данных на VC.

Значительно, эта виртуальная очередь означает, что каждый VC имеет два набора буферов, как проиллюстрировано ниже.

Очередь Местоположение Методы организации очереди Применение служебных политик Команда для настройки
Очередь аппаратных ресурсов или кольцо для передачи Адаптер порта или сетевой модуль Только обслуживание типа "очередь" Нет tx-ring-limit
Очередь уровня 3 Процессорная система уровня 3 или буферы интерфейса FIFO, на основе потоков обслуживание очередей на основе равнодоступности (WFQ), Class-Based WFQ (CBWFQ) или организация очереди с малой задержкой (LLQ) Да Меняется в зависимости от метода организации очереди: - vc-hold-queue - queue-limit

Кроме того, эта виртуальная очередь изменяет то, что происходит с пакетами, когда кредит передачи VC полон.

Пакеты и на быстром маршруте и на пути обработки извлекают выгоду из виртуальной очереди.

  • Пакеты с механизмом обработки process-switched - Когда кредит передачи полон, пакеты, исключены из очереди от hold-queue интерфейса и затем повторно помещены в очередь снова в виртуальной очереди.

  • Пакеты с механизмом обработки (быстрая коммутация) - Когда кредит передачи полон, драйвер ATM просто, приостанавливают передачу за этот VC, пока очереди аппаратных ресурсов не возвращают один или несколько кредитов передачи на VC. Пакет размещен в соответствующую виртуальную очередь.

Так как маршрутизатор создает удержание очереди на VC, PA-A3 не должен касаться предотвращения блокирования заголовка очереди и просто помещает избыточные пакеты в очередь вместо того, чтобы настойчиво отбросить их.

команды hold-queue и vc-hold-queue

Важно понять различие между придерживающимися двумя командами при настройке маршрутизатора для оптимальной производительности:

  • hold-queue {значение} - Настраивает очередь задерживаемых исходящих данных на уровне интерфейса на интерфейсах без организации очереди по каждому виртуальному каналу. Когда организация очереди по каждому виртуальному каналу настроена (через политику обслуживания на серии 7500 или по умолчанию начиная с определенных, некоторый Cisco IOS Software Release на non-rsp платформа (отличная от процессора маршрутизации и коммутации)), эффективно можно избегать использования hold-queue {значение} выходные данные command.

  • vc-hold-queue {значение} - Настраивает исходящую очередь для отдельных VC на интерфейсах с организацией очереди по каждому виртуальному каналу. Эта команда применяется только к non-rsp платформа (отличная от процессора маршрутизации и коммутации) и только к VC, которые используют механизм организации очереди FIFO по умолчанию на пакетах в виртуальной очереди. Команда vc-hold-queue определяет, сколько пакетов, которые VC может буферизовать после достижения его кредита передачи. Команда vc-hold-queue эффективно установила предел для составного размера очереди уровня 3. Используйте команду queue-limit для настройки размера очереди уровня 3 на класс.

Примечание: Команда vc-hold-queue не может быть настроена в CLI Пакета ПВК ATM (CSCdw29901).

Удаление конфигурации vc-hold-queue под постоянным виртуальным каналом ATM с помощью vc-hold-queue по умолчанию или команды no vc-hold-queue все еще требует значения. Значение может или быть текущим значением или любым количеством. Эта проблема является косметической проблемой и не влияет на производительность маршрутизатора. Это решено через идентификатор ошибки Cisco CSCdx04931.

Связанные обсуждения сообщества поддержки Cisco

В рамках сообщества поддержки Cisco можно задавать и отвечать на вопросы, обмениваться рекомендациями и совместно работать со своими коллегами.


Дополнительные сведения


Document ID: 6187