이더넷 흐름 제어

Ethernet flow control
이더넷 "일시정지" 프레임의 Wireshark 스크린샷

이더넷 플로우 제어는 이더넷패밀리 컴퓨터 네트워크상의 데이터 전송을 일시적으로 정지하는 메커니즘입니다.이 메커니즘의 목적은 네트워크의 congestion가 발생했을 때 패킷 손실을 방지하는 것입니다.

최초의 흐름 제어 메커니즘인 포즈 프레임은 IEEE 802.3x 표준에 의해 정의되었습니다.IEEE 802.1Qbb 표준에 정의되어 있는 후속 priority 기반 흐름 제어는 IEEE P802.1p에 정의되어 있는 각 서비스 클래스(CoS)에 대해 독립적으로 제어 가능하며 Voice over IP Video(VoIP) 네트워크에 적용할 수 있는 링크 수준의 흐름 제어 메커니즘을 제공합니다.기본 데이터 트래픽 및 벌크 파일 전송을 통한 데이터베이스 동기화 트래픽.

묘사

송신 스테이션(컴퓨터 또는 네트워크 스위치)이 링크의 다른 한쪽이 수신할 수 있는 속도보다 더 빨리 데이터를 전송하고 있을 수 있습니다.플로우 제어를 사용하면, 수신 스테이션은 수신기가 따라잡을 때까지 송신자에게 송신 정지를 요구하는 신호를 송신할 수 있습니다.이더넷의 흐름 제어는 데이터 링크층에서 구현할 수 있습니다.

첫 번째 흐름 제어 메커니즘인 포즈 프레임은 전이중 이더넷링크 세그먼트를 정의한IEEE 태스크포스(IEE)에 의해 정의되었습니다.IEEE 표준 802.3x는 [1]1997년에 발행되었습니다.

일시 중지 프레임

과부하 네트워크 노드는, 포즈 프레임을 송신할 수 있습니다.이것에 의해, 송신측의 송신이 소정 시간 동안 정지됩니다.Media Access Control(MAC; 미디어 액세스컨트롤) 프레임(EtherType 0x8808)은 pause 명령어를 전송하기 위해 사용되며 Control opcode는 0x0001(16진수)[1]로 설정됩니다.전이중 동작으로 설정된 스테이션만이 PAUSE 프레임을 송신할 수 있습니다.스테이션은 링크의 다른 한쪽 끝을 일시 정지할 경우 이 링크의 48비트 수신처 주소 또는 48비트 예약 멀티캐스트주소 01-80-C2-00-00-00-01 [2]: Annex 31B.3.3 에 포즈 프레임을 송신합니다.well-known 주소를 사용하면 스테이션이 링크의 다른 쪽 끝에 있는 스테이션의 주소를 검출하여 저장할 필요가 없습니다.

이 멀티캐스트주소를 사용하는 또 다른 장점은 네트워크 스위치 간의 흐름 제어를 사용하는 것입니다.사용되는 특정 멀티캐스트주소는 IEEE 802에 의해 예약된 주소 범위에서 선택됩니다.브리징에 사용되는 스위치의 동작을 지정하는 1D 규격.통상, 스위치에 송신되는 멀티 캐스트 수신처를 가지는 프레임은, 스위치의 다른 모든 포토에 전송 됩니다.단, 이 멀티캐스트주소 범위는 특별하며 802에 의해 전송되지 않습니다.1D 준거 스위치대신 이 범위로 송신되는 프레임은 스위치 내에서만 동작하는 프레임으로 이해됩니다.

포즈 프레임은 2바이트(16비트)의 부호 없는 정수(0~65535)의 형태로 요구되고 있는 포즈 시간의 기간을 포함한다.이 숫자는 요청된 일시 중지 기간입니다.일시 중지 시간은 일시 중지 "quanta" 단위로 측정되며, 여기서 각 단위는 512비트 횟수와 동일합니다.

1999년까지 여러 벤더가 포즈 프레임 수신을 지원했지만 이를 [3][4]전송하기 위한 구현은 거의 없었습니다.

문제들

포즈 프레임의 첫 번째 동기는 풀스피드의 수신을 처리하기에 충분한 버퍼링이 없는 Network Interface Controller(NIC; 네트워크인터페이스 컨트롤러)를 처리하는 것이었습니다.이 문제는 버스 속도나 메모리 사이즈의 진보에서는 흔히 볼 수 있는 문제가 아닙니다.보다 가능성이 높은 시나리오는 스위치 내의 네트워크 congestion입니다.예를 들어, 플로우는 출력 링크 대역폭보다 고속 링크 상의 스위치에 착신하거나 여러 개의 플로우가 출력 링크 대역폭보다 많은2개 이상의 링크를 통해 착신할 수 있습니다.이로 인해 최종적으로 스위치 내의 버퍼링이 모두 소진됩니다.다만, 송신측 링크를 블록 하면, congestion의 원인이 되지 않는 플로우라도, 그 링크상의 모든 플로우가 지연됩니다.이 상황은 Head-of-Line Blocking(HOL; 헤드오브라인 블로킹)의 경우이며, 일반적으로 집약되는 흐름의 수가 많기 때문에 코어 네트워크 스위치에서 더 자주 발생할 수 있습니다.많은 스위치에서는 내부적으로 HOL 블록을 배제하기 위해 가상 출력 큐라고 불리는 기술을 사용하고 있기 때문에 포즈 [4]프레임은 송신되지 않습니다.

그 후의 노력

폭주 관리

2004년 3월에 다른 작업이 시작되어 2004년 5월에 IEEE P802.3ar 폭주 관리 태스크포스(TF)가 되었습니다.2006년 5월, 태스크 포스의 목표는, 송신 데이터 레이트를 약 1%정도로 제한하는 메카니즘을 규정하는 것으로 수정되었다.그 요청은 철회되었고 태스크 포스는 [5]2008년에 해체되었다.

priority 흐름 제어

이더넷 플로우 제어는 모든 priority의 데이터를 정지하고 낮은 priority 데이터로 구성될 수 있는 기존 버퍼를 클리어하기 위해 이더넷서비스 클래스(IEE 802.1p에서 정의)를 방해합니다.이 문제의 해결책으로 시스코 시스템즈는 표준 프로토콜에 대한 자체 우선 흐름 제어 확장을 정의했습니다.이 메커니즘에서는 일반 포즈 프레임의 42바이트 패딩 중 14바이트가 사용됩니다.priority pause 프레임의 MAC 제어 opcode는 0x0101 입니다.원래 일시정지와는 달리 priority pause는 8개의 priority 클래스 각각에 대한 일시정지 시간을 [6]퀀텀 단위로 나타냅니다.그 후 확장 기능은 2008년 3월 27일 허가된 Priority-Based Flow Control(PFC;[7] 우선도 기반 흐름 제어) 프로젝트에 의해 IEEE 802.1Qbb로 표준화되었습니다.초안 2.3은 2010년 6월 7일에 제안되었습니다.Cisco의 Claudio De Santi가 [8]편집자였습니다.이 작업은 Fibre Channel over [9]Ethernet을 개발한 데이터센터 브리징 태스크 그룹의 일부였습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b IEEE Standards for Local and Metropolitan Area Networks: Supplements to Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications - Specification for 802.3 Full Duplex Operation and Physical Layer Specification for 100 Mb/s Operation on Two Pairs of Category 3 Or Better Balanced Twisted Pair Cable (100BASE-T2). Institute of Electrical and Electronics Engineers. 1997. doi:10.1109/IEEESTD.1997.95611. ISBN 978-1-55937-905-2.
  2. ^ "802.3-2012 – IEEE Standard for Ethernet" (PDF). ieee.org. IEEE Standards Association. 2012-12-28. Retrieved 2014-02-09.
  3. ^ Ann Sullivan; Greg Kilmartin; Scott Hamilton (September 13, 1999). "Switch Vendors pass interoperability tests". Network World. pp. 81–82. Retrieved May 10, 2011.
  4. ^ a b "Vendors on flow control". Network World Fusion. September 13, 1999. Archived from the original on 2012-02-07. 1999년 테스트에서 흐름 제어에 대한 벤더의 코멘트.
  5. ^ "IEEE P802.3ar Congestion Management Task Force". December 18, 2008. Retrieved May 10, 2011.
  6. ^ "Priority Flow Control: Build Reliable Layer 2 Infrastructure" (PDF). White Paper. Cisco Systems. June 2009. Retrieved May 10, 2011.
  7. ^ IEEE 8021Qbb
  8. ^ "IEEE 802.1Q Priority-based Flow Control". Institute of Electrical and Electronics Engineers. June 7, 2010. Retrieved May 10, 2011.
  9. ^ "Data Center Bridging Task Group". Institute of Electrical and Electronics Engineers. June 7, 2010. Retrieved May 10, 2011.

외부 링크