三层交换机之BCM56312交换芯片MMU介绍
概述
BCM5631x系列交换芯片不支持HQoS，其MMU提供以下功能：
1）Ingress back pressure (IBP)
2）PAUSE metering
3）Head-of-line (HOL) blocking prevention
4）Congestion bits
本方案旨在对缓存利用增加约束条件，同时确定拥塞场景的预定义行为。芯片内部的拥塞丢包要么体现在入端口包统计，要么体现在出端口和COS队列包统计。
IBP(Ingress Back Pressure)
IBP机制的目的有两个：
1）最大限度保证不丢包；
2）尽量让各Ingress Port公平地利用缓存资源；
IBP机制包括local IBP(end-to-end IBP)和remote IBP(end-to-end flow control)。
IBP利用IBPPKTCOUNT和IBPCELLCOUNT两个计数器来统计每个ingress port占用的包个数和MMU cell数。当入口拥塞时，PAUSE流控帧被用来告知对端停止发送报文，什么时候发送PAUSE流控帧取决于前述计数值和一些预定义的阈值。
IBPBKSTATUS用来跟踪ingress port是否处于back pressure状态。当ingress port处于back pressure状态时，定期发送PAUSE流控帧（timer value 0xffff）给对端，解除back pressure状态之后，发送PAUSE流控帧（timer value 0x0）给对端通知对端继续发送报文。
当IBPCELLCOUNT超过CELLSETLIMIT时，ingress port进入back pressure状态并停止收包；当超过DISCARDSETLIMIT时，开始丢包；降至RESETLIMITSEL时，退出backpressure状态并开始收包。
IBP Cell Thresholds和Packet Thresholds任意一个满足条件，则进入back pressure状态；两者且不满足，才退出back pressure状态。
各阈值寄存器定义如下：
PAUSE Metering
每个ingress port都有一个单独的漏桶（leaky bucket）用来计算端口占用的带宽。PAUSE Metering可以用来触发ingress port反压（即PAUSE流控帧），从而限制带宽。这种机制提供了入端口流量整形（rate shaping）的能力。
漏桶的原理是，每隔T_REFRESH时间间隙，从BUCKET_COUNT中取出REFRESHCOUNT个令牌（token），最开始，BUCKET_COUNT为0，当入端口接收报文时，令牌被放入BUCKET_COUNT中。
每发送一个cell数据，漏桶状态都会被更新。当MMU检测到达到阈值时，会在1~2个时钟周期内给入端口发送消息，入端口在完成当前数据发送之后响应。
当MMU占用资源达到DISCARD阈值时，MMU开始丢弃后续报文（同时通知ingress port丢弃后续报文），直到MMU占用资源降低到RESUME阈值。
HOL Prevention
HOL预防机制的目的是：
- 最大限度保证缓存不丢包
- 以Egress Port和COS队列的粒度管理缓存资源
IBP是最大限度保证不丢包，而HOL是通过有选择的丢包来实现缓存管理。
HOL包统计寄存器
COSPKTCOUNT
COSCELLCOUNT
DYNCELLCOUNT
TOTALDYNCELLUSED
HOL状态寄存器
HOLSTATUS
HOL阈值寄存器
为了处理接收到的分片包，MISCCONFIG.SKIDMARKER用来设置最大分片数。因此，真实的PKTSETLIMIT阈值是PKTSETLIMIT - MISCCONFIG.SKIDMARKER。
MISCCONFIG.DYNAMIC_MEMORY_EN决定当前缓存是静态分配还是动态分配。
静态缓存分配
LCCOUNT统计每个Egress Port和COS队列的缓存占用数，如果达到LWMCOSCELLSETLIMIT.CELLSETLIMIT，则置为HOL状态，降到LWMCOSCELLSETLIMIT.CELLRESETLIMIT，则解除HOL状态。
动态缓存分配
每个COS队列都会分配一个保证cell数，由LWMCOSSETLIMIT.CELLSETLIMIT配置，其总和不应该超过CBP总cell数（6144）。剩下的cell资源被称为“Dynamic Pool”，被所有COS队列共享，动态缓存分配的阈值即定义每个COS队列最大可以从共享缓存池中占用的cell数的比例，其实际占用数可以通过TOTALDYNCELLUSED获取。
芯片级别的HOL通过TOTALDYNCELLUSED计数与TOTALDYNCELLLIMIT和TOTALDYNCELLRESETLIMIT比较决定。
端口级别的HOL通过DYNCELLCOUNT计数与DYNCELLSETLIMIT和DYNCELLRESETLIMIT比较决定。
LWNCOSSETLIMIT.CELLSETLIMIT和DYNCELLLIMIT共同决定每个端口可以占用cell数的上限。
