淺談“無損網絡”:ECN 和 PFC 技術
無損網絡基本概念
首先數據中心特性中最核心的一項,就是無損網絡特性。傳統的數據中心網絡呈現三網分立的狀態,即高性能計算網絡、存儲網絡、通用計算網絡分別使用不同的協議及接口。
隨著以太網速率突破800G,基于以太網的RDMA協議(RoCEv2)的應用,三網合一成為數據中心的發展趨勢,而高吞吐、低延時、0丟包,也成為了目前數據中心的要求,這三個要求被稱之為無損網絡特性。
傳統網絡中高速轉發的缺陷
基于數據中心的無損網絡特性,對設備也同時提出了一些功能需求。數據在以太網上轉發,當遇到突發流量導致擁塞丟包后,會影響網絡傳輸時延。如下圖典型拓撲:
為了降低時延解決丟包問題,以太網引入了流控技術。但傳統流控技術存在兩個明顯的缺陷:
- 一是基于端口,無法區分不同優先級業務的流量
- 二是傳遞特性,影響整網系統吞吐量。
傳統流控技術工作缺陷:
為了解決這兩個問題,交換機引入了兩個功能來滿足無損的需求:PFC和ECN。
無損網絡工作機制
PFC(Priority-base Flow Control基于優先級的流量控制)在傳統流控技術上增加了優先級概念,可以對具有不同優先級業務的流量進行區分,并實現保證高優先級業務流量的需求。是一種點到點的協議。真正實現多種流量共享鏈路。但流控傳遞,導致系統吞吐量降低的問題仍無法避免。
而ECN(Explicit Congestion Notification顯式擁塞通告)則是為了解決這一難點應運而生的。它是通過在觸發流控之前通過通知發送端主動降低流量的方法,避免影響整網的吞吐量。是一種端到端的協議。
在兩個功能共同作用下,保證了數據在以太網中的無損傳輸。