非同期転送モード(ATM) : IP-ATM 間サービス クラス

ATM Cisco 800 DSL ルータ シリーズでの高遅延

2016 年 10 月 27 日 - 機械翻訳について
その他のバージョン: PDFpdf | ライター翻訳版 (2005 年 6 月 5 日) | 英語版 (2015 年 8 月 22 日) | フィードバック


目次


概要

このドキュメントでは、DSL 接続を使用する Cisco 8xx ルータで測定される可能性がある、異常な遅延について説明します。

この場合、遅延の影響を与えている要素は 2 つあります。

  • トラフィック シェーピング

  • DSL パラメータ

Cisco 8xx DSL ルータの場合、ソフトウェアによって ATM トラフィック シェーピングが行われますが、その結果はあまり正確でありません。 シェーピングは、送信するデータがなく、PVC が PCR を超過しているときに、アイドル セルの送信によって実行されます。 遅延は、通常、ルータからの ping テストで検出されます。 ping は継続的なトラフィックではないので、ping が実行されるとさらに遅延が発生します。 接続がアイドル状態であるために、すでにアイドルになっている接続に対して ping が実行されると、アイドル セルが送られる場合があります。 ping セルが送信されるのは、これらのアイドル セルが送信された後だけです。

64k または 128k など、回線速度が非常に遅い場合には、さらに遅延が顕著になります。 高速のアップストリームでは、それほど顕著ではありません。

一方、DSL パラメータ(FEC バイト、インターリービングなど)によってオーバーヘッドがかかり、遅延が増大する場合もあります。 この問題の影響を緩和するための手段には、次のものがあります。

  1. no atm traffic-shaping コマンドを使用して、トラフィック シェーピングを完全にディセーブルにします。 シェーピングが行われないため、アイドル セルは送信されなくなります。

  2. no atm cell-clumping-disable コマンドを使用して、遅延を緩和します。 この場合はシェーピングは行われますが、データ セルは継続的にではなく、まとめて送信されるようになります。 ATM スイッチでポリシングが実行されている場合には、CDVT のチューニングが必要になる場合もあります。 このシナリオでは、アイドル セルは送信されていません。

    注意 注意: 注意:ただし、このコマンドの使用は推奨されません。

  3. DSL パラメータによるオーバーヘッドを減らすには、DSL パラメータをチューニングします。 しかし、このソリューションはDSL 回線がエラーを誘発する場合、パフォーマンスを低下させるおそれがあるため慎重に行う必要があります。

この動作については、Bug ID CSCdy44786 で説明されています。この不具合は 8xx ルータに限定されるもので、すでにクローズされています。

このドキュメントでは、この動作を例示するいくつかのパフォーマンス テストについて説明します。 使用する設定は次のようになります。

43141.gif

ADSL ルータは、12.2(8)YM を実行する 827 ルータです。

Cisco Internetwork Operating System Software 
IOS (tm) C820 Software (C820-SV6Y6-M), Version 12.2(8)YM, EARLY DEPLOYMENT RELEASE SOFTWARE (fc1)
Synched to technology version 12.2(11.2u)T
TAC Support: http://www.cisco.com/tac
Copyright (c) 1986-2002 by cisco Systems, Inc.
Compiled Fri 23-Aug-02 00:53 by ealyon
Image text-base: 0x80013170, data-base: 0x80C4FA74

ROM: System Bootstrap, Version 12.2(1r)XE2, RELEASE SOFTWARE (fc1)
ROM: C820 Software (C820-V6Y6-M), Version 12.2(8)T5,  RELEASE SOFTWARE (fc1)

ADSL-router uptime is 7 weeks, 22 hours, 40 minutes
System returned to ROM by power-on
System image file is "flash:c820-sv6y6-mz.122-8.YM.bin"

CISCO C827-4V (MPC855T) processor (revision 0xD01) with 31744K/1024K bytes of memory.
Processor board ID JAD050767V4 (2609117246), with hardware revision 5916
CPU rev number 5
Bridging software.
4 POTS Ports
1 Ethernet/IEEE 802.3 interface(s)
1 ATM network interface(s)
128K bytes of non-volatile configuration memory.
16384K bytes of processor board System flash (Read/Write)
2048K bytes of processor board Web flash (Read/Write)

Configuration register is 0x2102

はじめに

表記法

ドキュメント表記の詳細は、『シスコ テクニカル ティップスの表記法』を参照してください。

前提条件

このドキュメントに関する固有の要件はありません。

使用するコンポーネント

このドキュメントは、特定のソフトウェアやハードウェアのバージョンに限定されるものではありません。

このドキュメントの情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されたものです。 このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、クリアな(デフォルト)設定で作業を開始しています。 対象のネットワークが実稼働中である場合には、どのような作業についても、その潜在的な影響について確実に理解しておく必要があります。

テスト 1: 128K アップストリーム

最初のテストとして、アップストリームとダウンストリームの速度を 128Kbps に設定します。 次の場合について RTT タイムを比較します。

  1. VBR-nrt が 128kbps として使用されている

  2. VBR-nrt が使用されていない

  3. トラフィック シェーピングが行われていない

ADSL-router#show dsl int atm 0
                ATU-R (DS)                      ATU-C (US)
Modem Status:    Showtime (DMTDSL_SHOWTIME)
DSL Mode:        ITU G.992.1 (G.DMT)
ITU STD NUM:     0x01                            0x01
Vendor ID:       'ALCB'                          'ANDV'
Vendor Specific: 0x0000                          0x0000
Vendor Country:  0x00                            0x00
Capacity Used:    7%                             31%
Noise Margin:    29.0 dB                         23.0 dB
Output Power:    18.0 dBm                        12.5 dBm
Attenuation:      1.0 dB                          7.0 dB
Defect Status:   None                            None                        
Last Fail Code:  None
Selftest Result: 0x49
Subfunction:     0x02
Interrupts:      49941 (1 spurious)
Activations:     41
Init FW:         embedded
Operartion FW:   embedded
SW Version:      3.8129
FW Version:      0x1A04

                 Interleave             Fast    Interleave              Fast
Speed (kbps):           128                0           128                 0
Reed-Solomon EC:          0                0             0                 0
CRC Errors:               0                0             0                 0
Header Errors:            0                0             0                 0
Bit Errors:               0                0
BER Valid sec:            0                0
BER Invalid sec:          0                0
<skip>
  • 1 番目の状況では、ADSL ルータで vbr-nrt が確実に 128Kbps になるように、次のように明示的に設定します。

    interface ATM0.100 point-to-point
     ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
     pvc 2/100 
      vbr-nrt 128 128
      encapsulation aal5snap
    

    エンド デバイスに対して数回 ping を実行して、RTT タイムを計測し、次のように平均を計算します。

    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 72/73/80 ms
    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 64/71/76 ms
  • 2 番目の状況は、PVC で VBR-nrt を使用しない場合です。 設定は、次のようになっている必要があります。

    interface ATM0.100 point-to-point
     ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
     pvc 2/100 
      encapsulation aal5snap
    

    エンド デバイスに対して数回 ping を実行して、RTT タイムを計測し、次のように平均を計算します。

    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 40/40/44 ms
    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 40/41/44 ms
  • 3 番目の状況は、ATM トラフィック シェーピングを使用しない場合です。 トラフィック シェーピングを行わないようにするには、次のように no atm traffic-shaping インターフェイス コマンドを使用します。 この場合、設定は次のようになります。

    interface ATM0
     no atm traffic-shaping
    

    エンド デバイスに対して数回 ping を実行して、RTT タイムを計測し、次のように平均を計算します。

    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 36/40/44 ms
    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 36/40/44 ms

以上のテストから、PVC がシェーピングされている場合の値が回線の帯域幅に等しい場合でも、ATM トラフィック シェーピングが原因で ping の RTT タイムが増加していたことがわかります。

テスト 2: 64K アップストリーム

このテストでは、テスト 1 で行われた 3 つの状況について、さらに小さな帯域幅で繰り返します。 この例で使用するのは、64 kbps のアップストリームだけです。

ADSL-router#show dsl int atm 0
                ATU-R (DS)                      ATU-C (US)
Modem Status:    Showtime (DMTDSL_SHOWTIME)
DSL Mode:        ITU G.992.1 (G.DMT)
ITU STD NUM:     0x01                            0x01
Vendor ID:       'ALCB'                          'ANDV'
Vendor Specific: 0x0000                          0x0000
Vendor Country:  0x00                            0x00
Capacity Used:    6%                             14%
Noise Margin:    31.0 dB                         27.0 dB
Output Power:    18.0 dBm                        12.0 dBm
Attenuation:      1.0 dB                          7.0 dB
Defect Status:   None                            None                        
Last Fail Code:  None
Selftest Result: 0x49
Subfunction:     0x02
Interrupts:      49948 (1 spurious)
Activations:     42
Init FW:         embedded
Operartion FW:   embedded
SW Version:      3.8129
FW Version:      0x1A04

                 Interleave             Fast    Interleave              Fast
Speed (kbps):            64                0            64                 0
Reed-Solomon EC:          0                0             0                 0
CRC Errors:               0                0             0                 0
Header Errors:            0                0             0                 0
Bit Errors:               0                0
BER Valid sec:            0                0
BER Invalid sec:          0                0
<skip>
  • 次のように、ADSL ルータで vbr-nrt が 64 Kbps になるように明示的に設定します。

    interface ATM0.100 point-to-point
     ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
     pvc 2/100 
      vbr-nrt 64 64
      encapsulation aal5snap

    エンド デバイスに対して数回 ping を実行して、RTT タイムを計測し、次のように平均を計算します。

    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 104/113/120 ms
    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 104/113/120 ms
  • 2 番目の状況は、PVC で VBR-nrt を使用しない場合です。 そのためには、インターフェイスから no vbr-nrt 64 64 設定コマンドを使用します。 設定は次のようになります。

    interface ATM0.100 point-to-point
     ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
     pvc 2/100 
      encapsulation aal5snap
    

    エンド デバイスに対して数回 ping を実行して、RTT タイムを計測し、次のように平均を計算します。

    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 56/64/80 ms
    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 56/60/72 ms
  • 3 番目の状況は、ATM トラフィック シェーピングを使用しない場合です。 この場合は、ステップ 2 の設定の状態から no atm traffic-shaping 設定コマンドを使用します。

    エンド デバイスに対して数回 ping を実行して、RTT タイムを計測し、次のように平均を計算します。

    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 52/56/60 ms
    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 52/56/60 ms

以上の例から、64kbps での ping の RTT タイムが 128kbps の場合よりも大きいことがわかります。

テスト 3: セル クランピングの影響

このテストでは、全体の RTT に対するセル クランピングの影響について調べます。 アップストリーム側のビットレートは 128 Kbps で、64Kbps の VBR-nrt PVC を使用します。

interface ATM0
 no atm cell-clumping-disable
!
interface ATM0.100 point-to-point
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
 pvc 2/100 
  vbr-nrt 64 64
  encapsulation aal5snap

ADSL-router#show dsl int atm 0
                ATU-R (DS)                      ATU-C (US)
Modem Status:    Showtime (DMTDSL_SHOWTIME)
DSL Mode:        ITU G.992.1 (G.DMT)
ITU STD NUM:     0x01                            0x01
Vendor ID:       'ALCB'                          'ANDV'
Vendor Specific: 0x0000                          0x0000
Vendor Country:  0x00                            0x00
Capacity Used:    7%                             32%
Noise Margin:    30.0 dB                         23.0 dB
Output Power:    18.0 dBm                        12.0 dBm
Attenuation:      1.0 dB                          7.0 dB
Defect Status:   None                            None                        
Last Fail Code:  None
Selftest Result: 0x49
Subfunction:     0x02
Interrupts:      50011 (1 spurious)
Activations:     50
Init FW:         embedded
Operartion FW:   embedded
SW Version:      3.8129
FW Version:      0x1A04

                 Interleave             Fast    Interleave              Fast
Speed (kbps):           576                0           128                 0
Reed-Solomon EC:          0                0             0                 0
CRC Errors:               0                0             0                 0
Header Errors:            0                0             0                 0
Bit Errors:               0                0
BER Valid sec:            0                0
BER Invalid sec:          0                0
<skip>
  • エンド デバイスに対して数回 ping を実行して、RTT タイムを計測し、次のように平均を計算します。

    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 40/42/44 ms
    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 40/43/44 ms
    

    セル クランピングを無効にして、RTT に対する影響を調べます。

    interface ATM0
     atm cell-clumping-disable
    

    エンド デバイスに対して数回 ping を実行して、RTT タイムを計測し、次のように平均を計算します。

    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 76/79/84 ms
    ADSL-router#ping 1.1.1.2
    
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 76/80/88 ms

以上のテストから、クランピングを有効にすることで、RTT が著しく短縮されることがわかります。 ただし、クランピングの使用は推奨されません。 セルがまとまって送信されるため、接続している ATM スイッチと DSLAM でポリシングが行われている場合、規約に違反してドロップされるセルが生じる可能性があります。

テスト 4: DSL オーバーヘッドの影響

最後のテストでは、全体の RTT に対する DSL オーバーヘッドの影響について調べます。 このテストでは、DSLAM が設定されているため、回線は 0 チェック バイトを使用します(これは DSLAM のプロファイルで設定されています)。 ルータの設定は、次のとおりです。

interface ATM0.100 point-to-point
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
 pvc 2/100 
  vbr-nrt 64 64
  encapsulation aal5snap

ADSL-router#sh dsl int atm 0
                ATU-R (DS)                      ATU-C (US)
Modem Status:    Showtime (DMTDSL_SHOWTIME)
DSL Mode:        ITU G.992.1 (G.DMT)
ITU STD NUM:     0x01                            0x01
Vendor ID:       'ALCB'                          'ANDV'
Vendor Specific: 0x0000                          0x0000
Vendor Country:  0x00                            0x00
Capacity Used:    7%                             27%
Noise Margin:    26.5 dB                         21.0 dB
Output Power:    18.0 dBm                        12.0 dBm
Attenuation:      1.0 dB                          7.0 dB
Defect Status:   None                            None                        
Last Fail Code:  None
Selftest Result: 0x49
Subfunction:     0x02
Interrupts:      50025 (1 spurious)
Activations:     52
Init FW:         embedded
Operartion FW:   embedded
SW Version:      3.8129
FW Version:      0x1A04

                 Interleave             Fast    Interleave              Fast
Speed (kbps):           576                0           128                 0
Reed-Solomon EC:          0                0             0                 0
CRC Errors:               0                0             0                 0
Header Errors:            0                0             0                 0
Bit Errors:               0                0
BER Valid sec:            0                0
BER Invalid sec:          0                0
<skip>

ADSL-router#ping 1.1.1.2

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 56/62/68 ms
ADSL-router#ping 1.1.1.2

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 56/59/68 ms

以上の結果からわかるように、DSL のオーバーヘッドを減らすと、全体の RTT が向上します。 ただし、DSL のオーバーヘッドを減らすと、DSL 回線でエラーが発生したときに、データが失われる可能性が高くなります。 これは、DSL 回線上で発生したエラーは修正することができないためです。 そのため、DSL パラメータのチューニングは慎重を行う必要があります。

結論

上記のデータからわかるように、高速のアップストリームではトラフィック シェーピングの実行の有無にかかわらず、遅延は小さく ping の RTT も相対的に同じです。 しかし、アップストリーム側の帯域幅が小さいほど、トラフィック シェーピングを行っている場合と行っていない場合の差は大きくなります。

さらに、セル クランピングを使用するとセルがまとまって送信されるために RTT が向上しますが、CDVT の設定にあまり余裕がない場合は、接続されている ATM スイッチと DSLAM でセルのドロップが生じる可能性があります。 そのため、このような設定は推奨されません。


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