Verstehen der Paketzähler in der Ausgabe der Dienstrichtlinienschnittstelle

Einleitung

In diesem Dokument wird das Verständnis  show policy-map interface  Ausgabe und Überwachung der Ergebnisse einer Quality of Service (QoS)-Dienstrichtlinie

Voraussetzungen

Anforderungen

Es gibt keine spezifischen Anforderungen für dieses Dokument.

Verwendete Komponenten

Dieses Dokument ist nicht auf bestimmte Software- und Hardware-Versionen beschränkt.

Die Informationen in diesem Dokument beziehen sich auf Geräte in einer speziell eingerichteten Testumgebung. Alle Geräte, die in diesem Dokument benutzt wurden, begannen mit einer gelöschten (Nichterfüllungs) Konfiguration. Wenn Ihr Netzwerk in Betrieb ist, stellen Sie sicher, dass Sie die möglichen Auswirkungen aller Befehle kennen.

Konventionen

Weitere Informationen zu Dokumentkonventionen finden Sie in den technischen Tipps von Cisco zu Konventionen.

Staudefinition

Um zu verstehen, wie die   show policy-map interface  -Befehls ein, müssen Sie zunächst die Überlastung verstehen.

Überlastungen werden in der Übersicht über das Überlastungsmanagement konzeptionell als "Pakete kommen an der ausgehenden Schnittstelle schneller an, als die Schnittstelle sie senden kann" definiert.

Anders ausgedrückt: Eine Überlastung tritt in der Regel dann auf, wenn eine schnelle Eingangsschnittstelle eine relativ langsame Ausgangsschnittstelle speist. Ein gängiger Überlastungspunkt ist ein Router in einer Außenstelle mit einem Ethernet-Port zum LAN und einem seriellen Port zum WAN. Benutzer im LAN-Segment generieren 10 Mbit/s Datenverkehr, der in ein T1 mit 1,5 Mbit/s Bandbreite eingespeist wird.

Eine Überlastung tritt auf, wenn der Übertragungsring an der Schnittstelle voll wird. Ein Ring ist eine spezielle Pufferkontrollstruktur. Jede Schnittstelle unterstützt zwei Ringe: einen Empfangsring für empfangene Pakete und einen Übertragungsring für übertragene Pakete. Die Größe der Ringe variiert je nach Schnittstellencontroller und Bandbreite der Schnittstelle bzw. virtuellen Schaltung (VC). Verwenden Sie beispielsweise das  show atm vc    -Befehl, um den Wert des Übertragungsrings auf einem PA-A3-ATM-Port-Adapter anzuzeigen. 

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, auch als Layer-3-Prozessor (L3) bezeichnet, und der Schnittstellentreiber verwenden den Übertragungsring, wenn Pakete auf die physischen Medien übertragen werden. Die beiden Prozessoren arbeiten auf diese Weise zusammen:

• Die Schnittstelle überträgt Pakete entsprechend der Schnittstellenrate oder einer definierten Rate.

• Die Schnittstelle unterhält eine Hardware-Warteschlange oder einen Übertragungsring, in dem die Pakete gespeichert werden, die auf die Übertragung über die physische Leitung warten.

• Wenn die Hardwarewarteschlange oder der Übertragungsring voll sind, stellt die Schnittstelle einen expliziten Gegendruck für das L3-Prozessorsystem bereit. Die Schnittstelle benachrichtigt den L3-Prozessor, dass die Dewarteschlange für Pakete an den Schnittstellen-Übertragungsring beendet wird, da der Übertragungsring voll ist. Der L3-Prozessor speichert nun die überschüssigen Pakete in den L3-Warteschlangen.

• Wenn die Schnittstelle die Pakete auf dem Übertragungsring sendet und den Ring leert, stehen wieder genügend Puffer zur Verfügung, um die Pakete zu speichern. Er löst den Gegendruck aus, und der L3-Prozessor löscht neue Pakete aus der Warteschlange an der Schnittstelle.

Der wichtigste Aspekt dieses Kommunikationssystems ist, dass die Schnittstelle erkennt, dass ihr Sendering voll ist, und den Empfang neuer Pakete vom L3-Prozessorsystem drosselt. Wenn die Schnittstelle überlastet ist, wird die Entscheidung über das Verwerfen daher von einer zufälligen, zuletzt/zuerst verworfenen Entscheidung in der FIFO-Warteschlange (First In, First Out) des Übertragungsrings in eine differenzierte Entscheidung auf der Grundlage von durch den L3-Prozessor implementierten IP-Level-Dienstrichtlinien verschoben.

Unterschied zwischen übereinstimmenden Paketen und Paketen

Da Service-Richtlinien nur für Pakete gelten, die in Layer-3-Warteschlangen gespeichert sind, müssen Sie wissen, wann Ihr Router die L3-Warteschlangen verwendet.

Diese Tabelle zeigt, wann sich Pakete in der L3-Warteschlange befinden. Lokal generierte Pakete werden immer prozessgesteuert und zuerst an die L3-Warteschlange übermittelt, bevor sie an den Schnittstellentreiber weitergeleitet werden. Fast-Switched- und Cisco Express Forwarding (CEF)-Switched-Pakete werden direkt an den Übertragungsring übermittelt und befinden sich nur dann in der L3-Warteschlange, wenn der Übertragungsring voll ist.

Pakettyp	Verkehrsstaus	Non-Congestion
Lokal generierte Pakete, einschließlich Telnet-Pakete und Pings	Ja	Ja
Andere Pakete, die prozessgesteuert sind	Ja	Ja
CEF- oder Fast-Switched-Pakete	Ja	Nein

In diesem Beispiel werden die vorherigen Richtlinien für die   show policy-map interface  Ausgabe (die vier Schlüsselzähler sind fett dargestellt):

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)

Diese Tabelle definiert die fett formatierten Zähler.

Zähler	Erläuterung
28621 Pakete, 7098008 Bytes	Die Anzahl der Pakete, die den Kriterien der Klasse entsprechen Dieser Zähler erhöht, ob die Schnittstelle überlastet ist oder nicht.
(Pkte abgeglichen/Bytes abgeglichen) 28621/7098008	Die Anzahl der Pakete, die den Kriterien der Klasse bei Überlastung der Schnittstelle entsprechen. Mit anderen Worten: Der Übertragungsring der Schnittstelle war voll, und der Treiber und das L3-Prozessorsystem arbeiteten zusammen, um die überzähligen Pakete in die L3-Warteschlangen zu stellen, für die die Dienstrichtlinie gilt. Prozessgeschaltete Pakete durchlaufen immer das L3-Warteschlangensystem und erhöhen so den Zähler "Übereinstimmende Pakete".
Klassenzuordnung: B (alle Treffer) (1301/4)	Diese Nummern definieren eine interne ID, die mit der CISCO-CLASS-BASED-QOS-MIB Management Information Base (MIB) verwendet wird. Sie werden in den aktuellen Versionen von Cisco IOS nicht mehr in der Ausgabe von "show policy-map" angezeigt.
5 Minuten angebotene Rate 0 Bit/s, Verlustrate 0 Bit/s	Verwenden Sie  load-interval   -Befehl, um diesen Wert zu ändern und ihn zu einem aktuelleren Wert zu machen. Der niedrigste Wert beträgt 30 Sekunden. Statistiken werden jedoch im  show policy-map interface  alle 10 Sekunden aktualisiert. Da der Befehl zu einem bestimmten Zeitpunkt effektiv einen Snapshot bereitstellt, spiegeln die Statistiken keine vorübergehende Vergrößerung der Warteschlange wider.

Ohne Überlastung müssen keine überzähligen Pakete in die Warteschlange gestellt werden. Bei einer Überlastung können Pakete, darunter CEF- und Fast-Switched-Pakete, in die L3-Warteschlange gestellt werden. Gehen Sie zurück, wie Cisco Congestion Management Overview Congestion als Pakete definiert, die sich an der Schnittstelle akkumulieren und in Warteschlangen eingereiht werden, bis die Schnittstelle verfügbar ist, um sie zu senden. Die Pakete werden dann basierend auf ihrer zugewiesenen Priorität und dem für die Schnittstelle konfigurierten Warteschlangenmechanismus geplant.

Normalerweise ist der Zähler für Pakete viel größer als der Zähler für übereinstimmende Pakete. Wenn die Werte der beiden Zähler etwa gleich sind, empfängt die Schnittstelle derzeit eine große Anzahl prozessgeschalteter Pakete oder ist stark überlastet. Beide Bedingungen müssen untersucht werden, um eine optimale Paketweiterleitung zu gewährleisten.

Zuordnung von Konversationsnummern

In diesem Abschnitt wird erläutert, wie der Router Gesprächsnummern für die Warteschlangen zuweist, die bei Anwendung der Servicerichtlinie erstellt werden.

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)

Die class-default-Klasse ist die Standardklasse, an die der Datenverkehr weitergeleitet wird, wenn dieser Datenverkehr nicht die Übereinstimmungskriterien anderer Klassen erfüllt, deren Richtlinie in der Richtlinienzuordnung definiert ist. Die Fehlermeldung  fair-queue  können Sie die Anzahl der dynamischen Warteschlangen angeben, in die Ihre IP-Datenflüsse sortiert und klassifiziert werden sollen. Alternativ weist Ihr Router eine Standardanzahl von Warteschlangen zu, die von der Bandbreite der Schnittstelle oder VC abgeleitet sind. Unterstützte Werte sind in beiden Fällen eine Potenz von zwei, in einem Bereich von 16 bis 4096.

In dieser Tabelle sind die Standardwerte für Schnittstellen und für ATM Permanent Virtual Circuits (PVCs) aufgeführt:

Standardanzahl dynamischer Warteschlangen als Funktion der Schnittstellenbandbreite

Bandbreitenbereich	Anzahl der dynamischen Warteschlangen
Kleiner als oder gleich 64 Kbit/s	16
Mehr als 64 Kbit/s und weniger als oder gleich 128 Kbit/s	32
Mehr als 128 Kbit/s und weniger als oder gleich 256 Kbit/s	64
Mehr als 256 Kbit/s und kleiner/gleich 512 Kbit/s	128
Mehr als 512 Kbit/s	256

Standardanzahl dynamischer Warteschlangen als Funktion der ATM-PVC-Bandbreite

Bandbreitenbereich	Anzahl der dynamischen Warteschlangen
Kleiner als oder gleich 128 Kbit/s	16
Mehr als 128 Kbit/s und kleiner/gleich 512 Kbit/s	32
Mehr als 512 Kbit/s und weniger als oder gleich 2000 Kbit/s	64
über 2.000 Kbit/s und kleiner/gleich 8.000 Kbit/s	128
Mehr als 8.000 Kbit/s	256

Basierend auf der Anzahl der reservierten Warteschlangen für gewichtete, faire Warteschlangen weist Cisco IOS eine Unterhaltungs- oder Warteschlangennummer zu, wie in der folgenden Tabelle gezeigt:

Gespräch-/Warteschleifennummer	Art des Datenverkehrs
1-256	Allgemeine datenflussbasierte Datenverkehrswarteschlangen. Datenverkehr, der nicht mit einer vom Benutzer erstellten Klasse übereinstimmt, kann mit Klassenstandard und einer der datenflussbasierten Warteschlangen übereinstimmen.
257-263	Reserviert für Cisco Discovery Protocol (CDP) und für Pakete, die mit einer internen Markierung mit hoher Priorität versehen sind.
264	Reservierte Warteschlange für die Prioritätsklasse (Klassen, die mit dem priority-Befehl konfiguriert wurden). Suchen Sie in der Ausgabe der Schnittstelle show policy-map nach dem Wert "Strict Priority" für die Klasse. Die Prioritätswarteschlange verwendet eine Konversations-ID, die der Anzahl der dynamischen Warteschlangen plus acht entspricht.
265 und höher	Warteschlangen für vom Benutzer erstellte Klassen

Service-Richtlinie bestätigen

Führen Sie die folgenden Schritte aus, wenn Sie den Zähler für die Übereinstimmung der Pakete und Ihre Dienstrichtlinie testen müssen:

1. Simulieren Sie Überlastungen mit einem erweiterten Ping mit einer großen Ping-Größe und einer großen Anzahl von Pings. Versuchen Sie außerdem, eine große Datei von einem FTP-Server (File Transfer Protocol) herunterzuladen. Die Datei stellt belastende Daten dar und füllt die Schnittstellenbandbreite aus.

2. Verkleinern Sie den Schnittstellen-Übertragungsring mit dem  tx-ring-limit  aus. Eine Reduzierung dieses Werts beschleunigt die Verwendung der QoS in der Cisco IOS-Software.

   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. Geben Sie die Größe als Anzahl der Pakete für Router der Serien 2600 und 3600 oder als Anzahl der Speicherpartikel für Router der Serien 7200 und 7500 an.

4. Stellen Sie sicher, dass der Datenverkehrsfluss mit dem Eingabe- oder Ausgabeparameter der Richtlinie übereinstimmt. Wenn Sie beispielsweise eine Datei von einem FTP-Server herunterladen, wird die Empfangsrichtung beeinträchtigt, da der Server große Frames mit MTU sendet und der Client-PC kleine Bestätigungen (ACKs) zurückgibt.

Zugehörige Informationen

• LAN-Quality-of-Service
• Technischer Support und Downloads von Cisco