Force10 – hashovací kolize a jak se jim vyhnout

Příklad z protokolu:

May 20 19:12:20: %EX8PB:2 %MACAGT-2-HASH_COLLISION_LOG: Mac:00:02:e8:d6:58:20/Vlan:203 could not be added to L2 CAM on portpipe 2 linecard 2 due to hash collision. Total number of hash collisions: 30211

May 20 19:12:20: %EX8PB:2 %MACAGT-2-HASH_COLLISION_LOG: Mac:00:02:e8:d6:58:20/Vlan:203 could not be added to L2 CAM on portpipe 3 linecard 2 due to hash collision. Total number of hash collisions: 31979

Jak funguje:

V tabulce CAM přepínače je určitý počet položek přidělených tabulce hostitele, která obsahuje část protokolu ARP u sítí /32, a určitý počet všech ostatních položek.

Například pokud je v ní 1024 hodnot indexu, které odkazují na soubor 8 paměťových umístění, pak může každá hodnota indexu obsahovat osm hodnot. Všech osm hodnot v sadě může využívat protokol ARP, celkově ve všech umístěních však položky ARP nesmí přesáhnout podíl vyhrazený této funkci. Různé přepínače obsahují různé hodnoty.

Když přidáte položku ARP pro IP adresu do paměti CAM přepínače, přepínací čip vypočítá hodnotu indexu (0–1023) pomocí IP adresy a položka ARP se uloží do umístění stanoveného hashovacím algoritmem.

V některých případech hashovací algoritmus chce uložit index do umístění, ve kterém jsou všechna paměťová umístění využita, a pak dojde k hashovací kolizi.

Když IP adresa narazí na hashovací kolizi, její položka ARP nebude přidána do paměti CAM.  Namísto toho ji bude muset CPU načíst v softwarové tabulce. Když je potřeba přesměrovat provoz na danou IP adresu, přepínač to není schopen provést pomocí hardwaru.  Provoz je poté přesměrován na CPU a předán softwarově.  To představuje vyšší zátěž pro CPU.  U zadané cesty zpravidla vzniká latence. V některých případech může míra softwarového přesměrování přesáhnout schopnosti zpracování CPU a může dojít ke ztrátě paketů.

Řešení hashovacích chyb:

Přejděte na software umožňující DVOJITÉ HASHOVÁNÍ. Některé platformy od verze 9.3 mohou provádět dvojité hashování. K dispozici je podpora dvojitého hashování pro tabulky L2 i L3. Tato funkce je ve výchozím nastavení povolená na všech platformách s verzí 9.3. Když dojde k hashovací kolizi, přepínač se pokusí opakovat hashování a znovu uspořádat tabulky, aby do nich bylo možné zanést nové položky.

Přidejte vrstvu směrování.  U chyb hashování hlavního přepínače.  Toto omezení se dá nejsnáze překonat, když použijete design TOR (Top-of Rack) a povolíte směrování mezi řešením TOR a hlavním přepínačem.  Tak je možné zmenšit velikost tabulky ARP v jádru.  Přidejte tuto vrstvu směrování mezi jednotlivé hostitele a jádro nebude číst všechny položky ARP jednotlivých hostitelů.

Snižte prodlevu před vypršením položky ARP. Výchozí nastavení je 4 hodiny. Když snížíte dobu, po kterou jsou položky ARP uchovávány, bude možné častěji přidávat nové položky ARP. To samozřejmě také vynutí zrychlení cyklu položek a zvýší provoz ARP v připojených sítích.

Přidělte IP adresy v připojené síti L3.  Přiřazení VŠECH možných IP adres v důležitých podsítích k příslušným hashovacím hodnotám je možné, ale velmi zdlouhavé. IP adresy lze poté znovu přidělit, aby nedocházelo k chybám hashování. Jde o nejméně efektivní možné krátkodobé řešení.