Управление потоком Ethernet - Ethernet flow control - Wikipedia

Снимок экрана Wireshark с кадром паузы Ethernet

Управление потоком Ethernet это механизм временной остановки передачи данных на Ethernet семья компьютерная сеть. Цель этого механизма - обеспечить нулевое потеря пакета в присутствии перегрузка сети.

Первый механизм управления потоком, кадр паузы, был определен IEEE 802.3x стандарт. Последующие управление потоком на основе приоритета, как определено в IEEE 802.1Qbb стандарт, обеспечивает механизм управления потоком на уровне канала, которым можно управлять независимо для каждого класс обслуживания (CoS), как определено IEEE P802.1p и применимо к мост для центров обработки данных (DCB), а также для обеспечения приоритета трафика передачи голоса по IP (VoIP), видео по IP и синхронизации базы данных по сравнению с трафиком данных по умолчанию и массовыми передачами файлов.

Описание

Отправляющая станция (компьютер или Сетевой коммутатор ) может передавать данные быстрее, чем другой конец ссылки может их принять. С помощью управление потоком, принимающая станция может сигнализировать отправителю, запрашивая приостановку передачи, пока получатель не догонит. Управление потоком в Ethernet может быть реализовано на уровень канала передачи данных.

Первый механизм управления потоком, кадр паузы, был определен Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) целевая группа, которая определила полный дуплекс Сегменты канала Ethernet. Стандарт IEEE 802.3x был выпущен в 1997 году.[1]

Приостановить кадр

Перегруженный сетевой узел может отправить кадр паузы, который останавливает передачу отправителя на определенный период времени. А контроль доступа к медиа (MAC) Рамка (EtherType 0x8808) используется для передачи команды паузы с кодом операции Control, установленным на 0x0001 (шестнадцатеричный ).[1] Только станции, настроенные для полнодуплексного режима, могут отправлять кадры ПАУЗЫ. Когда станция желает приостановить другой конец связи, она отправляет кадр паузы либо на уникальный 48-кусочек адрес назначения этой ссылки или 48-битный зарезервированный многоадресный адрес из 01-80-C2-00-00-01.[2]:Приложение 31B.3.3 Использование хорошо известного адреса избавляет станцию ​​от необходимости обнаруживать и сохранять адрес станции на другом конце линии связи.

Другое преимущество использования этого многоадресного адреса связано с использованием управления потоком между сетевыми коммутаторами. Конкретный используемый многоадресный адрес выбирается из диапазона адресов, зарезервированных IEEE 802.1D стандарт, который определяет работу переключателей, используемых для мосты. Обычно кадр с назначением многоадресной рассылки, отправленный на коммутатор, будет перенаправлен на все другие порты коммутатора. Однако этот диапазон многоадресных адресов является особенным и не будет пересылаться коммутатором, совместимым с 802.1D. Вместо этого понимаются кадры, отправленные в этот диапазон, как кадры, предназначенные для обработки только внутри коммутатора.

Кадр паузы включает в себя запрошенный период времени паузы в виде двухмернойбайт (16 бит), без знака целое число (От 0 до 65535). Это число - запрошенная продолжительность паузы. Время паузы измеряется в единицах «квантов» паузы, где каждая единица равна 512 бит раз.

К 1999 году несколько поставщиков поддерживали получение кадров паузы, но меньше реализовали их отправку.[3][4]

вопросы

Первоначальной мотивацией для кадра паузы была обработка контроллеры сетевого интерфейса (Сетевые адаптеры), у которых не было достаточной буферизации для обработки приема на полной скорости. Эта проблема не так часто встречается при увеличении скорости шины и объема памяти. Более вероятный сценарий перегрузка сети внутри переключателя. Например, поток может входить в коммутатор на канале с более высокой скоростью, чем тот, который он выходит, или несколько потоков могут поступать по двум или более каналам, общая сумма которых превышает пропускную способность выходного канала. В конечном итоге они исчерпают весь объем буферизации коммутатора. Однако блокировка отправляющей ссылки приведет к задержке всех потоков по этой ссылке, даже тех, которые не вызывают перегрузки. Эта ситуация - случай блокировка очага (HOL), и может происходить чаще в базовая сеть переключается из-за большого количества агрегированных потоков. Многие переключатели используют технику, называемую виртуальные очереди вывода для устранения внутренней блокировки HOL, поэтому кадры паузы не будут отправляться.[4]

Последующие усилия

Управление перегрузками

Еще одна попытка началась в марте 2004 г., и в мае 2004 г. она превратилась в рабочую группу по управлению перегрузками IEEE P802.3ar. В мае 2006 г. цели целевой группы были пересмотрены, чтобы определить механизм, ограничивающий скорость передаваемых данных с точностью до 1%. Запрос был отозван, и целевая группа была расформирована в 2008 году.[5]

Управление приоритетным потоком

Управление потоком Ethernet нарушает класс обслуживания Ethernet (определенный в IEEE 802.1p ), поскольку данные всех приоритетов останавливаются, чтобы очистить существующие буферы, которые также могут состоять из данных с низким приоритетом. Чтобы решить эту проблему, Cisco Systems определили собственное расширение управления приоритетным потоком для стандартного протокола. Этот механизм использует 14 байтов из 42 байтов заполнения в обычном кадре паузы. Код операции управления MAC для кадра паузы приоритета - 0x0101. В отличие от исходной паузы, приоритетная пауза указывает время паузы в квантах для каждого из восьми классов приоритета отдельно.[6] Впоследствии расширение было стандартизировано в рамках проекта Priority-based Flow Control (PFC), утвержденного 27 марта 2008 г. как IEEE 802.1Qbb. Проект 2.3 был предложен 7 июня 2010 г. Редактором был Клаудио ДеСанти из Cisco.[7] Усилия были частью мост для центров обработки данных рабочая группа, которая разработала Fibre Channel через Ethernet.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Стандарты IEEE для локальных и городских сетей: дополнения к методу доступа множественного доступа с контролем несущей с обнаружением коллизий (CSMA / CD) и спецификации физического уровня - Спецификация для полнодуплексной работы 802.3 и спецификация физического уровня для работы со скоростью 100 Мбит / с на двух парах Сбалансированная витая пара категории 3 или лучше (100BASE-T2). Институт инженеров по электротехнике и электронике. 1997. Дои:10.1109 / IEEESTD.1997.95611. ISBN  978-1-55937-905-2.
  2. ^ «802.3-2012 - Стандарт IEEE для Ethernet» (PDF). ieee.org. Ассоциация стандартов IEEE. 2012-12-28. Получено 2014-02-09.
  3. ^ Энн Салливан; Грег Килмартин; Скотт Гамильтон (13 сентября 1999 г.). «Поставщики коммутаторов проходят тесты на совместимость». Сетевой мир. стр. 81–82. Получено 10 мая, 2011.
  4. ^ а б «Продавцы по контролю потока». Network World Fusion. 13 сентября 1999 г. Архивировано с оригинал на 2012-02-07. Производитель комментирует управление потоком в тесте 1999 года.
  5. ^ «Целевая группа по управлению перегрузкой IEEE P802.3ar». 18 декабря 2008 г.. Получено 10 мая, 2011.
  6. ^ «Управление приоритетным потоком: создание надежной инфраструктуры уровня 2» (PDF). Белая бумага. Cisco Systems. Июнь 2009 г.. Получено 10 мая, 2011.
  7. ^ «Управление потоком на основе приоритета IEEE 802.1Q». Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 7 июня 2010 г.. Получено 10 мая, 2011.
  8. ^ «Целевая группа по соединению центров обработки данных». Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 7 июня 2010 г.. Получено 10 мая, 2011.

внешняя ссылка