Качество обслуживания (QoS) : Предотвращение перегрузки QoS

Общие сведения о счетчиках пакетов в выходных данных команды show policy-map interface

28 июля 2008 - Перевод, выполненный профессиональным переводчиком
Другие версии: PDF-версия:pdf | Машинный перевод (28 июля 2013) | Английский (15 февраля 2008) | Отзыв

Содержание

Введение
Предварительные условия
     Требования
     Используемые компоненты
     Условные обозначения
Определение перегрузки
В чем различие между "пакетами" и "совпадающими пакетами"?
Назначение номеров сессий
Подтверждение служебной политики
Связанные обсуждения сообщества поддержки Cisco
Дополнительная информация

Введение

В этом документе объясняется, как интерпретировать выходные данные команды show policy-map interface, которую можно применить для отслеживания результатов использования служебной политики, созданной с помощью интерфейса командной строки (CLI) (MQC) модулем службы качества Cisco (QoS).

Предварительные условия

Требования

Для данного документа нет особых требований.

Используемые компоненты

Данный документ не имеет жесткой привязки к устройству или какой-либо версии ПО.

Сведения, содержащиеся в данном документе, были получены при работе устройств в специальных лабораторных условиях. Все устройства, описанные в данном документе, работали с ненастроенной (заданной по умолчанию) конфигурацией. В рабочей сети необходимо изучить потенциальное воздействие всех команд до их использования.

Примечание. В версии 12.1T ПО Cisco IOS® пакеты выходных данных команд, перечисленные в этом документе, включают в себя все пакеты, совпадающие с определенными классами. Однако в версии 12.1 ПО Cisco IOS в выходных данных тех же команд, подсчитываются и отображаются только те пакеты, которые не попали в очередь во время перегрузки.

Условные обозначения

Дополнительные сведения о применяемых в документе обозначениях см. в документе Условные обозначения, используемые в технической документации Cisco.

Определение перегрузки

Чтобы понять принцип интерпретации команды show policy-map interface, сначала необходимо разобраться с понятием перегрузки.

С концептуальной точки зрения, руководство по настройке программного обеспечения Cisco IOS описывает перегрузку следующим образом: "В исходящем интерфейсе во время перегрузки потока передаваемых данных пакеты приходят быстрее, чем интерфейс может их отправлять."

Другими словами, перегрузка обычно возникает, когда входящий интерфейс взаимодействует с более медленным исходящим интерфейсом. Основным местом возникновения перегрузки является вспомогательный маршрутизатор с портом Ethernet, взаимодействующим с ЛВС, и последовательным портом, взаимодействующим с глобальной сетью. Пользователи ЛВС создают трафик 10 Мбит/с, который подается в T1 с пропускной способностью 1,5 Мбит/с.

С функциональной точки зрения, перегрузка определяется как заполнение кольца передачи в интерфейсе. Кольцо является специальной структурой управления буферами. Каждый интерфейс поддерживает пару колец: кольцо приема для получения пакетов и кольцо передачи для передачи пакетов. Величина колец изменяется с помощью контроллера интерфейса и зависит от пропускной способности интерфейса или виртуального канала. Например, команда show atm vc {vcd} используется для отображения значения кольца передачи на порту адаптера PA-A3 ATM. Дополнительные сведения см. в разделе Сведения о значении tx-ring-limit и его настройка

7200-1# show atm vc 3 
ATM5/0.2: VCD: 3, VPI: 2, VCI: 2 
VBR-NRT, PeakRate: 30000, Average Rate: 20000, Burst Cells: 94 
AAL5-LLC/SNAP, etype:0x0, Flags: 0x20, VCmode: 0x0 
OAM frequency: 0 second(s) 
PA TxRingLimit: 10 
InARP frequency: 15 minutes(s) 
Transmit priority 2 
InPkts: 0, OutPkts: 0, InBytes: 0, OutBytes: 0 
InPRoc: 0, OutPRoc: 0 
InFast: 0, OutFast: 0, InAS: 0, OutAS: 0 
InPktDrops: 0, OutPktDrops: 0 
CrcErrors: 0, SarTimeOuts: 0, OverSizedSDUs: 0 
OAM cells received: 0 
OAM cells sent: 0 
Status: UP 

Cisco IOS, также рассматриваемый как процессор уровня 3, и драйвер интерфейса используют кольцо передачи при отправлении пакетов на физический носитель. Два процессора осуществляют совместную работу следующим образом:

  • Интерфейс передает пакеты в соответствии со скоростью интерфейса или скоростью формирования пакетов.

  • Этот интерфейс поддерживает очередь аппаратных ресурсов или кольцо передачи, где он хранит пакеты, ожидающие проводной передачи.

  • При заполнении очереди аппаратных ресурсов или кольца передачи интерфейс возвращает избыточные данные в систему процессора уровня 3. Интерфейс извещает процессор уровня 3 о прекращении вывода пакетов из очереди в кольцо передачи интерфейса, поскольку кольцо заполнено. В этом случае процессор уровня 3 хранит избыточные пакеты в очередях уровня 3.

  • Когда интерфейс отправляет пакеты на кольцо передачи и очищает кольцо, оно снова располагает достаточным количеством буферов для хранения пакетов. Интерфейс уведомляет процессор об освобождении кольца, и процессор уровня 3 выводит пакеты из очереди в интерфейс.

Самая важная особенность этой системы связи заключается в том, что интерфейс определяет, что кольцо передачи заполнилось, и перестает принимать новые пакеты из системы процессора уровня 3. Таким образом, когда интерфейс перегружен, решение об отбрасывании пакетов меняется со случайного отбрасывания последних в очереди FIFO кольца передачи на другое решение, основанное на служебных политиках уровня IP, реализуемых процессором уровня 3.

Разница между "пакетами" и "совпадающими пакетами"

Далее необходимо понять, в каких случаях маршрутизатор использует трехуровневую очередность, поскольку служебные политики применяются только к пакетам, находящимся в очередях уровня 3.

Данная таблица демонстрирует нахождение пакетов в очереди уровня 3. Локально созданные пакеты всегда обрабатываются коммутатором и направляются в очередь третьего уровня до передачи в драйвер интерфейса. Пакеты быстрой обработки коммутатором и пакеты, обработанные с помощью Cisco Express Forwarding (CEF), отправляются напрямую в кольцо передачи и остаются в очереди уровня 3 только тогда, когда кольцо передачи заполнено.

Тип пакета

Перегрузка

Отсутствие перегрузки

Локально созданные пакеты, включающие в себя пакеты Telnet и эхо-запросы

Да

Да

Другие пакеты, обрабатываемые коммутатором

Да

Да

Пакеты CEF (с быстрой коммутацией)

Да

Нет

В этом примере показано применение данных рекомендаций к выходным данным команды show policy-map interface (четыре основных счетчика выделены полужирным шрифтом):

7206# show policy-map interface atm 1/0.1 
 ATM1/0.1: VC 0/100 - 
  Service-policy output: cbwfq (1283) 
    Class-map: A (match-all) (1285/2) 
      28621 packets, 7098008 bytes 
      5 minute offered rate 10000 bps, drop rate 0 bps 
      Match: access-group 101 (1289) 
      Weighted Fair Queueing 
        Output Queue: Conversation 73 
        Bandwidth 500 (kbps) Max Threshold 64 (packets) 
        (pkts matched/bytes matched) 28621/7098008 
        (depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0 
    Class-map: B (match-all) (1301/4) 
      2058 packets, 148176 bytes 
      5 minute offered rate 0 bps, drop rate 0 bps 
      Match: access-group 103 (1305) 
      Weighted Fair Queueing 
        Output Queue: Conversation 75 
        Bandwidth 50 (kbps) Max Threshold 64 (packets) 
        (pkts matched/bytes matched) 0/0 
        (depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0 
    Class-map: class-default (match-any) (1309/0) 
      19 packets, 968 bytes 
      5 minute offered rate 0 bps, drop rate 0 bps 
      Match: any  (1313)

Эта таблица определяет счетчики, выделенные полужирным шрифтом:

Счетчик

Пояснение

28621 packets, 7098008 bytes

Количество пакетов, соответствующих критериям класса. Счетчик увеличивается независимо от того, перегружен ли интерфейс или нет.

(pkts matched/bytes matched) 28621/7098008

Количество пакетов, соответствующих критериям класса в момент перегрузки интерфейса. Другими словами, кольцо передачи интерфейса было заполнено, а драйвер и система процессора уровня 3 работали совместно, отправляя пакеты в очередь уровня 3, где применяются служебные политики. Пакеты, обрабатываемые коммутатором, проходят через трехуровневую систему организации очереди, таким образом увеличивая счетчик "совпадающих пакетов".

Class-map: B (match-all) (1301/4)

Эти числа определяют внутренний идентификатор, используемый в информационной базе управления (MIB) CISCO-CLASS-BASED-QOS-MIB. В текущих версиях Cisco IOS они больше не отображаются в выходных данных команды show policy-map.

5 minute offered rate 0 bps, drop rate 0 bps

Чтобы изменить это значение и сделать его мгновенным, используйте команду load-interval. Самое низкое значение составляет 30 секунд. Тем не менее, выходные данные команды show policy-map interface обновляются каждые 10 секунд. Поскольку команда эффективно обеспечивает быстрое отображение данных в конкретный момент времени, статистика может не отражать временное увеличение размера очереди.

При отсутствии перегрузки нет необходимости формирования избыточных пакетов. При перегрузке пакеты с CEF и пакеты с быстрой коммутацией могут отправляться в очередь уровня 3. Обратите внимание, как в руководстве по настройке ПО Cisco IOS определяется понятие перегрузки: "При использовании средств управления перегрузкой пакеты, накапливаемые в интерфейсе, отправляются в очередь для ожидания возможности их передачи интерфейсом; далее они распределяются в соответствии с приоритетом выполнения и механизмом формирования очереди, настроенным для данного интерфейса."

Как правило, значение счетчика "пакетов" намного превышает значение счетчика "совпадающих пакетов". Если значения двух счетчиков примерно совпадают, то интерфейс получает большое количество коммутируемых пакетов либо испытывает сильную перегрузку. Оба эти условия должны быть изучены для обеспечения оптимальной пересылки пакетов.

Назначение номеров сессий

В этом разделе объясняется, каким образом маршрутизатор назначает номера сессий для очередей, созданных во время использования служебной политики.

Router# show policy-map interface s1/0.1 dlci 100 
 Serial1/0.1: DLCI 100 - 
 output : mypolicy 
  Class voice 
   Weighted Fair Queueing 
       Strict Priority 
       Output Queue: Conversation 72 
         Bandwidth 16 (kbps) Packets Matched 0 
        (pkts discards/bytes discards) 0/0 
  Class immediate-data 
   Weighted Fair Queueing 
       Output Queue: Conversation 73 
         Bandwidth 60 (%) Packets Matched 0 
         (pkts discards/bytes discards/tail drops) 0/0/0 
         mean queue depth: 0 
         drops: class  random   tail     min-th   max-th   mark-prob 
                0      0        0        64       128      1/10 
                1      0        0        71       128      1/10 
                2      0        0        78       128      1/10 
                3      0        0        85       128      1/10 
                4      0        0        92       128      1/10 
                5      0        0        99       128      1/10 
                6      0        0        106      128      1/10 
                7      0        0        113      128      1/10 
                rsvp   0        0        120      128      1/10 
  Class priority-data 
   Weighted Fair Queueing 
       Output Queue: Conversation 74 
         Bandwidth 40 (%) Packets Matched 0 Max Threshold 64 (packets) 
         (pkts discards/bytes discards/tail drops) 0/0/0 
  Class class-default 
   Weighted Fair Queueing 
       Flow Based Fair Queueing 
       Maximum Number of Hashed Queues 64  Max Threshold 20 (packets)

Класс по умолчанию (class-default) – это класс, по которому обрабатывается трафик, если этот трафик не соответствует критериям других классов, политики которых определены в схеме политик. Команда fair-queue позволяет определить номера динамических очередей, по которым классифицируются и распределяются данные IP-потоков. В качестве альтернативы маршрутизатор назначает номера по умолчанию для очередей, выведенные на основе полосы пропускания в интерфейсе или виртуальном канале. В обоих случаях поддерживаются значения, равные степени двух, в диапазоне от 16 до 4096.

В следующей таблице содержатся значения по умолчанию для интерфейсов и для постоянных виртуальных каналов (PVC) ATM:

Число динамических очередей по умолчанию как функция полосы пропускания интерфейса

Ширина полосы пропускания

Число динамических очередей

Меньше или равна 64 Кбит/с

16

Больше 64 Кбит/с и меньше или равна 128 Кбит/с

32

Больше 128 Кбит/с и меньше или равна 256 Кбит/с

64

Больше 256 Кбит/с и меньше или равна 512 Кбит/с

128

Больше 512 Кбит/с

256

Число динамических очередей по умолчанию как функция постоянных виртуальных каналов ATM

Ширина полосы пропускания

Число динамических очередей

Меньше или равна 128 Кбит/с

16

Больше 128 Кбит/с и меньше или равна 512 Кбит/с

32

Больше 512 Кбит/с и меньше или равна 2000 Кбит/с

64

Больше 2000 Кбит/с и меньше или равна 8000 Кбит/с

128

Больше 8000 Кбит/с

256

В зависимости от числа зарезервированных очередей, формируемых по алгоритму взвешивания, Cisco IOS определяет номер сессии или очереди, как показано в таблице ниже:

Номер сессии / Номер очереди

Тип трафика

1 - 256

Очереди основного потока данных. Трафику, который не соответствует пользовательскому классу, будет назначен класс по умолчанию и одна из очередей потока.

257 - 263

Зарезервировано для протокола обнаружения Cisco (CDP) и для пакетов, отмеченных внутренним флагом высокого приоритета.

264

Зарезервированная очередь для приоритетного класса (классы, настроенные с помощью команды priority). Значение "Абсолютного приоритета" для данного класса отображается в выходных данных команды show policy-map interface. Приоритетная очередь использует идентификатор сессии, равный числу, на 8 единиц превышающему число динамических очередей.

265 и выше

Очереди для классов, созданных пользователем.

Подтверждение служебной политики

Выполните следующие действия для проверки счетчика "совпадающих пакетов" и служебной политики.

  1. Смоделируйте перегрузку с расширенным эхо-запросом, используя большой размер эхо-запроса и большое число эхо-запросов. Также попытайтесь загрузить файл большого размера с сервера FTP. Файл представляет собой "ненужные" данные и заполняет полосу пропускания интерфейса.

  2. Уменьшите размер кольца передачи интерфейса с помощью команды tx-ring-limit. Уменьшение этого значения усиливает использование параметра QoS в ПО Cisco IOS.

    interface ATMx/y.z point-to-point 
    ip address a.b.c.d M.M.M.M 
    PVC A/B 
    tx-ring-limit <size>
    service-policy output test
  3. Задайте размер как число пакетов для маршрутизаторов серий 2600 и 3600 или как число единиц памяти для маршрутизаторов серий 7200 и 7500.

  4. Убедитесь, что поток данных совпадает с параметрами ввода-вывода политики. Например, чтобы загрузить файл с FTP, сервер создает перегрузку в направлении приема, потому что он отсылает фреймы максимального размера, а клиентский ПК возвращает небольшие пакеты подтверждения (сигналы ACK).


Связанные обсуждения сообщества поддержки Cisco

В рамках сообщества поддержки Cisco можно задавать и отвечать на вопросы, обмениваться рекомендациями и совместно работать со своими коллегами.


Дополнительные сведения


Document ID: 10107