Dépannage des erreurs PoE Imax sur les commutateurs Catalyst 3650/3850

Introduction

Ce document décrit comment dépanner les erreurs Imax PoE (Power over Ethernet) sur les commutateurs Catalyst 3650/3850.

Informations générales

La technologie PoE est utilisée par les commutateurs Catalyst 3650/3850 pour alimenter des périphériques externes tels que des points d'accès sans fil (AP), des téléphones IP, etc. via le câble Ethernet qui les relie au commutateur.

Quelles sont les erreurs Imax ?

Une erreur Imax se produit lorsqu'un port compatible PoE sur le commutateur consomme plus d'énergie qu'il n'en a négocié. Lorsqu'un périphérique IEEE Powered Device (PD) apparaît, il est classé dans une classe. En fonction de la classe dans laquelle se trouve un périphérique, le commutateur lui alloue une certaine quantité de Watts qui agit comme un équipement de source d'alimentation (PSE). Cette opération peut être renégociée ultérieurement par le périphérique qui utilise le protocole CDP (Cisco Discovery Protocol) ou LLDP (Link Layer Discovery Protocol) pour demander plus ou moins d'alimentation. Cela permet de budgétiser le pouvoir.

Le PD s'assure qu'il ne consomme pas plus de puissance qu'il ne lui est alloué. Le commutateur contrôle cela en définissant une valeur Icutoff. Il s'agit de la valeur qui est définie sur le contrôleur comme la marque haute. Lorsqu'un périphérique dépasse la valeur Icutoff, le commutateur cesse de fournir de l'énergie et consigne une erreur Imax qui indique que le périphérique connecté a dépassé la puissance négociée.

Comparaison avec les périphériques plus anciens

Le Catalyst 3650/3850 utilise un contrôleur PoE plus avancé. Lorsque des périphériques plus anciens comme le Catalyst 3750 ne prennent pas en charge une grande granularité en ce qui concerne la définition des valeurs Icutoff, les Catalyst 3650 et 3850 le font. Cela donne souvent l'impression que le Catalyst 3650/3850 rencontre des problèmes que les périphériques plus anciens ne rencontrent pas. Dans presque tous les cas, cependant, il ne s'agit que d'une perception. Les appareils plus anciens ont moins de granularité dans la réglementation de l'énergie et permettent à un PD de tirer plus d'énergie que négocié. Le Catalyst 3650/3850 contrôle plus strictement la puissance consommée, et par conséquent, des erreurs Imax peuvent se produire sur le Catalyst 3650/3850 où une connexion du même périphérique à un commutateur plus ancien ne poserait aucun problème.

Dépannage Des Erreurs Imax

Il n'est pas très facile de déterminer la puissance qu'un PD peut réellement exercer sur le terrain. Lorsque le contrôleur d'alimentation du commutateur détecte une consommation d'énergie plus importante sur un port, il arrête le port et informe Cisco IOS® du fait que le PD a dépassé la puissance maximale allouée. Dans Cisco IOS, vous pouvez voir la consommation électrique actuellement dessinée par port avec la commande show power inline <interface> detail.

3850_4#sh power inline Te 3/0/44 detail
 Interface: Te3/0/44
 Inline Power Mode: auto
 Operational status: on
 Device Detected: yes
 Device Type: Ieee PD
 IEEE Class: 3
 Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco
 Police: off
 Power Allocated 
 Admin Value: 60.0
 Power drawn from the source: 15.0
 Power available to the device: 15.0
 Actual consumption
 Measured at the port: 6.1
 Maximum Power drawn by the device since powered on: 6.2
 Absent Counter: 0
 Over Current Counter: 0
 Short Current Counter: 0
 Invalid Signature Counter: 0
 Power Denied Counter: 0
 Power Negotiation Used: IEEE 802.3at LLDP
 LLDP Power Negotiation --Sent to PD--      --Rcvd from PD--
   Power Type:          Type 2 PSE           Type 1 PD
   Power Source:        Primary              PSE
   Power Priority:      low                  high
   Requested Power(W):  12.7                 12.7
   Allocated Power(W):  12.7                 12.7
Four-Pair PoE Supported: Yes
Spare Pair Power Enabled: No
Four-Pair PD Architecture: Shared

La valeur mesurée affichée au niveau du port dans cette sortie est mesurée par le contrôleur. Ces informations sont recueillies toutes les quelques secondes et donnent une indication sur la puissance absorbée. La valeur affichée avec la puissance maximale consommée semble utile pour dépanner les erreurs Imax, mais malheureusement, il s'agit simplement d'un affichage historique de la puissance maximale consommée par le périphérique. Si une erreur Imax se produit, la mise hors tension à ce moment n'est pas signalée à Cisco IOS et ne peut pas être affichée à cet endroit.

Comme vous pouvez le voir dans l'exemple, la valeur attribuée au port est 15W. Il s'agit de la valeur de coupure qui est programmée sur l'interface. Avant l'ID de bogue Cisco CSCuy7423, la valeur Icutoff est programmée régulièrement sur un port. Chaque fois qu’un paquet CDP est reçu, la valeur peut être reprogrammée. Après l'ID de bogue Cisco CSCuy74231 (corrigé dans Cisco IOS XE 3.6.5E et 3.7.5 ou ultérieur) cette programmation a été optimisée. Ceci réduit la possibilité d'une défaillance dans la reprogrammation de la valeur Icutoff qui conduit à une erreur Imax.

La programmation de la valeur Icutoff peut être affichée via deux commandes. Soit via la trace où le journal peut être collecté historiquement, soit un débogage peut être activé pour consigner un message de débogage lorsqu'il se produit. Les commandes permettant d'obtenir ce résultat sont les suivantes :

show mgmt-infra trace message platform-mgr-poe  
    
    
debug platform poe

La commande show trace ne peut être exécutée que si le commutateur actif dans la pile est compatible PoE. Sinon, cette commande est nécessaire afin de se connecter d'abord au commutateur membre PoE dans la pile pour l'exécuter :

session switch 
    
    
*May 20 00:34:04.445:CDP-PA: Packet received from AP2 on interface TenGigabitEthernet3/0/44
**Entry  found in cache**
*May 20 00:34:04.445: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: Dequeued POE SPI msg ver 1 if_id 73003723793629284
 num_ports 1 req_id 650 msg_type 20
*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: E_ILP_SET_CUTOFF if_id 73003723793629284
*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info:port 44 icutoff power 15000
*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: re_poe_set_icutoff_current port 44 power 15000
*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: scale factor 22 for power 15000
*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: POE_SET_CUTOFF_CURRENT_SCALE_FACTOR sent
 for port 44 (e:11)

Comme mentionné précédemment, il s'agit d'un processus complexe de diagnostic des erreurs Imax. Il n'y a pas beaucoup d'informations enregistrées au moment où une erreur Imax se produit. Le contrôleur arrête le port et le PD aurait généralement perdu tous les journaux en ce qui concerne ce qu'il faisait au moment où il a attiré plus d'énergie que alloué. La mesure de la puissance absorbée par un port sur le terrain n'est pas facile, mais avec la puissance statique allouée, une détermination pourrait être faite. En attribuant de manière statique plus de puissance que ce qui serait demandé de manière dynamique, il est possible de déterminer combien de puissance supplémentaire le PD consommerait pour déclencher le dépassement du seuil d'interception. Une consommation électrique statique maximale peut être configurée sur un port de commutateur à l’aide de la commande power inline static max <value>.

3850_4#sh run int te 3/0/44
interface TenGigabitEthernet3/0/44
  power inline static max 20000
end

3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail 
Interface: Te3/0/44  
Inline Power Mode: static  
Operational status: on  
Device Detected: yes  
Device Type: Ieee PD
IEEE Class: 3  
Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco  
Police: off
Power Allocated  Admin Value: 20.0  
Power drawn from the source: 20.0
Power available to the device: 20.0

Négociation De Puissance

Diverses classes IEEE ont des niveaux définis de consommation électrique. D'autres négociations de pouvoir sont effectuées entre le PD et le PSE avec le CDP ou le LLDP. La négociation d'alimentation joue un rôle important lorsque vous examinez les erreurs Imax. Un PD demande quelle puissance peut lui être allouée, mais il peut également s'assurer qu'il ne peut pas dépasser la valeur demandée.

Classe                   PSE           PD 

Classe 0/Par défaut 15,4 W 12,95 W

Classe 1 4,0 W 3,84 W 

Classe 2 7,0 W 6,49 W

Classe 3 15,4 W 12,95 W

Classe 4 30,0 W 25,50 W

Selon ce tableau, en fonction de la classe détectée, le commutateur (PSE) permet de tirer une certaine puissance maximale. Il est important de noter que la norme définit également la puissance que le PD peut être en mesure de consommer. La norme alloue un budget d’alimentation à utiliser par le câblage entre le PSE et le PD. Cela souligne également l'importance de savoir quel type de câble est utilisé lorsque vous recherchez des erreurs Imax et de déterminer dans quelles circonstances elles peuvent survenir plus souvent que dans d'autres.

En plus de la classification, la négociation de puissance est complétée avec le protocole CDP ou LLDP. Cela permet au commutateur d'allouer plus ou moins d'énergie que ce que la classe a défini comme maximum.

Comme on peut le voir dans l'exemple suivant, un PD (Access Point dans ce cas) apparaît. Avant la négociation de l'alimentation, le 15,4 W par défaut défini pour la classe lui a été attribué.

3850_4#sh cdp neigh te 3/0/44 detail
-------------------------
Device ID: AP2
Entry address(es): 
  IPv6 address: FE80::CEEF:48FF:FEC2:1B9B  (link-local)
Platform: cisco AIR-CAP3501I-E-K9,  Capabilities: Router Trans-Bridge Source-Route-Bridge IGMP 
Interface: TenGigabitEthernet3/0/44,  Port ID (outgoing port): GigabitEthernet0
Holdtime : 163 sec
Version :
Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)
Technical Support: https://www.cisco.com/c/en/us/support/index.html
Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.
Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team
advertisement version: 2
Duplex: full
Total cdp entries displayed : 1

3850_4#sh power inline te 3/0/44  
Interface Admin  Oper       Power   Device              Class Max
                            (Watts)
--------- ------ ---------- ------- ------------------- ----- ----
Te3/0/44  auto   on         15.4    AIR-CAP3501I-E-K9   3     60.0 

Maintenant, dès que la négociation d'alimentation a eu lieu, le commutateur alloue moins d'énergie. Dans le résultat de la commande show cdp neig <if> detail sont les différents niveaux de puissance qui sont demandés. Bien que certains périphériques ne requièrent qu'une seule alimentation, certains d'entre eux nécessitent plusieurs niveaux d'alimentation. Les points d'accès, par exemple, peuvent mettre sous tension ou hors tension des radios s'ils n'obtiennent pas la pleine puissance. Dans cet exemple, le PD demande 15000 ou 14500 mW.

3850_4#sh cdp neigh te 3/0/44 detail
-------------------------
Device ID: AP2
Entry address(es): 
  IP address: 10.1.200.2
  IPv6 address: FE80::CEEF:48FF:FEC2:1B9B  (link-local)
Platform: cisco AIR-CAP3501I-E-K9,  Capabilities: Trans-Bridge Source-Route-Bridge IGMP 
Interface: TenGigabitEthernet3/0/44,  Port ID (outgoing port): GigabitEthernet0
Holdtime : 172 sec
Version :
Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)
Technical Support: https://www.cisco.com/c/en/us/support/index.html
Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.
Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team
advertisement version: 2
Duplex: full
Power drawn: 15.000 Watts
Power request id: 15079, Power management id: 2
Power request levels are: 15000 14500 0 0 0 
Management address(es): 
  IP address: 10.1.200.2

3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail 
 Interface: Te3/0/44
 Inline Power Mode: auto
 Operational status: on
 Device Detected: yes
 Device Type: cisco AIR-CAP3501I-
 IEEE Class: 3
 Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco
 Police: off
 Power Allocated 
 Admin Value: 60.0
 Power drawn from the source: 15.0
 Power available to the device: 15.0
 Actual consumption
 Measured at the port: 6.1
 Maximum Power drawn by the device since powered on: 6.2
 Absent Counter: 0
 Over Current Counter: 0
 Short Current Counter: 0
 Invalid Signature Counter: 0
 Power Denied Counter: 0
 Power Negotiation Used: CDP
 LLDP Power Negotiation --Sent to PD--      --Rcvd from PD--
   Power Type:          -                    -
   Power Source:        -                    -
   Power Priority:      -                    -
   Requested Power(W):  -                    -
   Allocated Power(W):  -                    -
Four-Pair PoE Supported: Yes
Spare Pair Power Enabled: No
Four-Pair PD Architecture: Shared

L’utilisation du protocole LLDP au lieu du protocole CDP donne les mêmes résultats. Lorsque le périphérique PD est alimenté, il reçoit 15,4 W selon la classe. 

3850_4#sh lldp neighbors te 3/0/44 detail
------------------------------------------------
Local Intf: Te3/0/44
Chassis id: 2c3f.387e.91d0
Port id: Gi0
Port Description: GigabitEthernet0
System Name: AP2.cisco.com
System Description: 
Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)
Technical Support: https://www.cisco.com/c/en/us/support/index.html
Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.
Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team
Time remaining: 64 seconds
System Capabilities: B
Enabled Capabilities: B
Management Addresses:
    IP: 10.1.200.2
Auto Negotiation - supported, enabled
Physical media capabilities:
    1000baseT(FD)
    1000baseT(HD)
    100base-TX(FD)
    100base-TX(HD)
    10base-T(FD)
    10base-T(HD)
Media Attachment Unit type: 30
Vlan ID: - not advertised 

Total entries displayed: 1 

3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail
 Interface: Te3/0/44
 Inline Power Mode: auto
 Operational status: on
 Device Detected: yes
 Device Type: Ieee PD
 IEEE Class: 3
 Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco
 Police: off
 Power Allocated 
 Admin Value: 60.0
 Power drawn from the source: 15.4
 Power available to the device: 15.4
 Actual consumption
 Measured at the port: 5.2
 Maximum Power drawn by the device since powered on: 5.3
 Absent Counter: 0
 Over Current Counter: 0
 Short Current Counter: 0
 Invalid Signature Counter: 0
 Power Denied Counter: 0
 Power Negotiation Used: None
 LLDP Power Negotiation --Sent to PD--      --Rcvd from PD--
   Power Type:          -                    -
   Power Source:        -                    -
   Power Priority:      -                    -
   Requested Power(W):  -                    -
   Allocated Power(W):  -                    -
Four-Pair PoE Supported: Yes
Spare Pair Power Enabled: No
Four-Pair PD Architecture: N/A

Une fois qu'il démarre, l'allocation diminue.

3850_4#sh lldp neighbors te 3/0/44 detail
------------------------------------------------
Local Intf: Te3/0/44
Chassis id: 2c3f.387e.91d0
Port id: Gi0
Port Description: GigabitEthernet0
System Name: AP2.cisco.com 
System Description:
Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)
Technical Support: https://www.cisco.com/c/en/us/support/index.html
Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.
Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team
Time remaining: 108 seconds
System Capabilities: B
Enabled Capabilities: B
Management Addresses:
    IP: 10.1.200.2
Auto Negotiation - supported, enabled
Physical media capabilities:
    1000baseT(FD)
    1000baseT(HD)
    100base-TX(FD)
    100base-TX(HD)
    10base-T(FD)
    10base-T(HD)
Media Attachment Unit type: 30
Vlan ID: - not advertised
PoE+ Power-via-MDI TLV:
 Power Pair: Signal
 Power Class: Class 3
 Power Device Type: Type 1 PD
 Power Source: PSE
 Power Priority: high
 Power Requested: 12700 mW
 Power Allocated: 12700 mW
Total entries displayed: 1

3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail
 Interface: Te3/0/44
 Inline Power Mode: auto
 Operational status: on
 Device Detected: yes
 Device Type: Ieee PD
 IEEE Class: 3
 Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco
 Police: off
 Power Allocated 
 Admin Value: 60.0
 Power drawn from the source: 15.0
 Power available to the device: 15.0
 Actual consumption
 Measured at the port: 6.1
 Maximum Power drawn by the device since powered on: 6.2
 Absent Counter: 0
 Over Current Counter: 0
 Short Current Counter: 0
 Invalid Signature Counter: 0
 Power Denied Counter: 0
 Power Negotiation Used: IEEE 802.3at LLDP
 LLDP Power Negotiation --Sent to PD--      --Rcvd from PD--
   Power Type:          Type 2 PSE           Type 1 PD
   Power Source:        Primary              PSE
   Power Priority:      low                  high
   Requested Power(W):  12.7                 12.7
   Allocated Power(W):  12.7                 12.7
Four-Pair PoE Supported: Yes
Spare Pair Power Enabled: No
Four-Pair PD Architecture: Share

Le résultat de la commande show power inline <interface> detail montre plus d'informations en ce qui concerne la négociation qui est faite que ce qui est montré par CDP. Il existe également une autre différence majeure entre le protocole CDP et le protocole LLDP en ce qui concerne la négociation de l’alimentation. Le protocole CDP négocie la quantité d'énergie fournie au niveau du port (15 W). Cependant, avec le protocole LLDP, vous voyez que le protocole PD ne négocie pas l'alimentation que le port peut fournir. Il demande la quantité de pouvoir que le PD souhaite avoir. Dans ce cas, elle est de 12,7 W. Le commutateur (PSE) doit compenser la perte de câblage et alloue 15 W au port. Au fur et à mesure de la négociation de l'alimentation, il est également essentiel de déterminer quelle était l'alimentation demandée au moment de la panne. La connaissance de la durée pendant laquelle le périphérique était en service et des événements qui ont pu se produire au moment de l'erreur peut fournir plus de détails sur la cause première. Par exemple, un téléphone IP qui sort du mode veille et allume entièrement son écran peut momentanément consommer davantage d'énergie.

Résumé

Pour les erreurs Imax, il est difficile de déterminer la cause exacte. Dans presque tous les cas, il y a un problème avec le PD tirant plus de puissance, et le fournisseur PD doit être impliqué afin d'examiner pourquoi il dépasse la puissance qu'il a négociée avec le commutateur.

Il est également essentiel d’étudier le type et la longueur du câblage, car cela modifie les caractéristiques électriques et influence la quantité d’énergie consommée sur le port. Il est également important d'étudier la négociation de l'alimentation et de confirmer que l'alimentation demandée par un périphérique correspond également à la quantité d'alimentation qui est allouée. Dans le cas du protocole LLDP, un budget supplémentaire est nécessaire pour le câblage entre PD et PSE. Dans certains cas, avec l'utilisation de l'alimentation allouée statiquement, il est possible de contourner les erreurs Imax et/ou de déterminer la quantité d'énergie que le périphérique consomme sur un port. Une confirmation que le PD dépasse la quantité d'énergie qu'il obtient alloué ne peut être obtenue qu'avec des dispositifs de mesure et de test de la puissance.

Dans les versions 3.6.5 et 3.7.5 et ultérieures de Cisco IOS XE, quelques améliorations ont été apportées concernant les erreurs Imax :

• La quantité de reprogrammation de la valeur Icutoff vers le port a été réduite.
• La tolérance sur le port pour la puissance de surutilisation a été augmentée, dans certains cas cela peut être suffisant pour éviter une erreur Imax.
• Certains scénarios de cas de coin ont été résolus où une erreur Imax peut s'être produite comme une fausse alarme.