无损网络基本概念
首先数据中心特性中最核心的一项,就是无损网络特性。传统的数据中心网络呈现三网分立的状态,即高性能计算网络、存储网络、通用计算网络分别使用不同的协议及接口。
随着以太网速率突破800G,基于以太网的RDMA协议(RoCEv2)的应用,三网合一成为数据中心的发展趋势,而高吞吐、低延时、0丢包,也成为了目前数据中心的要求,这三个要求被称之为无损网络特性。
传统网络中高速转发的缺陷
基于数据中心的无损网络特性,对设备也同时提出了一些功能需求。数据在以太网上转发,当遇到突发流量导致拥塞丢包后,会影响网络传输时延。如下图典型拓扑:
为了降低时延解决丢包问题,以太网引入了流控技术。但传统流控技术存在两个明显的缺陷:
- 一是基于端口,无法区分不同优先级业务的流量
- 二是传递特性,影响整网系统吞吐量。
传统流控技术工作缺陷:
为了解决这两个问题,交换机引入了两个功能来满足无损的需求:PFC和ECN。
无损网络工作机制
PFC(Priority-base Flow Control基于优先级的流量控制)在传统流控技术上增加了优先级概念,可以对具有不同优先级业务的流量进行区分,并实现保证高优先级业务流量的需求。是一种点到点的协议。真正实现多种流量共享链路。但流控传递,导致系统吞吐量降低的问题仍无法避免。
而ECN(Explicit Congestion Notification显式拥塞通告)则是为了解决这一难点应运而生的。它是通过在触发流控之前通过通知发送端主动降低流量的方法,避免影响整网的吞吐量。是一种端到端的协议。
在两个功能共同作用下,保证了数据在以太网中的无损传输。