数据中心网络不断面临管理大量数据的挑战，需要同时处理不同类型的流量，例如高速数据传输、实时通信和存储流量，这些流量通常发生在共享网络基础设施上。这就是基于优先级的流量控制(PFC)，被证明可以改变游戏规则的地方。
什么是基于优先级的流量控制?
基于优先级的流量控制(PFC)是一种网络协议机制，属于IEEE802.1Qbb标准的一部分，旨在确保无损以太网环境。它通过根据分配给不同类型流量的优先级，来管理网络上的数据包流。PFC主要用于通过防止以太网网络中的数据包丢失来提供服务质量(QoS)，这在不同应用和服务具有不同优先级和要求的环境中变得尤为重要。
基于优先级的流量控制如何工作?
要了解基于优先级的流量控制的工作原理，需要了解数据是如何在网络上传输的。以太网是大多数数据中心的底层技术，当多个系统通过相同的网络路径进行通信时，以太网很容易出现拥塞。当网络设备被超出其处理能力的流量淹没时，通常会导致数据包丢失。
PFC通过使用一种称为“暂停帧”的机制来解决此问题。暂停帧被发送到网络设备(如交换机或NIC)，告诉它停止发送特定优先级的数据。每种类型的流量都被分配不同的优先级，并相应地分配不同的虚拟通道。当发生拥塞时，具有PFC功能的设备会向传输设备发出暂停帧，以暂时停止该特定优先级的传输，同时允许其他流量继续流动。这有助于防止高优先级流量(如存储或实时通信)的数据包丢失，确保这些服务保持不间断和可靠。
为什么我们需要基于优先级的流量控制?
数据中心是企业IT服务的骨干，其性能直接影响业务运营的成功。实施PFC至关重要的原因如下：
保持服务质量(QoS)：在多样化的流量环境中，必须保证关键服务具有稳定的网络性能。PFC通过在拥塞期间优先处理重要流量来保持QoS。
促进融合网络：在单一网络基础设施上，存储、计算和网络流量的组合需要谨慎的流量管理。PFC通过有效处理争用问题来实现这种融合。
支持无损网络：某些应用(例如存储区域网络(SAN))无法容忍数据包丢失。PFC通过确保无损传输介质，使以太网能够支持这些应用程序。
促进高效利用：适当管理的流量控制技术(如PFC)意味着现有网络基础设施可以更有效地处理更高的工作负载，从而无需进行昂贵的升级或大修。
基于优先级的流量控制在数据中心的应用
下面详细介绍了如何将PFC应用于数据中心运营以提高效率：
管理混合工作负载流量
现代数据中心具有混合工作负载，可执行从处理数据库事务到呈现实时分析的各种功能。PFC可确保每次都按时交付正确类型的流量，从而使数据中心网络能够有效地管理这些混合工作负载。
维护服务水平协议(SLA)
对于服务提供商和大型企业来说，满足SLA中设定的期望至关重要。PFC在遵守这些SLA方面发挥着至关重要的作用。通过根据策略对流量进行优先级排序，PFC可确保网络遵守商定的性能指标。
增强融合网络适配器(CNA)
CNA将网络和存储网络整合在单个适配卡上，严重依赖PFC来确保数据和存储流量可以互相不干扰地流动，从而提高整体性能。
与软件定义网络(SDN)集成
在SDN范式中，流量控制是集中式的。PFC可以与SDN策略协同工作，根据不断变化的网络条件和应用需求动态调整优先级。
实现可扩展性
随着数据中心的发展和流量的增加，流量管理的复杂性也随之增加。PFC提供了一种可扩展的方式来维持网络性能，而无需进行昂贵的基础设施变更。
提高能源效率
通过提高数据传输的整体效率，PFC间接有助于降低能耗。更高效的数据流意味着网络设备可以最佳运行，从而避免因设备超负荷工作而需要额外的冷却或电源。
总之，基于优先级的流量控制是一种复杂的工具，可以解决现代数据中心网络的内在复杂性。它优先处理关键流量，确保遵守质量标准，并允许不同数据类型在共享网络上共存。通过将PFC集成到数据中心网络的武器库中，企业不仅可以保持预期的服务质量，还可以为高级虚拟化、云服务和未来的网络创新铺平道路，将效率推向新的高度。
