スイッチ : Cisco Catalyst G-L3 シリーズ スイッチ

レイヤ 3 Catalyst スイッチおよびモジュールでの QOS に関する FAQ

2008 年 1 月 25 日 - ライター翻訳版
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この文書は、Catalyst 2948G-L3、Catalyst 4908G-L3、および Catalyst 4000 スイッチ用 WS-X4232-L3 ラインカードの Quality of Service(QOS)機能に関する FAQ について説明しています。

質問

レイヤ 3(L3)Catalyst スイッチはどの Quality of Service(QOS)機能をサポートしていますか。
レイヤ 3(L3)Catalyst スイッチの Quality of Service(QOS)のために最低限必要なソフトウェアは何ですか。
レイヤ 3(L3)Catalyst スイッチは IP パケット内の IP 優先順位 Type of Service(TOS)ビットを記入または書き換えできますか。
ポート別トラフィック調整を適用できるポートについてなんらかの制限がありますか。
ポート別出力レート制限は適用対象ポートから出力されるすべての(IP および非 IP)トラフィックに適用されますか。
ポート別入力レート制限は適用対象ポートで受信されるすべての(IP および非 IP)トラフィックに適用されますか。
スイッチの電源をオフ/オンせずに、Internetwork Packet Exchange(IPX)ルーティングを無効にしてポート別トラフィック シェーピング機能に移行することはできますか。
ポート別トラフィック シェーピングを初めて有効にする場合、ユーザからの割り込みなしに本操作を実行できますか。
ブリッジ グループに属するよう設定されたポートでレート制限機能を使用できますか。
レート制限またはシェーピングするトラフィックを access-list や class-map を使用して定義できますか。
入力レート制限および出力レート制限を同一のインターフェイスに適用できますか。
レイヤ 3(L3)Catalyst スイッチは非対称の入力および出力レート制限をサポートしていますか。
show interface Fast Ethernet x rate-limit を実行しても、出力が得られません。 なぜですか。
レート制限を使った場合、Transmission Control Protocol(伝送制御プロトコル; TCP)トラフィックのパフォーマンスが低下します。 なぜですか。
レイヤ 3(L3)スイッチのレート制限では、一般にどの程度のバースト サイズを使用すればいいですか。
入力分類の仕組みはどのようなものですか。
出力スケジューリングの仕組みはどのようなものですか。
Quality of Service(QOS)出力スケジューリングをインターフェイス レベルで変更できますか。
ブリッジ グループに属するよう設定されたインターフェイスで Weighted Round Robin(WRR; 加重ラウンド ロビン)は動作しますか。
Class Based Weighted Fair Queuing(CBWFQ; クラスベース均等化キューイング)または Low Latency Queuing(LLQ; 低遅延キューイング)はレイヤ 3(L3)Catalyst スイッチでサポートされていますか。
レイヤ 3(L3)スイッチでは Weighted Random Early Detection(WRED; 重み付けランダム早期検出)のような輻輳回避メカニズムが実装されていますか。
レイヤ 3(L3)スイッチは 802.1p タグや Cost of Service(COS)タグをサポートしていますか。
レイヤ 2(L2)の Class of Service(COS)の値は WS-X4232-L3 モジュールを経由してルーティングされるパケットで保持されますか。
Cisco サポート コミュニティ - 特集対話

Q. レイヤ 3(L3)Catalyst スイッチはどの Quality of Service(QOS)機能をサポートしていますか。

A. 着信パケットの IP 優先順位に基づく入力分類、Weighted Round Robin(WRR; 加重ラウンド ロビン)方式に基づく出力スケジューリング、出力ポリシング(ポート別出力レート制限)、入力ポリシング(ポート別入力レート制限)、および出力トラフィック シェーピング(ポート別)をサポートしています。

Q. レイヤ 3(L3)Catalyst スイッチの Quality of Service(QOS)のために最低限必要なソフトウェアは何ですか。

A.IP 優先順位に基づく出力スケジューリングの QOS 機能は、初回リリースの 12.0(7)W5(15a)以降サポートされています。 ポート別レート制限と出力シェーピングの機能については、12.0(10)W5(18e)からサポートが開始されました。 12.0(14)W5(20) に統合されているレート制限機能については、Cisco Bug ID CSCds82323登録ユーザのみ )に注意してください。

一部ツールについては、ゲスト登録のお客様にはアクセスできない場合がありますことを、ご了承ください。

Q. レイヤ 3(L3)Catalyst スイッチは IP パケット内の IP 優先順位 Type of Service(TOS)ビットを記入または書き換えできますか。

A. いいえ。ただし、スイッチではそれらの値を用いた処理が可能であり、入力分類と出力スケジューリングで使用しています。

Q. ポート別トラフィック調整を適用できるポートについてなんらかの制限がありますか。

A.はい。これらの機能は物理ポート(Catalyst 2948G-L3 および Catalyst 4908G-L3 の全ポート)に対してのみ適用できます。 したがって、Fast EtherChannel(FEC)、Gigabit EtherChannel(GEC)、Bridge-Group Virtual Interface(BVI)、サブインターフェイスなどの仮想インターフェイスでは、ポート別トラフィック調整機能を設定できません。 ただし、レイヤ 3(L3)ルーテッド ポートに加えてレイヤ 2(L2)ブリッジド ポートでもこれらの機能を適用できます。

WS-X4232-L3 ラインカードでは、これらの機能を L2 10/100 ポートに適用することはできません。 2 つの L3 ルーテッド ポート(Gigabit Ethernet 1 および Gigabit Ethernet 2)と、バックプレーンに接続されている内部ポート(Gigabit Ethernet 3 および Gigabit Ethernet 4)には適用できます。 4232-L3 モジュールの L2 ポート、および Catalyst 4000 のその他の L2 ポートは、入力分類と出力スケジューリングをサポートしています。 これらの機能の詳細については、Catalyst 4000 QOS コンフィギュレーション ガイドを参照してください。

いずれかのポートでポート別トラフィック調整機能を有効にしているときに、Internetwork Packet Exchange(IPX)ルーティングを有効にすることはできません。逆も同様です。

Q. ポート別出力レート制限は適用対象ポートから出力されるすべての(IP および非 IP)トラフィックに適用されますか。

A. はい。ただし、CPU から発信されたトラフィックや、CPU によってプロセススイッチされたトラフィックは除きます。 Access Control List(ACL; アクセス コントロール リスト)ベースの分類やクラスベースの分類についてもサポートされていません。

Q. ポート別入力レート制限は適用対象ポートで受信されるすべての(IP および非 IP)トラフィックに適用されますか。

A. はい。ただし、CPU に送られる高優先順位トラフィック(ルーティング更新や Bridge Protocol Data Unit(BPDU; ブリッジ プロトコル データ ユニット)など)は除きます。 Access Control List(ACL; アクセス コントロール リスト)ベースの分類やクラスベースの分類についてもサポートされていません。

Q. スイッチの電源をオフ/オンせずに、Internetwork Packet Exchange(IPX)ルーティングを無効にしてポート別トラフィック シェーピング機能に移行することはできますか。

A. はい。ただし、IPX ルーティングとポート別トラフィック調整との間で移行すると、新しいバイナリ コードがネットワーク プロセッサに動的にダウンロードされます。 この動的ダウンロードはトラフィックの少ない状況で実行することをお勧めします。

Q. ポート別トラフィック シェーピングを初めて有効にする場合、ユーザからの割り込みなしに本操作を実行できますか。

A. いいえ、できません。初めてポート別トラフィック シェーピングを有効にする場合、新しいバイナリ コードをネットワーク プロセッサにダイナミック ダウンロードする必要があります。 このため、リンクは一時的に不安定になり、ダウンロード終了後に安定します。 このダウンロードによって、ポート別トラフィックシェーピング機能が有効になるポートだけでなく、すべてのポートが影響を受けます。 この手順は、スケジューリングされたダウンタイム中に実行することをお勧めします。 次の出力例では、トラフィック シェーピング有効時の、実際のスイッチ コンソール出力を示します。

   2948GL3-A(config)#interface fast 5 
   2948GL3-A(config-if)#traffic-shape rate 1000000 512000 
   Changing all linecard binary images to support Port QOS.
   2w4d: Loading Shared CAM ISL ucode image on [FastEthernet2]No active members in this bvi, shutting down 
   2w4d: %STANDBY-6-STATECHANGE: Standby: 1: BVI1 state Standby -> Init
   2w4d: Downloading micro code on [FastEthernet4].
   2w4d: %LINK-3-UPDOWN: Interface BVI1, changed state to down
   2w4d: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface BVI1, changed state to down
   2w4d: Loading Shared CAM ISL ucode image on [FastEthernet6]No active members in this bvi, shutting down 
   2w4d: %STANDBY-6-STATECHANGE: Standby: 2: BVI2 state Standby -> Init
   2w4d: Downloading micro code on [FastEthernet8].
   2w4d: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet2, changed state to up
   2w4d: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet1, changed state to up 
!--- 出力省略

Q. ブリッジ グループに属するよう設定されたポートでレート制限機能を使用できますか。

A. はい。レート制限は任意の物理ポートに適用できます。ただし、仮想インターフェイスには適用できません。

Q. レート制限またはシェーピングするトラフィックを access-list や class-map を使用して定義できますか。

A.いいえ。access-list や class-map はレート制限ではサポートされていません。 プロセス交換トラフィックまたは CPU バウンド トラフィックを除くすべてのトラフィックは、
レート制限やシェーピングが適用されたインターフェイスの指定された方向で、これらの機能の影響を受けます。

Q. 入力レート制限および出力レート制限を同一のインターフェイスに適用できますか。

A. はい。ただし、出力トラフィック シェーピングと出力レート制限を同一のインターフェイスに適用することはできません。

Q. レイヤ 3(L3)Catalyst スイッチは非対称の入力および出力レート制限をサポートしていますか。

A. はい。ポート別レート制限 Quality of Service(QOS)コンフィギュレーションで、各方向について異なるレートを指定できます。

Q. show interface Fast Ethernet x rate-limit を実行しても、出力が得られません。 なぜですか。

A. show interface Fast Ethernet x rate-limit コマンドは汎用の Internetworking Operating System(IOS)コマンドであり、Catalyst レイヤ 3(L3)スイッチではレート制限がマイクロコード レベルで実行されることから、サポートされていません。 トラフィック シェーピングはポートから発信されるトラフィックについて実行されます。 この場合は、show interface コマンドの出力を使用して、シェーピング後に取得されるレートに関する情報を取得できます。 同様に、出力レート制限についても show interface コマンドを使用できます。 入力レート制限の場合、スイッチにはポートの最終的な受信レートを確かめるためのいかなるカウンタもありません。 ユーザが機能の適合性を確かめるためには、トラフィックを別のポートを経由して発信するように設定し、そのポートの出力カウンタを調べる必要があります。 たとえば、トラフィックがポート Fast Ethernet 1 から入力され、Fast Ethernet 2 から出力されます。 Fast Etherent 1 のレート制限から取得される入力レートを決定するため、Fast Ethernet 2 で取得される出力レートを確認する必要があります。 別の選択肢は、モニタリング ツールを使って、取得されるレートを確認することです。

Q. レート制限を使った場合、Transmission Control Protocol(伝送制御プロトコル; TCP)トラフィックのパフォーマンスが低下します。 なぜですか。

A. レート制限の結果としてパケットが廃棄されているときは、フロー制御で使用される固有のウィンドウ方式のために TCP アプリケーションのパフォーマンスが低下します。 バースト サイズ パラメータまたはレート パラメータを調整することで、必要なスループットが得られます。

Q. レイヤ 3(L3)スイッチのレート制限では、一般にどの程度のバースト サイズを使用すればいいですか。

A. L3 スイッチは、単一のトークン バケットの概算アルゴリズムをファームウェア内に実装しており、幅広い範囲のトラフィック レートに対して妥当なバースト サイズはおよそ 20,000 バイトです。 バースト サイズには、最大サイズ パケットを少なくとも 1 つ含められる値を選んでください。 各着信パケットについて、ポリシング アルゴリズムはこのパケットと最後のパケットとの間の時間を調べ、その経過時間中に生成されたトークンの数を計算します。 そして、このトークン数をバケットに加算し、着信パケットが指定されたパラメータに適合しているか、あるいはパラメータよりも超過しているかを判断します。

Q. 入力分類の仕組みはどのようなものですか。

A. 1 つのポートの入力に対して 4 つのハードウェア キューがサポートされています。 パケットは 3 つの IP 優先順位ビットに基づいて入力別に分類されます。Least Significant Bit(LSB; 最下位ビット)は「don't care」です(最下位ビットの値はキューの選択に関与しない)。 下の表を参照してください。

IP 優先順位 選択されるキュー デフォルトの WRR 重み
000 & 001 0 1
010 & 011 1 2
100 & 101 2 3
110 & 111 3 4

入力分類は、IP プロトコル以外ではサポートされていません。 First In, First Out(FIFO; 先入れ先出し)を除き、入力では、入力スケジューリング アルゴリズムはサポートされていません。

Q. 出力スケジューリングの仕組みはどのようなものですか。

A. インターフェイスの出力側には上で説明した 4 つのハードウェア キューがあります。 輻輳が発生している場合は、4 つのハードウェア キュー間での Weighted Round Robin(WRR; 加重ラウンド ロビン)アルゴリズムに基づいて、パケットが発信インターフェイスから送信されます。 これら 4 つのキューに対して帯域幅が明示的に確保されているわけではありません。 キューにはそれぞれ異なる WRR スケジューリング用の重みが割り当てられ、それによってインターフェイス帯域幅をどのように共有するのかが決まります。 WRR 重みはユーザによる設定が可能であり、キューごとに異なる WRR 重みを割り当てることができます。 デフォルト値は上の表に示したとおりです。 WRR 重みが大きくなるほど、その特定のキューに対する実効帯域幅が大きくなります。

Q. Quality of Service(QOS)出力スケジューリングをインターフェイス レベルで変更できますか。

A. はい。Weighted Round Robin(WRR; 加重ラウンド ロビン)スケジューリングはシステム レベルおよびインターフェイス レベルで設定できます。 インターフェイス レベルでの設定は、その特定のインターフェイスにおけるシステム レベルでの設定よりも優先されます。

Q. ブリッジ グループに属するよう設定されたインターフェイスで Weighted Round Robin(WRR; 加重ラウンド ロビン)は動作しますか。

A. いいえ。WRR は 2 つの IP 優先順位ビットに基づき、ルーテッド IP パケットに対してのみ実装されています。

Q. Class Based Weighted Fair Queuing(CBWFQ; クラスベース均等化キューイング)または Low Latency Queuing(LLQ; 低遅延キューイング)はレイヤ 3(L3)Catalyst スイッチでサポートされていますか。

A. いいえ。CBWFQ や LLQ などの Modular Quality of Service Command Line Interface(Modular QOS CLI)機能は L3 Catalyst スイッチではサポートされていません。

Q. レイヤ 3(L3)Catalyst スイッチでは Weighted Random Early Detection(WRED; 重み付けランダム早期検出)のようななんらかの輻輳回避メカニズムが実装されていますか。

A. いいえ。WRED などの輻輳回避メカニズムはサポートされていません。

Q. レイヤ 3(L3)Catalyst スイッチは 802.1p 分類や Class of Service(COS)分類をサポートしていますか。

A. いいえ。802.1p やレイヤ 2(L2)COS ベースの分類はサポートされていません。 WS-X4232-L3 モジュールの 10/100 ポートは L2 ポートであるため、これらの分類はサポートされていませんが、パケットが WS-X4232-L3 モジュールを介してルーティングされる場合、CoS 値は再取得されません。

Q. レイヤ 2(L2)の Class of Service(COS)の値は WS-X4232-L3 モジュールを経由してルーティングされるパケットで保持されますか。

A. WS-4232-L3 モジュールのルーテッド ポートは L2 COS をサポートしていませんが、残りの 10/100 ポートは L2 COS ベースの入力分類および出力スケジューリングをサポートしています。 これらの機能は、Catalyst 4000 スイッチ上の他のすべてのイーサネット ラインカードでもサポートされています。  CoS 値付きで受信されたフレームは、受信ポートで信頼されますが、フレームが WS-X4232-L3 モジュールを介して別の VLAN の出力ポートにルーティングされた場合、CoS 値は失われます。 発信ポートが着信ポートと同じ VLAN にあり、トランキング用に設定されているときは、COS 値は保持されます。


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