استكشاف أخطاء PoE Imax وإصلاحها على مُبدّلات Catalyst 3650/3850

المقدمة

يوضح هذا المستند كيفية أستكشاف أخطاء IMAX في التزويد بالطاقة عبر شبكة الإيثرنت (PoE) وإصلاحها على محولات Catalyst 3650/3850 switches.

معلومات أساسية

يتم إستخدام تقنية التزويد بالطاقة عبر شبكة إيثرنت (PoE) من قبل محولات Catalyst 3650/3850 switches لتوفير الطاقة للأجهزة الخارجية مثل نقاط الوصول اللاسلكية (APs) وهواتف بروتوكول الإنترنت (IP)، وما إلى ذلك عبر كبل الإيثرنت الذي يربطها بالمحول.

ما هي أخطاء IMAX

يحدث خطأ في Imax عندما يقوم منفذ قادر على دعم تقنية التزويد بالطاقة عبر شبكة إيثرنت (PoE) على المحول بسحب طاقة أكثر مما تم التفاوض عليه. عند ظهور جهاز IEEE يتم تشغيله (PD)، يتم تصنيفه في فئة. اعتمادا على الفئة التي يتوفر فيها الجهاز، يتم تخصيص كمية معينة من الواط للمحول الذي يعمل كمعدات مصدر الطاقة (PSE). يمكن إعادة التفاوض حول هذا الأمر لاحقا بواسطة الجهاز الذي يستخدم بروتوكول أستكشاف Cisco (CDP) أو بروتوكول اكتشاف طبقة الارتباط (LLDP) لطلب طاقة أكثر أو أقل. وذلك للسماح بموازنة الطاقة.

يضمن برنامج Pd عدم استمداد طاقة أكثر مما هو مخصص له. يتحكم المحول في هذا الأمر من خلال تعيين قيمة Icutoff. هذه هي القيمة التي يتم تعيينها على وحدة التحكم كعلامة عالية. عندما يتجاوز الجهاز قيمة ICUTOFF، يتوقف المحول عن توفير الطاقة ويسجل خطأ IMAX يشير إلى أن الجهاز المرفق تجاوز القدرة التعويضية.

مقارنة بالأجهزة القديمة

يستخدم المحول Catalyst 3650/3850 وحدة تحكم في التزويد بالطاقة عبر شبكة إيثرنت (PoE) أكثر تحسين. حيث لا تدعم الأجهزة الأقدم مثل المادة حفازة 3750 الكثير من القابلية للتعديل فيما يتعلق بتعيين قيم ICUTOFF، فإن المادة حفازة 3650 و 3850 تدعمهم. يؤدي هذا غالبا إلى إدراك أن Catalyst 3650/3850 تواجه مشاكل لا تواجهها الأجهزة الأقدم. ولكن في كل الحالات تقريبا، يكون هذا مجرد تصور. تتميز الأجهزة الأقدم بقدر أقل من القابلية للتقسيم في تنظيم الطاقة، مما يسمح للمشغل (PD) باستقطاب قدر أكبر من الطاقة مقارنة بالتفاوض. يقوم المحول Catalyst 3650/3850 بالتحكم في الطاقة المسحوبة بدقة أكبر، وعلى هذا النحو، يمكن أن تحدث أخطاء IMAX على Catalyst 3650/3850 حيث لن يظهر اتصال من نفس الجهاز بمحول أقدم أي مشكلة.

أستكشاف أخطاء IMAX وإصلاحها

إن تحديد مقدار الطاقة التي يستمدها أي برنامج إنمائي في الحقل ليس بالأمر السهل. عندما تكتشف وحدة التحكم في الطاقة على المحول وجود مزيد من الطاقة يتم سحبها على منفذ ما، فإنها تقوم بإيقاف تشغيل المنفذ وإبلاغ Cisco IOS® بحقيقة أن المنفذ (PD) تجاوز الحد الأقصى للطاقة المخصصة. في برنامج Cisco IOS، يمكنك رؤية إستخدام الطاقة المرسوم حاليا لكل منفذ باستخدام الأمر 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

يتم قياس القيمة المقاسة الموضحة في المنفذ في هذا الإخراج بواسطة وحدة التحكم. يتم جمع هذه المعلومات كل بضع ثوان وتعطي بعض الإشارة عن القوة المرسومة. تبدو القيمة الموضحة باستخدام الحد الأقصى للطاقة المرسومة مفيدة لاستكشاف أخطاء Imax وإصلاحها، ولكن للأسف، هذا مجرد عرض تاريخي لما كان الحد الأقصى للطاقة الذي تم استقطابه بواسطة الجهاز. في حالة حدوث خطأ Imax، لا يتم إرسال تقرير عن الطاقة التي تم سحبها في ذلك الوقت إلى Cisco IOS ويتعذر عرضها هناك.

كما يمكن رؤيته في المثال، القيمة المخصصة للمنفذ هي 15 وات. هذه هي قيمة القطع التي تتم برمجتها على الواجهة. قبل Cisco بق id CSCuy7423، برمجت القيمة Icutoff بانتظام على ميناء. في كل مرة يتم فيها تلقي حزمة CDP، يمكن إعادة برمجة القيمة. بعد Cisco بق id CSCuy74231 (ثابت في cisco ios XE 3.6.5E و 3.7.5 أو متأخر) تم تحسين هذه البرمجة. وهذا يقلل من إمكانية الفشل في إعادة برمجة قيمة ICUTOFF مما يؤدي إلى حدوث خطأ في IMAX.

يمكن عرض برمجة قيمة Icutoff من خلال أمرين. إما عبر التتبع الذي يمكن فيه تجميع السجل تاريخيا أو يمكن تمكين تصحيح الأخطاء لتسجيل رسالة تصحيح الأخطاء عند حدوثها. الأوامر للحصول على هذا هي:

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

لا يمكن تنفيذ الأمر show trace إلا إذا كان المحول النشط في المكدس قادرا على التزويد بالطاقة عبر شبكة إيثرنت. وإلا، فسيلزم هذا الأمر للاتصال أولا بمحول عضو التزويد بالطاقة عبر شبكة إيثرنت (PoE) في المكدس لتنفيذه:

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)

كما ذكر آنفا، انها عملية معقدة لتشخيص أخطاء الإيماكس. لا توجد معلومات كثيرة تم تسجيلها في الوقت الذي يحدث فيه خطأ Imax. تقوم وحدة التحكم بإيقاف تشغيل المنفذ، وكان PD سيفقد جميع السجلات فيما يتعلق بما كان يفعله في الوقت الذي يستمد فيه طاقة أكثر من الطاقة المخصصة. ليس من السهل قياس الطاقة المرسومة بمنفذ ما في الحقل، لكن مع الطاقة المخصصة الثابتة يمكن التحديد. ومن خلال تخصيص قدر من الطاقة أكبر من المطلوب بشكل ديناميكي، يصبح من الممكن تحديد مقدار الطاقة التي سوف يستهلكها المنتج والتي قد تؤدي إلى تجاوز عتبة Icutoff. يمكن تكوين الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة الثابت على منفذ محول باستخدام الأمر 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

تفاوض الطاقة

تشتمل مختلف فئات IEEE على مستويات محددة من إستخدام الطاقة. يتم إجراء مزيد من التفاوض على الطاقة بين مصدر الطاقة وعامل الأمان (PSE) باستخدام بروتوكول CDP أو بروتوكول LLDP. يلعب تفاوض الطاقة دورا هاما عندما تنظر إلى أخطاء Imax. يطلب PD مقدار الطاقة التي يمكن تخصيصها له، ولكن يمكنه أيضا التأكد من أنه لا يمكن أن يتجاوز القيمة المطلوبة.

الفئة                   PSE           نقطة المنتج 

الفئة 0/القيمة الافتراضية 15.4w 12.95w

طراز 1 4.0w بقدرة 3.84 وات 

الفئة 2 بقدرة 7.0 وات بقدرة 6.49 وات

طراز 15.4W من الفئة 3 بقدرة 12.95 وات

طراز 4 بقدرة 30.0 وات بقدرة 25.50 وات

وفقا لهذا الجدول، واعتمادا على الفئة التي يتم اكتشافها، يسمح المحول (PSE) بسحب الحد الأقصى المحدد للطاقة. من المهم ملاحظة أن المعيار يحدد أيضا الطاقة التي يمكن أن يستهلكها المنتج. تخصص المعايير لميزانية الطاقة التي يتم إستخدامها من خلال الكابلات بين PSE و PD. وهذا يسلط الضوء أيضا على مدى أهمية معرفة نوع الكبلات المستخدمة عند التحقق من أخطاء Imax، وتحديد الظروف التي يمكن أن تحدث فيها أكثر من غيرها.

وفوق التصنيف، يتم إكمال التفاوض على الطاقة باستخدام بروتوكول CDP أو بروتوكول LLDP. وهذا يسمح للمحول بتخصيص طاقة أكثر أو أقل مما قامت الفئة بتعيينه كحد أقصى.

كما يمكن ملاحظته في المثال التالي، يظهر PD (نقطة الوصول في هذه الحالة). قبل إجراء تفاوض الطاقة، تم تخصيص طاقة طاقة طاقة طاقة تقدر ب 15.4 وات تم تعيينها للفئة.

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 

الآن، بمجرد حدوث مفاوضات الطاقة، يخصص المحول طاقة أقل. في إخراج الأمر show cdp neg <if> detail هي مستويات الطاقة المختلفة المطلوبة. في حين أن بعض الأجهزة قد تحتاج إلى متطلبات واحدة فقط، فهناك أجهزة قد تحتاج إلى مستويات طاقة متعددة. على سبيل المثال، تتمتع نقاط الوصول بالقدرة على تشغيل أجهزة الراديو أو إسقاطها إذا لم يتم منحها الطاقة الكاملة. في هذا المثال، يتطلب PD إما 15000 أو 14500 مللي واط.

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

ويظهر إستخدام بروتوكول LLDP بدلا من بروتوكول CDP النتائج نفسها. مع تشغيل وحدة توزيع الطاقة، فإن الجهاز يستلم 15.4 وات بالكامل وفقا للفئة. 

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

بمجرد أن يبدأ التحميل، يتم خفض التخصيص.

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

يظهر الإخراج من الأمر show power inline <interface> detail المزيد من المعلومات فيما يتعلق بالتفاوض الذي يتم إجراؤه مقارنة بما هو موضح بواسطة CDP. وهناك أيضا فارق رئيسي آخر بين بروتوكول CDP وبروتوكول LLDP فيما يتصل بالتفاوض على الطاقة. تفاوض بروتوكول CDP على مقدار الطاقة المتوفرة في المنفذ (15 وات). ومع ذلك، باستخدام LLDP، تلاحظ أن PD لا يفاوض الطاقة التي يمكن أن يوفرها المنفذ. يطلب مقدار الطاقة التي يرغب شرطة العاصمة في الحصول عليها. في هذه الحالة، تبلغ 12.7 واط. يجب أن يعوض المحول (PSE) عن الخسارة في الكابلات ويخصص 15 وات للمنفذ. ومع إجراء مفاوضات الطاقة، فمن الأساسي أيضا تحديد مقدار الطاقة المطلوبة في وقت حدوث الفشل. يمكن أن تساعد معرفة طول فترة تشغيل الجهاز والأحداث التي يمكن أن تحدث في وقت حدوث الخطأ في توفير المزيد من التفاصيل حول السبب الجذري. على سبيل المثال، هاتف بروتوكول الإنترنت الذي يخرج من النوم ويفتح شاشته بشكل كامل يمكن أن يستمد المزيد من الطاقة مؤقتا.

ملخص

من الصعب تحديد السبب الدقيق لأخطاء الإيماكس. في جميع الحالات تقريبا، توجد مشكلة في حصول "قاعدة بيانات المنتج" على مزيد من السلطة، ويلزم إشراك بائع "قاعدة البيانات" من أجل التحقيق في سبب تجاوزه للسلطة التي تفاوض عليها مع المحول.

كما أنه من المهم للغاية التحقيق في نوع الكابلات وطولها لأن ذلك يغير الخصائص الكهربائية ويؤثر على كمية الطاقة المستمدة من المنفذ. ومن المهم أيضا التحقيق في التفاوض بشأن الطاقة والتأكد من أن الطاقة المطلوبة بواسطة الجهاز هي أيضا مقدار الطاقة التي يتم تخصيصها. وفي حالة بروتوكول LLDP، يلزم تخصيص ميزانية إضافية للكابلات بين نقطة الإنتاج والخدمة الخاصة. في بعض الحالات، مع إستخدام الطاقة المخصصة بشكل ثابت، من الممكن التعامل مع أخطاء Imax و/أو تحديد مقدار الطاقة التي يتفوق عليها الجهاز على منفذ ما. لا يمكن تحقيق التأكيد على أن الطاقة pd تتجاوز كمية الطاقة المخصصة لها إلا من خلال أجهزة قياس الطاقة واختبارها.

في الإصدارين 3.6.5 و 3.7.5 من Cisco IOS XE والإصدارات الأحدث، تم إجراء بعض التحسينات حول أخطاء IMAX:

• تم تخفيض مقدار إعادة برمجة قيمة Icutoff إلى المنفذ.
• تمت زيادة السماح الممنوح لقوة السحب الزائدة، وفي بعض الحالات قد يكون ذلك كافيا لمنع خطأ Imax.
• تم حل بعض سيناريوهات الحالات الجانبية حيث يمكن أن يكون حدث خطأ Imax كتنبيه خاطئ.