في سيناريوهات تطبيقات NPB النموذجية، تُعدّ مشكلة فقدان الحزم الناتجة عن ازدحام الحزم المتطابقة وشبكات NPB هي المشكلة الأكثر إزعاجًا للمسؤولين. قد يُسبب فقدان الحزم في NPB الأعراض النموذجية التالية في أدوات تحليل الواجهة الخلفية:
- يتم إنشاء إنذار عندما ينخفض مؤشر مراقبة أداء خدمة APM، وينخفض معدل نجاح المعاملة
- يتم إنشاء تنبيه استثناء مؤشر مراقبة أداء شبكة NPM
- فشل نظام مراقبة الأمان في اكتشاف هجمات الشبكة بسبب إغفال الحدث
- أحداث تدقيق سلوك فقدان الخدمة التي تم إنشاؤها بواسطة نظام تدقيق الخدمة
... ...
كنظام مركزي لالتقاط وتوزيع البيانات لمراقبة تجاوز البيانات، تتجلى أهمية NPB بوضوح. في الوقت نفسه، تختلف طريقة معالجته لحركة مرور حزم البيانات اختلافًا كبيرًا عن طريقة تبديل الشبكة المباشرة التقليدية، كما أن تقنية التحكم في ازدحام حركة البيانات في العديد من شبكات الخدمة المباشرة غير قابلة للتطبيق على NPB. لحل مشكلة فقدان حزم NPB، دعونا نبدأ بتحليل السبب الجذري لفقدان الحزم لنرى ذلك!
تحليل السبب الجذري لازدحام فقدان الحزمة NPB/TAP
أولاً، نقوم بتحليل مسار حركة المرور الفعلي وعلاقة التعيين بين النظام والبيانات الواردة والصادرة من شبكة NPB من المستوى الأول أو المستوى الثاني. بغض النظر عن نوع طوبولوجيا الشبكة التي تُشكلها NPB، كنظام تجميع، توجد علاقة إدخال وإخراج حركة مرورية متعددة إلى متعددة بين "الوصول" و"الإخراج" للنظام بأكمله.
ثم ننظر إلى نموذج أعمال NPB من منظور شرائح ASIC على جهاز واحد:
الميزة 1: إن "معدل حركة المرور" و"معدل الواجهة المادية" لواجهات الإدخال والإخراج غير متماثلين، مما يؤدي إلى عدد كبير من الاندفاعات الدقيقة نتيجة حتمية. في سيناريوهات تجميع حركة المرور النموذجية من عدة إلى واحد أو من عدة إلى عدة، يكون المعدل المادي لواجهة الإخراج عادةً أقل من المعدل المادي الإجمالي لواجهة الإدخال. على سبيل المثال، 10 قنوات تجميع 10 جيجابت وقناة واحدة لإخراج 10 جيجابت؛ في سيناريو نشر متعدد المستويات، يمكن عرض جميع أنظمة NPBBS ككل.
الميزة 2موارد ذاكرة التخزين المؤقت لشرائح ASIC محدودة للغاية. من بين شرائح ASIC الشائعة الاستخدام حاليًا، تحتوي الشريحة ذات سعة تبادل 640 جيجابت في الثانية على ذاكرة تخزين مؤقت تتراوح سعتها بين 3 و10 ميجابايت؛ بينما تحتوي الشريحة ذات سعة تبادل 3.2 تيرابايت في الثانية على ذاكرة تخزين مؤقت تتراوح سعتها بين 20 و50 ميجابايت. وتشمل هذه الشركات BroadCom وBarefoot وCTC وMarvell وغيرها من الشركات المصنعة لشرائح ASIC.
الميزة 3لا تنطبق آلية التحكم التقليدية في تدفق PFC الشاملة على خدمات NPB. يتمثل جوهر آلية التحكم في تدفق PFC في تحقيق تغذية راجعة شاملة لقمع حركة المرور، وبالتالي تقليل إرسال الحزم إلى حزمة بروتوكولات نقطة نهاية الاتصال لتخفيف الازدحام. ومع ذلك، فإن مصدر حزم خدمات NPB هو الحزم المتطابقة، لذا لا يمكن تجاهل استراتيجية معالجة الازدحام أو تخزينها مؤقتًا.
فيما يلي مظهر انفجار صغير نموذجي على منحنى التدفق:
على سبيل المثال، في مخطط تحليل اتجاه حركة المرور من المستوى الثاني، ظل معدل حركة المرور عند حوالي 3 جيجابت في الثانية لفترة طويلة. أما في مخطط تحليل اتجاه حركة المرور بالميكرو ملي ثانية، فقد تجاوزت ذروة حركة المرور (MicroBurst) المعدل الفعلي لواجهة 10 جيجابت بشكل كبير.
التقنيات الرئيسية للتخفيف من تأثير NPB Microburst
تقليل تأثير عدم تطابق معدل الواجهة المادية غير المتماثلةعند تصميم شبكة، يُنصح بخفض معدلات واجهة الإدخال والإخراج المادية غير المتماثلة قدر الإمكان. من الطرق الشائعة استخدام وصلة واجهة صاعدة ذات معدل أعلى، وتجنب معدلات الواجهة المادية غير المتماثلة (على سبيل المثال، نسخ بيانات بسرعة 1 جيجابت/ثانية و10 جيجابت/ثانية في نفس الوقت).
تحسين سياسة إدارة ذاكرة التخزين المؤقت لخدمة NPBسياسة إدارة ذاكرة التخزين المؤقت الشائعة المطبقة على خدمة التبديل لا تنطبق على خدمة إعادة التوجيه في خدمة NPB. يجب تطبيق سياسة إدارة ذاكرة التخزين المؤقت للضمان الثابت والمشاركة الديناميكية بناءً على ميزات خدمة NPB. وذلك لتقليل تأثير NPB microburst في ظل قيود بيئة أجهزة الشريحة الحالية.
تنفيذ إدارة هندسة المرور المصنفةتطبيق إدارة تصنيف خدمات هندسة حركة المرور ذات الأولوية بناءً على تصنيف حركة المرور. ضمان جودة الخدمة لمختلف قوائم الانتظار ذات الأولوية بناءً على عرض نطاق ترددي لفئات قوائم الانتظار، وضمان إمكانية توجيه حزم حركة مرور الخدمة الحساسة للمستخدم دون فقدانها.
يعمل حل النظام المعقول على تعزيز قدرة تخزين الحزم والقدرة على تشكيل حركة المروريُدمج الحل من خلال وسائل تقنية متنوعة لتوسيع قدرة شريحة ASIC على تخزين الحزم مؤقتًا. بتشكيل التدفق في مواقع مختلفة، يُصبح منحنى التدفق الدقيق موحدًا للغاية بعد التشكيل.
حل إدارة حركة المرور Mylinking™ Micro Burst
المخطط 1 - استراتيجية إدارة ذاكرة التخزين المؤقت المُحسّنة للشبكة + إدارة أولوية جودة الخدمة المصنفة على مستوى الشبكة
استراتيجية إدارة ذاكرة التخزين المؤقت المُحسّنة للشبكة بأكملها
بناءً على الفهم المتعمق لخصائص خدمة NPB وسيناريوهات الأعمال العملية لعدد كبير من العملاء، تُطبّق منتجات جمع حركة المرور Mylinking™ استراتيجية إدارة ذاكرة التخزين المؤقت NPB "الضمان الثابت + المشاركة الديناميكية" للشبكة بأكملها، مما يُحسّن إدارة ذاكرة التخزين المؤقت لحركة المرور في حالة وجود عدد كبير من واجهات الإدخال والإخراج غير المتماثلة. يتم تحقيق أقصى قدر من تحمّل النبضات الدقيقة عند تثبيت ذاكرة التخزين المؤقت الحالية لشريحة ASIC.
تقنية معالجة مايكروبرست - الإدارة القائمة على أولويات العمل
عند نشر وحدة التقاط حركة المرور بشكل مستقل، يمكن أيضًا تحديد أولوياتها وفقًا لأهمية أداة تحليل الواجهة الخلفية أو أهمية بيانات الخدمة نفسها. على سبيل المثال، من بين العديد من أدوات التحليل، تتمتع APM/BPC بأولوية أعلى من أدوات تحليل/مراقبة الأمان، لأنها تتضمن مراقبة وتحليل بيانات مؤشرات مختلفة لأنظمة الأعمال المهمة. لذلك، في هذا السيناريو، يمكن تعريف البيانات المطلوبة من APM/BPC بأنها ذات أولوية عالية، ويمكن تعريف البيانات المطلوبة من أدوات مراقبة/تحليل الأمان بأنها ذات أولوية متوسطة، ويمكن تعريف البيانات المطلوبة من أدوات التحليل الأخرى بأنها ذات أولوية منخفضة. عند دخول حزم البيانات المجمعة إلى منفذ الإدخال، يتم تحديد الأولويات وفقًا لأهميتها. يتم إعادة توجيه الحزم ذات الأولويات الأعلى بشكل تفضيلي بعد إعادة توجيه الحزم ذات الأولويات الأعلى، ويتم إعادة توجيه الحزم ذات الأولويات الأخرى بعد إعادة توجيه الحزم ذات الأولويات الأعلى. إذا استمرت الحزم ذات الأولويات الأعلى في الوصول، يتم إعادة توجيه الحزم ذات الأولويات الأعلى بشكل تفضيلي. إذا تجاوزت بيانات الإدخال قدرة منفذ الإخراج على إعادة التوجيه لفترة طويلة، تُخزَّن البيانات الزائدة في ذاكرة التخزين المؤقت للجهاز. إذا امتلأت ذاكرة التخزين المؤقت، يتجاهل الجهاز الحزم الأقل ترتيبًا. تضمن آلية الإدارة ذات الأولوية هذه حصول أدوات التحليل الرئيسية بكفاءة على بيانات حركة المرور الأصلية اللازمة للتحليل في الوقت الفعلي.
تقنية معالجة Microburst - آلية ضمان تصنيف جودة خدمة الشبكة بأكملها
كما هو موضح في الشكل أعلاه، تُستخدم تقنية تصنيف حركة المرور لتمييز الخدمات المختلفة على جميع الأجهزة في طبقة الوصول، وطبقة التجميع/الأساس، وطبقة الإخراج، وتُعاد صياغة أولويات الحزم الملتقطة. تُطبّق وحدة تحكم SDN سياسة أولوية حركة المرور بشكل مركزي على أجهزة التوجيه. تُربط جميع الأجهزة المشاركة في الشبكة بقوائم انتظار أولوية مختلفة وفقًا لأولويات الحزم. بهذه الطريقة، يمكن لحزم الأولوية المتقدمة ذات حركة المرور الصغيرة تحقيق فقدان صفري للحزم. يُحلّ هذا الحل الفعال مشكلة فقدان الحزم في مراقبة APM وخدمات تجاوز تدقيق الخدمة الخاصة.
الحل 2 - ذاكرة التخزين المؤقت لنظام التوسعة على مستوى الجيجابايت + مخطط تشكيل حركة المرور
ذاكرة التخزين المؤقت الموسعة لنظام مستوى GB
عندما يتمتع جهاز وحدة اكتساب حركة المرور لدينا بقدرات معالجة وظيفية متقدمة، فإنه يمكن أن يفتح قدرًا معينًا من المساحة في ذاكرة الجهاز (RAM) كمخزن مؤقت عالمي للجهاز، مما يحسن بشكل كبير من سعة المخزن المؤقت للجهاز. بالنسبة لجهاز اكتساب واحد، يمكن توفير سعة لا تقل عن جيجابايت كمساحة تخزين مؤقت لجهاز الاستحواذ. تجعل هذه التقنية سعة المخزن المؤقت لجهاز وحدة اكتساب حركة المرور لدينا أعلى بمئات المرات من سعة جهاز الاستحواذ التقليدي. تحت نفس معدل التوجيه، تصبح مدة النبضة الدقيقة القصوى لجهاز وحدة اكتساب حركة المرور لدينا أطول. تمت ترقية مستوى الملي ثانية الذي تدعمه معدات الاستحواذ التقليدية إلى المستوى الثاني، وزاد وقت النبضة الدقيقة الذي يمكن تحمله آلاف المرات.
إمكانية تشكيل حركة المرور متعددة الطوابير
تقنية معالجة Microburst - حل يعتمد على التخزين المؤقت الكبير + تشكيل حركة المرور
بفضل سعة المخزن المؤقت الهائلة، تُخزَّن بيانات حركة المرور الناتجة عن النبضات الدقيقة مؤقتًا، وتُستخدم تقنية تشكيل حركة المرور في واجهة الإخراج لضمان إخراج سلس للحزم إلى أداة التحليل. ومن خلال تطبيق هذه التقنية، تُحَلُّ مشكلة فقدان الحزم الناتجة عن النبضات الدقيقة بشكل جذري.
وقت النشر: ٢٧ فبراير ٢٠٢٤
