Force10 – hajautusarvoristiriidat ja niiden välttäminen

Esimerkki lokikirjauksesta:

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

Toimintaperiaate:

Kytkimen CAM-taulussa on varattu tietty määrä kirjauksia ns. isäntätaululle, josta osa on ARP:tä varten /32-verkoissa ja tietty määrä kaikille muille kirjauksille.

Jos esimerkiksi on 1024 indeksiarvoa, jotka osoittavat 8 muistisijainnin matriiseihin, jokaisessa indeksiarvossa voi olla kahdeksan arvoa. Matriisin kaikki 8 arvoa voivat olla ARP-kirjauksia, mutta kaikkien ARP-kirjausten kokonaismäärä kaikissa sijainneissa ei voi ylittää tälle toiminnolle varattua osuutta. Eri kytkimillä on eri arvot.

Kun IP-osoitteen ARP-kirjaus lisätään kytkimen CAM-tauluun, kytkinsiru laskee indeksiarvon (0–1023) käyttämällä IP-osoitetta ja ARP-kirjaus tallennetaan tämän hajautusalgoritmin osoittamaan sijaintiin.

Tietyissä tapauksissa hajautusalgoritmi haluaa tallentaa indeksin sijaintiin, jonka kaikki muistisijainnit ovat käytössä. Tällöin tapahtuu hajautusarvoristiriita.

Kun IP-osoite havaitsee hajautusarvoristiriidan, sen ARP-kirjausta ei lisätä CAM-tauluun.  Sen sijaan suorittimen on ladattava se ohjelmistotauluun. Kun liikennettä on välitettävä kyseiseen IP-osoitteeseen, kytkin ei voi tehdä sitä laitteistoperusteisesti.  Tällöin liikenne välitetään suorittimeen ja ohjataan ohjelmistoperusteisesti.  Se johtaa suorittimen ylimääräiseen kuormitukseen,  mikä puolestaan aiheuttaa viivettä määritetyssä polussa. Tietyissä tapauksissa ohjelmistoperusteisen välityksen määrä voi ylittää suorittimen kyvyn käsitellä sitä, mikä johtaa paketin menettämiseen.

Hajautusarvovirheiden kiertäminen:

Päivitä ohjelmisto niin, että KAKSOISHAJAUTUS on mahdollista. Tietyt alustat versiosta 9.3 alkaen voivat suorittaa kaksoishajautuksen. Kaksoishajautuksen tuki on saatavana sekä L2- että L3-tauluille. Toiminto on oletusarvoisesti käytössä kaikissa alustoissa, joissa on versio 9.3. Hajautusarvoristiriidan yhteydessä kytkin yrittää hajauttaa ja järjestää taulut uudelleen, jotta uudet kirjaukset ovat mahdollisia.

Lisää reitityskerros.  Tämä koskee ydinkytkimen hajautusarvoristiriitoja.  Paras tapa kiertää tämä rajoitus on käyttää TOR (Top-of Rack) -suunnittelua ja ottaa käyttöön reititys TORien ja ydinkytkinten välillä.  Näin ytimen ARP-taulua voidaan pienentää.  Kun reitityskerros lisätään yksittäisten isäntien ja ytimen välille, ytimen ei tarvitse opetella kaikkien yksittäisten isäntien ARP-kirjauksia.

Pienennä ARP:n aikakatkaisuarvoa. Oletusarvo on 4 tuntia. Kun lyhennät ARP-kirjausten säilytysaikaa, uusia ARP-kirjauksia voidaan lisätä useammin. Tämä tietenkin pakottaa kaikki kirjaukset kiertämään nopeammin ja lisää liitettyjen verkkojen ARP-liikennettä.

Jaa IP-osoitteet yhdistetyssä L3-verkossa.  On mahdollista yhdistää KAIKKI IP-osoitteet tärkeissä aliverkoissa vastaaviin hajautusarvoihin, mutta se on erittäin työlästä. Tämän jälkeen IP-osoitteet voidaan jakaa uudelleen hajautusarvovirheiden välttämistä varten. Tämä on mahdollisista lyhyen aikavälin korjauksista tehottomin.