测量 ATM PVC 的利用率

简介

通常，网络规划人员需要确定是否调配了足够的带宽，以及服务提供商需要向其客户提供准确的计费和记帐信息，以便能够捕获ATM永久虚电路(PVC)的利用率，网络规划人员的重要目标就是。

通常，ATM交换机在ATM信元中计数，而ATM路由器接口在帧或数据包中计数，特别是AAL5 PDU（ATM自适应第5层协议数据单元）。 因此，您无法通过简单读取每虚电路(VC)信元计数器来确定ATM路由器接口上PVC的利用率。相反，如果您首先收集数据包和字节计数，然后添加适当的ATM开销计数以生成合理的估计值，则可以测量每条VC的利用率。

此类计算是本文档的目的，它补充了在ATM接口上实施网络管理文档中已经提供的信息。

先决条件

要求

本文档没有任何特定的要求。

使用的组件

本文档不限于特定的软件和硬件版本。

本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您使用的是真实网络，请确保您已经了解所有命令的潜在影响。

规则

有关文件规则的更多信息请参见“ Cisco技术提示规则”。

了解ATM开销

ATM既是第2层协议，也是协议栈，与IP是第3层协议和协议栈的方式类似。下图说明ATM协议栈：

这三层都会带来开销。接下来的两节讨论ATM层和ATM适配层增加的开销。物理层开销不在本文档的范围内。

ATM 层开销

更易理解的ATM开销是所谓的ATM信元税或五字节信元报头。此报头的格式如下所示：

AAL 层开销

ATM适配层增加了支持ATM服务类别（如CBR或nrt-VBR）的服务质量需求的开销。AAL5，是最常用的AAL类型。AAL5服务数据单元(SDU)定义为第三层数据报加上可选的逻辑链路控制/子网访问协议(LLC/SNAP)报头。AAL5 PDU定义为AAL5 SDU加可变长填充和八字节AAL5尾部。这里有三块头：

• 8字节LLC/SNAP报头(RFC 1483)，格式如下所示。请注意，协议ID值0800表示AAL5 PDU正在封装IP数据包。使用encapsulation aal5snap命令指定在ATM PVC上使用LLC/SNAP报头，该命令在默认情况下处于启用状态。

  

• 最多使用47个可变长度的二进制八位数填充，使AAL5 PDU成为48字节的偶数倍。低延迟队列功能模块提供了有关ATM开销在IP over ATM语音环境中的有趣讨论。它考虑了以每秒50个数据包发送的60字节数据包的语音流示例。在传输此类数据包之前，路由器会添加一个八字节LLC/SNAP报头，然后将现在的68字节数据包分成两个53字节的ATM信元。因此，此流消耗的带宽是每个数据包106字节。

• 8字节AAL5报尾。RFC 1483定义AAL5帧尾的格式，如下所示：

  

交换机上的每 VC 统计数据

通常，ATM交换机会从ATM信元的角度考虑。您可以通过Cisco IOS命令或使用简单网络管理协议(SNMP)轮询来获取信元计数。

使用switch show atm vc interface {atm} card/subcard/port [vpi vci]命令查看命令行中每个VC信元计数器，如下所示：

LightStream 1010#show atm vc interface atm 0/0/0 0 50
   Interface: ATM0/0/0, Type: oc3suni 
     VPI = 0 VCI = 50 
     Status: UP 
     Time-since-last-status-change: 00:03:08 
     Connection-type: PVC 
     Cast-type: point-to-point 
     Packet-discard-option: disabled 
     Usage-Parameter-Control (UPC): pass 
     Wrr weight: 2 
     Number of OAM-configured connections: 0 
     OAM-configuration: disabled 
     OAM-states: Not-applicable 
     Cross-connect-interface: ATM0/0/1, Type: oc3suni 
     Cross-connect-VPI = 0 
     Cross-connect-VCI = 55 
     Cross-connect-UPC: pass 
     Cross-connect OAM-configuration: disabled 
     Cross-connect OAM-state: Not-applicable 
     Threshold Group: 5, Cells queued: 0 
     Rx cells: 0, Tx cells: 80 
     Tx Clp0:80, Tx Clp1: 0 
     Rx Clp0:0, Rx Clp1: 0 
     Rx Upc Violations:0, Rx cell drops:0 
     Rx Clp0 q full drops:0, Rx Clp1 qthresh drops:0 
     Rx connection-traffic-table-index: 1 
     Rx service-category: UBR (Unspecified Bit Rate) 
     Rx pcr-clp01: 7113539 
     Rx scr-clp01: none 
     Rx mcr-clp01: none 
     Rx cdvt: 1024 (from default for interface)      
     Rx mbs: none 
     Tx connection-traffic-table-index: 1 
     Tx service-category: UBR (Unspecified Bit Rate) 
     Tx pcr-clp01: 7113539 
     Tx scr-clp01: none 
     Tx mcr-clp01: none 
     Tx cdvt: none 
     Tx mbs: none

以上输出显示，VPI/VCI 0/50已传输80个信元。

Cisco园区ATM交换机（如LightStream 1010和Catalyst 8500系列）支持CISCO-ATM-CONN-MIB，该MIB可用于使用SNMP获取每VC信元计数器。此MIB是RFC 1695（也称为ATM-MIB）中定义的VPL/VCL表的Cisco扩展，用于ATM交换机连接管理。 CISCO-ATM-CONN-MIB添加信元特定的每VC对象，以通过Feature Card Plus管理LightStream 1010和Catalyst 8500上实现的新功能：

• 每VC排队硬件结构

• 增强的使用参数控制(UPC)

• 每连接监听

• 增强的每连接统计信息

注意：CISCO-ATM-CONN-MIB在带ATM接口的路由器上不可用。

在讨论此MIB中的信元计数器之前，了解计数器中使用的术语非常重要。

虚拟路径链路(此图中标有虚拟路径链路(VPL))仅由虚拟路径标识符(VPI)标识。VPL是ATM连接，由具有相同VPI编号的多条VC组成。它们通过ATM交换机进行VP交换。

虚拟通道链路（在此图中标有VCL）由VPI和虚拟通道标识符(VCI)标识。VCL是交换机之间的互连，直接或通过VP隧道。

CISCO-ATM-CONN-MIB在ciscoAtmVplTable中维护VPL统计信息，在ciscoAtmVclTable中维护VCL统计信息。

此表考虑计数中信元丢失优先级(CLP)位的值。CLP位使用0值表示优先级较高，1值表示ATM网络拥塞时信元优先级较低。对于每个信元计数，交换机会考虑CLP=0信元的数量、CLP=1信元的数量以及CLP=0+1信元的数量。

对象 ID	描述
VPL计数器
ciscoAtmVplInCells	此VPL上收到的信元总数。
ciscoAtmVplOutCells	此VPL上传输的信元总数。
ciscoAtmVplInClp0Cells	此VPL上接收的CLP位已清除的信元总数。请注意，这些信元随后可能会被丢弃。仅当VPL不是逻辑接口（隧道），并且仅在LightStream 1010s上配有功能卡 — 每流队列时，此计数器才有效。
ciscoAtmVplInClp1Cells	在此VPL上接收的设置了CLP位的信元总数。请注意，这些信元随后可能会被丢弃。仅当VPL不是逻辑接口（隧道），并且仅在LightStream 1010s上配有功能卡 — 每流队列时，此计数器才有效。
ciscoAtmVplOutClp0Cells	此VPL上传输的CLP位已清除的信元总数。仅当VPL不是逻辑接口（隧道），并且仅在LightStream 1010s上配有功能卡 — 每流队列时，此计数器才有效。
ciscoAtmVplOutClp1Cells	在此VPL上传输的设置了CLP位的信元总数。仅当VPL不是逻辑接口（隧道），并且在LightStream 1010上配备功能卡 — 每流队列时，此计数器才有效。
VCL计数器
ciscoAtmVclInCells	此VCL上接收的信元总数。
ciscoAtmVclOutCells	此VCL上传输的信元总数。
ciscoAtmVclInClp0Cells	此VCL上接收的CLP位已清除的信元总数。请注意，这些信元随后可能会被丢弃。此计数器仅在配备功能卡 — 每流队列的LightStream 1010上有效。
ciscoAtmVclInClp1Cells	在此VCL上接收的设置了CLP位的信元总数。请注意，这些信元随后可能会被丢弃。此计数器仅在配备功能卡 — 每流队列的LightStream 1010上有效。
ciscoAtmVclOutClp0Cells	此VCL上传输的CLP位已清除的信元总数。此计数器仅在配备功能卡 — 每流队列的LightStream 1010上有效。
ciscoAtmVclOutClp1Cells	在此VCL上传输的设置了CLP位的信元总数。此计数器仅在配备功能卡 — 每流队列的LightStream 1010上有效。

路由器上的每 VC 统计数据

虽然ATM交换机会考虑信元，并且确实提供每条虚电路的信元数，但具有ATM接口的路由器会考虑数据包（特别是AAL5 PDU）。 您可以从Cisco IOS命令或使用SNMP轮询获取对应计数器。

要使用命令行捕获每VC计数器，请发出show atm vc {vcd#}命令，如下所示：

7500#show atm vc 1 
ATM1/0/0: VCD: 1, VPI: 0, VCI: 44 
UBR, PeakRate: 155000 
AAL5-LLC/SNAP, etype:0x0, Flags: 0xC20, VCmode: 0x0 
OAM frequency: 0 second(s) 
InARP frequency: 15 minutes(s) 
InPkts: 2849714, OutPkts: 760158, InBytes: 1076168929, OutBytes:    33720309 
InPRoc: 1532955, OutPRoc: 760122, Broadcasts: 0 
InFast: 1316288, OutFast: 0, InAS: 694, OutAS: 40 
Giants: 0 
OAM cells received: 0 
OAM cells sent: 0 
Status: UP

在以上输出中，数据包计数AAL5 PDU的数量。请注意，IOS中每个AAL5 PDU的字节仅包括第3层数据包字节加上8字节LLC/SNAP报头。这些字节不包括可变长度填充、AAL5尾部和ATM信元报头。通过show interface atm命令显示的主ATM接口或ATM子接口的计数器具有相同的含义。

使用cAal5VccTable可以对相同每VC计数器进行SNMP访问，其中包含：

计数器	定义
cAal5VccInPkts	在与AAL5实体关联的接口上在此AAL5 VCC上接收的AAL5 CPCS PDU的数量。
cAal5VccOutPkts	在与AAL5实体关联的接口上在此AAL5 VCC上传输的AAL5 CPCS PDU的数量。
cAal5VccInOctets	在与AAL5实体关联的接口上在此AAL5 VCC上接收的AAL5 CPCS PDU八位组数。
cAal5VccOut八位组	在与AAL5实体关联的接口上在此AAL5 VCC上传输的AAL5 CPCS PDU八位组数。

上表来自CISCO-AAL5-MIB，它扩展了ATM-MIB中定义的aal5VccTable，添加每电路流量计数器（aal5VccTable本身仅包含错误计数器）。CISCO-AAL5-MIB支持ATM接口，这些接口充当ATM连接的终端并运行Cisco IOS®软件版本11.2 F或11.3及更高版本。

如果AAL5 VC是在特定ATM子接口上配置的唯一VC，则您可以使用SNMP为该AAL5 VC获取相同的计数器，该计数器使用ifTable/ifXTable中该子接口的“aal5-layer”条目。有关详细信息，请参阅在ATM接口上实施网络管理。

注意：在Cisco路由器接口上为ATM VC配置的命令行中的峰值信元速率和持续信元速率值将考虑所有开销，包括5字节ATM信元报头、AAL5填充和AAL5尾部。

计算每VC和每接口Kbps速率

使用以下步骤计算ATM VC的利用率：

1. 使用网络管理应用程序收集VC的cAal5VccInOctets或cAal5VccOutOctets的两个读数。

2. 计算两个集合之间的增量。

3. 添加最能估计AAL5填充的八位组数。

4. 添加八字节AAL5报尾。

5. 将组合值转换为每秒的位数。

6. 将值乘以1.10，即占用5字节ATM信元报头的10%开销。

要计算接口或子接口利用率，请使用类似的步骤序列：

1. 使用网络管理应用程序对ifInOctets计数器或ifOutOctets(RFC 1213)的两个读数进行轮询。

2. 计算ifInOctets和ifOutOctets的两个集合之间的增量。

3. 添加最能估计AAL5填充的八位组数。

4. 添加八字节AAL5报尾。

5. 将组合值转换为每秒的位数。

6. 将值乘以1.10，即占用5字节ATM信元报头的10%开销。

   注意：将上述bps值除以ifSpeed，然后将结果乘以100形成百分比。

计算ATM开销

ATM开销会消耗虚电路带宽的一大部分。以下显示如何估计此值。首先，请考虑Internet上的IP数据包通常是三种大小之一：

• 64字节（例如，控制消息）

• 1500字节（例如，文件传输）

• 256字节（所有其他流量）

这些值产生的典型Internet数据包总大小为250字节。接下来，考虑一些开销是可预测的，而一些开销是可变的。

开销字段	可预测	变量
五字节信元报头（信元税）	X	-
八字节AAL5报尾	X	-
八字节LLC/SNAP报头	X	-
AAL5填充最多47字节	-	X

现在，使用上述值根据封装类型估计ATM链路的开销百分比。在这些计算中，假设数据包大小为250字节，在包括八字节LLC/SNAPheader和八字节AAL5报尾后，需要22字节的填充。

• AAL5SNAP封装：

  8+8+22=38或15%的“AAL5”开销+ 10%的信元税=总开销>25%

• 对于AAL5MUX封装，250字节数据包需要30字节的填充，这意味着：

  8+30=38或15%的“AAL5”开销+ 10%的信元税=总开销>25%

换句话说，开销因子随数据包大小而变化。小数据包会导致较高的填充，从而增加开销。

路由器上的信元计数器

通常，路由器只计数AAL5 PDU，而不计数信元。不过，也有一些例外。从12.2(15)T开始，您可以看到PA-A3接口上的信元计数器，它使用命令行界面show interface atm subinterface或show atm vc {vcd#}，例如：

c7200#show int atm4/0.66
    ATM4/0.66 is up, line protocol is up 
      Hardware is ENHANCED ATM PA
      Internet address is 10.10.10.1/24
      MTU 4470 bytes, BW 33920 Kbit, DLY 200 usec, 
         reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
      Encapsulation ATM
      0 packets input, 0 cells, 0 bytes
      7 packets output, 16 cells, 572 bytes 
      0 OAM cells input, 0 OAM cells output
      AAL5 CRC errors : 0
      AAL5 SAR Timeouts : 0
      AAL5 Oversized SDUs : 0
      Last clearing of "show interface" counters never
    c7200#show atm vc 4
    ATM4/0.66: VCD: 4, VPI: 0, VCI: 1000
    VBR-NRT, PeakRate: 1000, Average Rate: 1000, Burst Cells: 94
    AAL5-LLC/SNAP, etype:0x0, Flags: 0x20, VCmode: 0x0
    OAM frequency: 0 second(s)
    VC TxRingLimit: 40 particles
    VC Rx Limit: 18 particles
    InARP frequency: 15 minutes(s)
    Transmit priority 4
    InPkts: 0, OutPkts: 7, InBytes: 0, OutBytes: 572
    InCells: 0, OutCells: 16
    InPRoc: 0, OutPRoc: 7
    InFast: 0, OutFast: 0, InAS: 0, OutAS: 0
    InPktDrops: 0, OutPktDrops: 0/0/0 (holdq/outputq/total)
    InCellDrops: 0, OutCellDrops: 0
    InByteDrops: 0, OutByteDrops: 0
    CrcErrors: 0, SarTimeOuts: 0, OverSizedSDUs: 0, LengthViolation: 0, CPIErrors: 0
    Out CLP=1 Pkts: 0, Cells: 0
    OAM cells received: 0
    OAM cells sent: 0
    Status: UP

这些计数器已作为“ATM服务保证代理(SAA)”功能的一部分添加。请注意，不能使用SNMP访问这些信元计数器。另一个例外是2600和3600系列路由器的ATM(IMA)网络模块的反向多路复用。发出show controller atm命令查看信元计数，如下所示：

3640-1.1#show controller atm 2/0 
   Interface ATM2/0 is administratively down 
    Hardware is ATM T1 
   [output omitted] 
   Link (0):DS1 MIB DATA: 
    Data in current interval (419 seconds elapsed): 
    0 Line Code Violations, 0 Path Code Violations    
    0 Slip Secs, 0 Fr Loss Secs, 0 Line Err Secs, 0 Degraded Mins 
    0 Errored Secs, 0 Bursty Err Secs, 0 Severely Err Secs, 419 Unavail Secs 
    Total Data (last 24 hours) 
    0 Line Code Violations, 0 Path Code Violations,    
    0 Slip Secs, 0 Fr Loss Secs, 0 Line Err Secs, 0 Degraded Mins, 
    0 Errored Secs, 0 Bursty Err Secs, 0 Severely Err Secs, 86400 Unavail Secs 
   SAR counter totals across all links and groups: 
    0 cells output, 0 cells stripped 
    0 cells input, 8 cells discarded, 0 AAL5 frames discarded    
    0 pci bus err, 0 dma fifo full err, 0 rsm parity err 
    0 rsm syn err, 0 rsm/seg q full err, 0 rsm overflow err    
    0 hs q full err, 0 no free buff q err, 0 seg underflow err    
    0 host seg stat q full err

每四个ATM端口共享一个SAR芯片，因此信元计数覆盖一组四个端口。使用SNMP无法访问这些计数器。

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