Force10 - Hash-conflicten voorkomen

Voorbeeld logboekvermelding:

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. Totaal aantal hash-conflicten: 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. Totaal aantal hash-conflicten: 31979

Hoe het werkt:

In de Switch CAM tabel is een bepaald aantal vermeldingen toegewezen aan 'Host-tabel' met een deel voor ARP op /32-netwerken en een bepaald aantal alle andere vermeldingen.

Als er bijvoorbeeld 1024 indexwaarden zijn die naar arrays van 8 geheugenlocaties wijzen, kan elke indexwaarde acht waarden bevatten. Alle 8 in een array kunnen ARP's zijn, maar in totaal, over alle locaties, mogen ARP-vermeldingen het aan deze functie toegewezen deel niet overschrijden. Verschillende switches hebben verschillende waarden.

Wanneer u een ARP-vermelding voor een IP-adres toevoegt aan de CAM van de switch, berekent de switching chip een indexwaarde (0-1023) met gebruik van het IP-adres en wordt de ARP-vermelding opgeslagen op de locatie waarnaar dit hash-algoritme verwijst.

In sommige gevallen wil het hash-algoritme de indexwaarde opslaan op een locatie die al door andere geheugenlocaties wordt gebruikt, waardoor een hash-botsing optreedt.

Wanneer een IP-adres een hash-botsing ondervindt, wordt de ARP-vermelding niet toegevoegd aan de CAM.  In plaats daarvan moet de CPU deze laden in de bijbehorende softwaretabel. Wanneer verkeer naar dat IP-adres moet worden doorgestuurd, kan de switch dit niet hardwarematig doen.  Dat verkeer wordt vervolgens doorgestuurd naar de CPU en vervolgens softwarematig doorgestuurd.  Hierdoor wordt de CPU extra belast.  Dit veroorzaakt meestal latentie op het opgegeven pad. In sommige gevallen kan de mate van soft forwarding de capaciteit van de CPU om dit verkeer te verwerken overschrijden, waardoor pakketverlies ontstaat.

Tijdelijke oplossingen bij hash-fouten:

Upgraden naar software voor DUAL HASHING. Bepaalde platforms na release 9.3 bieden de mogelijkheid van Dual Hashing. Dual Hashing ondersteuning voor zowel L2- als L3-tabellen is beschikbaar. Deze functie is standaard ingeschakeld op alle platforms met 9.3. Switch probeert de tabellen opnieuw te hashen en te ordenen om nieuwe vermeldingen te faciliteren zodra zich een hash-conflict voordoet.

Routeringslaag toevoegen.  Bij hash-fouten met core switches.  De beste manier om deze beperking te verhelpen is een Top-of-Rack (TOR)-ontwerp te gebruiken en routering tussen de TOR's en de core switches te faciliteren.  Op die manier kunnen we de ARP tabelgrootte op de core switch verkleinen.  Voeg deze routeringslaag toe tussen afzonderlijke hosts en de core hoeft niet meer alle afzonderlijke ARP-hostvermeldingen te leren kennen.

ARP time-out verkorten. De standaardinstelling is 4 uur. Door de ARP-bewaartijd te verkorten kunnen vaker nieuwe ARP-vermeldingen worden geïntroduceerd. Hierdoor worden alle vermeldingen natuurlijk ook sneller doorgenomen, waardoor het ARP-verkeer voor de aangesloten netwerken toeneemt.

IP-adressen verspreiden in het aangesloten L3-netwerk.  Toewijzing van ALLE mogelijke IP-adressen in belangrijke subnetten aan hun bijbehorende hashwaarden kan worden gerealiseerd, maar is zeer lastig te produceren. IP's kunnen vervolgens opnieuw worden gedistribueerd om hash-fouten te voorkomen. Dit is de minst effectieve kortetermijnoplossing die beschikbaar is.