Force10 - 해시 충돌 및 이를 방지하는 방법

로그 항목의 예:

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

작동하는 방식

스위치 CAM 테이블에는 /32 네트워크에서 ARP에 대한 일부를 포함하는 "호스트 테이블"에 할당된 특정 개수의 항목과 특정 개수의 다른 모든 항목이 있습니다.

예를 들어 메모리 위치 8개로 구성된 어레이를 가리키는 인덱스 값이 1024개가 있다면 각 인덱스 값에는 값이 8개가 포함될 수 있습니다. 어레이에 있는 8개 값이 모두 ARP일 수 있지만 모든 위치에 걸쳐 모두 합해서 ARP 항목은 이 기능에 지정된 부분을 초과할 수 없습니다. 스위치마다 값이 다릅니다.

IP 주소에 대한 ARP 항목을 스위치의 CAM에 추가할 때 스위칭 칩에서는 IP 주소를 사용하여 인덱스 값(0-1023)을 계산하고 ARP 항목은 이 해시 알고리즘이 가리키는 위치에 저장됩니다.

경우에 따라 해시 알고리즘은 모든 메모리 위치가 사용되고 있고 해시 충돌이 발생하는 위치에 인덱스를 저장하려고 할 수 있습니다.

IP 주소에 해시 충돌이 발생하면 해당 ARP 항목이 CAM에 추가되지 않습니다.  대신 CPU가 소프트웨어 테이블에 해당 ARP 항목을 로드해야 합니다. 스위치는 하드웨어에서 해당 IP에 대한 트래픽을 전달할 수 없습니다.  해당 트래픽은 CPU로 전달된 후 소프트 방식으로 전달됩니다.  이로 인해 CPU에 추가 로드가 발생합니다.  그리고 지정된 경로에 대한 지연 시간이 발생하는 경향이 있습니다. 경우에 따라 소프트 방식 전달의 양이 CPU의 처리 능력을 초과하여 패킷 손실이 발생할 수 있습니다.

해시 오류에 대한 임시 해결 방법:

이중 해시가 가능한 소프트웨어로 업그레이드하십시오. 릴리스 9.3 이후의 특정 플랫폼에는 이중 해시를 수행할 수 있는 기능이 있습니다. L2 및 L3 테이블 양쪽에 대한 이중 해시 지원이 가능합니다. 이 기능은 9.3을 실행하는 모든 플랫폼에서 기본적으로 활성화됩니다. 스위치는 해시 충돌이 발생할 때마다 새 항목을 수용하기 위해 테이블을 다시 해시하고 다시 정렬하려고 합니다.

라우팅 계층을 추가합니다.  코어 스위치 해시 오류의 경우.  이 한계를 극복하는 가장 좋은 방법은 TOR(Top-of Rack) 설계를 사용하고 TOR과 코어 스위치 사이에 라우팅을 활성화하는 것입니다.  이렇게 하면 코어에서 ARP 테이블 크기를 줄일 수 있습니다.  개별 호스트와 코어 사이에 이 라우팅 계층을 추가하면 코어에서 개별 호스트의 모든 ARP 항목을 파악할 필요가 없어집니다.

ARP 시간 초과 값을 줄입니다. 기본값은 4시간입니다. ARP가 유지되는 시간을 줄이면 새 ARP 항목을 더 자주 도입할 수 있습니다. 또한 모든 항목이 더 빠르게 순환되고 연결된 네트워크에 대한 ARP 트래픽이 증가합니다.

연결된 L3 네트워크에서 IP 주소를 분배합니다.  중요한 서브넷의 모든 가능한 IP 주소를 해당 해시 값으로 매핑할 수 있지만 매우 번거롭습니다. 그 다음에는 IP를 재분배하여 해시 오류를 피할 수 있습니다. 이것은 이용할 수 있는 가장 효과가 적은 단기적인 수정 사항입니다.