QoS-Grundlagen und Standardverhalten in der Klasse im SD-WAN

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Aktualisiert:16. Januar 2025

Dokument-ID:222695

Inklusive Sprache

In dem Dokumentationssatz für dieses Produkt wird die Verwendung inklusiver Sprache angestrebt. Für die Zwecke dieses Dokumentationssatzes wird Sprache als „inklusiv“ verstanden, wenn sie keine Diskriminierung aufgrund von Alter, körperlicher und/oder geistiger Behinderung, Geschlechtszugehörigkeit und -identität, ethnischer Identität, sexueller Orientierung, sozioökonomischem Status und Intersektionalität impliziert. Dennoch können in der Dokumentation stilistische Abweichungen von diesem Bemühen auftreten, wenn Text verwendet wird, der in Benutzeroberflächen der Produktsoftware fest codiert ist, auf RFP-Dokumentation basiert oder von einem genannten Drittanbieterprodukt verwendet wird. Hier erfahren Sie mehr darüber, wie Cisco inklusive Sprache verwendet.

Informationen zu dieser Übersetzung

Cisco hat dieses Dokument maschinell übersetzen und von einem menschlichen Übersetzer editieren und korrigieren lassen, um unseren Benutzern auf der ganzen Welt Support-Inhalte in ihrer eigenen Sprache zu bieten. Bitte beachten Sie, dass selbst die beste maschinelle Übersetzung nicht so genau ist wie eine von einem professionellen Übersetzer angefertigte. Cisco Systems, Inc. übernimmt keine Haftung für die Richtigkeit dieser Übersetzungen und empfiehlt, immer das englische Originaldokument (siehe bereitgestellter Link) heranzuziehen.

Inhalt

Einleitung

Voraussetzungen

Verwendete Komponenten

Hintergrundinformationen

QoS-Grundlagen

QoS-Klassenstandard

QoS Class-Default (nicht definiert) Verhalten auf dem Cisco Catalyst SD-WAN Manager

Überprüfung

Zugehörige Informationen

Einleitung

In diesem Dokument wird das Standardverhalten der Quality of Service (QoS)-Klasse in der Benutzeroberfläche des Cisco Catalyst SD-WAN Managers beschrieben.

Voraussetzungen

Cisco empfiehlt, dass Sie über Kenntnisse in folgenden Bereichen verfügen:

Cisco Catalyst Software-Defined Wide Area Network (SD-WAN)
Quality of Service (QoS)

Verwendete Komponenten

Die Informationen in diesem Dokument basieren auf:

Cisco IOS® XE Catalyst SD-WAN Edge-Version 17.9.5a.
Cisco Catalyst SD-WAN Manager Version 20.12.4

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.

Hintergrundinformationen

QoS-Grundlagen

QoS ist der Mechanismus, der bestimmte Datenverkehrsflüsse gegenüber anderen bevorzugt, wenn Pakete aufgrund von Überlastung verworfen werden müssen. Nicht alle Datenverkehrsflüsse sind für das Unternehmen gleich.

Da nicht alle Datenverkehrsflüsse für das Unternehmen gleichermaßen wichtig sind, ist QoS zur Priorisierung des Datenverkehrs erforderlich.

QoS ist eine Funktion, die das Quality-of-Service-Ziel erreicht, und zwar auf Grundlage von:

Klassifizierung und Markierung - Übereinstimmung und Markierung von interessiertem Datenverkehr. Der Abgleichprozess in QoS findet statt, wenn ein Router Pakete basierend auf Paket-Headern oder einer Deep Packet Inspection über NBAR anhand der Kriterien klassifiziert, die in der Übereinstimmung mit der Richtliniensequenz festgelegt wurden. Anschließend erfolgt die Markierung anhand der Richtlinienfolgenaktion. Wenn ein Paket bereits mit einem DSCP-Wert markiert ist, kann es erneut markiert werden.

Anmerkung: Ein SD-WAN-Router verfügt über eine separate Service- und Transport-VRF-Instanz. Der Klassifizierungsprozess findet auf der Serviceseite statt und ist auf die Transportseite ausgerichtet.

FC-Warteschlangen (Forwarding Class) mit Ausgang und 1:1-Beziehung. FC ist eine Logik, die vom Router zum Zuordnen von Ausgangswarteschlangen verwendet wird.

Beispiele: Weiterleitungsklasse: CS6 wird Warteschlange 1 zugeordnet, Weiterleitungsklasse: AF4X wird Warteschlange 3 zugeordnet usw.

policy
 access-list QoS-Classification

    sequence 11
     match
      dscp 48     <--- Match the traffic with dscp 48 to CS6
     action accept
      class CS6   <--- Classify this traffic to CS6

    sequence 21
     match
      dscp 26     <--- Match the traffic with dscp 26 
     action accept
      class AF31  <--- Classify this traffic to AF31
     

!---Output is supressed

class-map
class AF21 queue 5<--- Assign the Forwarding Class to Queue 5
class AF31 queue 4 <--- Assign the Forwarding Class to Queue 4 
class AF41 queue 3 <--- Assign the Forwarding Class to Queue 3 
class CS6 queue 1 <--- Assign the Forwarding Class to Queue 1 
class AF43 queue 2 <--- Assign the Forwarding Class to Queue 2 
class Queue0 queue 0

Übertragungsratenlimit: Bezieht sich auf eine konfigurierte, maximal zulässige Bandbreite an einer Netzwerkschnittstelle. Diese steuert im Wesentlichen die Datenverkehrsrate, indem Pakete, die den angegebenen Grenzwert überschreiten, verworfen werden, wodurch Überlastungen verhindert werden und bestimmte Datenverkehrstypen auf Grundlage der zulässigen Rate priorisiert werden.

Shaping und Richtlinienzuweisung: Steuerung der Datenverkehrsrate beim Betreten oder Verlassen des Netzwerks Durch Shaping wird übermäßiger Datenverkehr verzögert, während Richtliniendurchsetzung verwirft oder neu markiert.

Drops: Bezieht sich auf das absichtliche Verwerfen von Paketen als Methode zur Bewältigung von Engpässen und zur Sicherstellung der Netzwerkleistung.

Überlastungsmanagement - Warteschlangen- und Planungsverfahren. Der Router ordnet Pakete verschiedenen Ausgangs-Datenpuffern zu, und der Scheduler entscheidet über die Paketreihenfolge. Auf diese Weise kann der Scheduler den Datenverkehr in einer Warteschlange unterschiedlich behandeln.

Anmerkung: Ohne QoS-Aktivierung verwenden Cisco IOS® XE-Router Queue2 als Standardwarteschlange und behandeln den gesamten Datenverkehr gleichmäßig. In der SD-WAN-Umgebung wird Queue0 für Steuerungsdatenverkehr verwendet.

Überlastungsvermeidung: Management des Netzwerkverkehrs zur Vermeidung von Überlastungen, Gewährleistung einer effizienten Datenübertragung und Aufrechterhaltung einer optimalen Leistung.

Schwanzverlust: Hierbei handelt es sich um eine Methode, bei der eingehende Pakete automatisch verworfen werden, wenn eine Warteschlange in einem Netzwerkgerät, z. B. ein Router oder Switch, die maximale Kapazität erreicht. Wenn die Warteschlange voll ist, werden alle zusätzlichen eingehenden Pakete verworfen, beginnend mit dem Ende der Warteschlange. Das bedeutet, dass die neuesten Pakete verworfen werden.

Zufällige frühe Rückwürfe (ROT): Verwirft proaktiv Pakete, bevor eine Warteschlange voll wird, und signalisiert dem Absender so eine Reduzierung der Übertragungsrate, um Überlastungen zu vermeiden.

Anmerkung: RED (Random Early Detection) unterstützt das Management des TCP-Durchsatzes, indem Pakete verworfen werden, bevor eine Warteschlange vollständig voll wird. Dieses frühe Verwerfen von Paketen signalisiert TCP-Absendern, ihre Überlastungsfenstergröße proaktiv zu reduzieren und den Datenverkehr effektiv zurückzudrosseln, um die verfügbare Bandbreite besser anzupassen.

QoS-Klassenstandard

Die Standardklasse wird automatisch erstellt, und Datenverkehr, der keiner Klassenzuordnung entspricht, wird automatisch der Standardklasse zugewiesen, um eine optimale Bereitstellung zu gewährleisten. Es kann jedoch eine andere Aktion zugewiesen werden.

QoS Class-Default (nicht definiert) Verhalten auf dem Cisco Catalyst SD-WAN Manager

Da die Standardklasse bei der Konfiguration von QoS automatisch erstellt wird und die Klasse nicht explizit in der lokalisierten QoS-Richtlinie definiert ist, wird Warteschlange 2 automatisch zugewiesen. Aus diesem Grund werden die Statistiken über die Weiterleitung von class-default, die nicht definiert ist, in der Manager-GUI nicht angezeigt.

Es muss eine separate Klasse erstellt werden, um den Datenverkehr zu kennzeichnen und zu klassifizieren, der in keiner zuvor definierten Klassenzuordnung übereinstimmt, da der Cisco Catalyst SD-WAN Manager keine Statistiken zur Klassenstandardklasse erfasst.

Beispiel für lokalisierte QoS-Richtlinie:

policy
 access-list QoS-Classification
    sequence 1
     action accept
      class Default <--- Classify the traffic to Forwarding Class Default (match any dscp that is not assigned to other class)
 
    sequence 11
     match
      dscp 48
     action accept
      class CS6

    sequence 21
     match
      dscp 26
     action accept
      class AF31
    
  default-action accept
 
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_0
   class Queue0
   bandwidth-percent 42
   buffer-percent 42
   scheduling llq
   drops tail-drop
   burst 15000
  
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_1
   class Queue1
   bandwidth-percent 16
   buffer-percent 16
   scheduling wrr
   drops tail-drop
  
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_3
   class Queue3
   bandwidth-percent 11
   buffer-percent 11
   scheduling wrr
   drops red-drop
  
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_4
   class Queue4
   bandwidth-percent 9
   buffer-percent 9
   scheduling wrr
   drops red-drop
  
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_5
   class Queue5
   bandwidth-percent 6
   buffer-percent 6
   scheduling wrr
   drops red-drop
  
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_2
   class Queue2
   bandwidth-percent 16
   buffer-percent 16
   scheduling wrr
   drops tail-drop
  
  qos-map QOS-MAP-V01
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_0 
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_1 
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_3 
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_4 
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_5 
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_2 
  
  class-map 
   class AF2x queue 5 
   class AF3x queue 4 
   class AF4x queue 3 
   class DEFAULT queue 2 <--- Assign the Forwarding Class Default to Queue 2
   class CS6 queue 1 
   class Queue0 queue 0 
   class Queue1 queue 1 
   class Queue2 queue 2 
   class Queue3 queue 3 
   class Queue4 queue 4 
   class Queue5 queue 5

Über die CLI des Cisco Edge-Routers:

In diesem Beispiel wird der DSCP 8 verwendet und nicht in eine Weiterleitungsklasse klassifiziert:

Router#ping vrf 4001 10.19.253.1 dscp 8 repeat 4000
Type escape sequence to abort.
Sending 4000, 100-byte ICMP Echos to 172.19.253.1, timeout is 2 seconds:
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!
Success rate is 100 percent (4000/4000), round-trip min/avg/max = 1/1/2 ms

Verwenden Sie den Befehl, show policy-map interface um zu überprüfen, ob die Klassenzuordnungskonfiguration vorhanden ist.

Router#show policy-map interface GigabitEthernet0/0/0

Service-policy output: QOS-MAP-V01

queue stats for all priority classes:
Queueing
priority level 1
queue limit 512 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 2355461/1168305717

Class-map: Queue0 (match-any) 
2355461 packets, 1168305717 bytes
30 second offered rate 8000 bps, drop rate 0000 bps
Match: qos-group 0
police:
rate 42 %
rate 420000000 bps, burst 13125000 bytes
conformed 2355461 packets, 1168305717 bytes; actions:
transmit 
exceeded 0 packets, 0 bytes; actions:
drop 
conformed 8000 bps, exceeded 0000 bps
Priority: Strict, b/w exceed drops: 0

Priority Level: 1

Class-map: Queue1 (match-any) 
0 packets, 0 bytes
30 second offered rate 0000 bps, drop rate 0000 bps
Match: qos-group 1
Queueing
queue limit 1250 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 0/0
bandwidth remaining ratio 16

Class-map: Queue3 (match-any) 
0 packets, 0 bytes
30 second offered rate 0000 bps, drop rate 0000 bps
Match: qos-group 3
Queueing
queue limit 1250 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 0/0
bandwidth remaining ratio 11 
Exp-weight-constant: 9 (1/512)
Mean queue depth: 0 packets
class Transmitted Random drop Tail drop Minimum Maximum Mark
pkts/bytes pkts/bytes pkts/bytes thresh thresh prob

0 0/0 0/0 0/0 312 625 1/10
1 0/0 0/0 0/0 351 625 1/10
2 0/0 0/0 0/0 390 625 1/10
3 0/0 0/0 0/0 429 625 1/10
4 0/0 0/0 0/0 468 625 1/10
5 0/0 0/0 0/0 507 625 1/10
6 0/0 0/0 0/0 546 625 1/10
7 0/0 0/0 0/0 585 625 1/10

Class-map: Queue4 (match-any) 
0 packets, 0 bytes
30 second offered rate 0000 bps, drop rate 0000 bps
Match: qos-group 4
Queueing
queue limit 1250 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 0/0
bandwidth remaining ratio 9 
Exp-weight-constant: 9 (1/512)
Mean queue depth: 0 packets
class Transmitted Random drop Tail drop Minimum Maximum Mark
pkts/bytes pkts/bytes pkts/bytes thresh thresh prob

0 0/0 0/0 0/0 312 625 1/10
1 0/0 0/0 0/0 351 625 1/10
2 0/0 0/0 0/0 390 625 1/10
3 0/0 0/0 0/0 429 625 1/10
4 0/0 0/0 0/0 468 625 1/10
5 0/0 0/0 0/0 507 625 1/10
6 0/0 0/0 0/0 546 625 1/10
7 0/0 0/0 0/0 585 625 1/10

Class-map: Queue5 (match-any) 
0 packets, 0 bytes
30 second offered rate 0000 bps, drop rate 0000 bps
Match: qos-group 5
Queueing
queue limit 1250 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 0/0
bandwidth remaining ratio 6 
Exp-weight-constant: 9 (1/512)
Mean queue depth: 0 packets
class Transmitted Random drop Tail drop Minimum Maximum Mark
pkts/bytes pkts/bytes pkts/bytes thresh thresh prob

0 0/0 0/0 0/0 312 625 1/10
1 0/0 0/0 0/0 351 625 1/10
2 0/0 0/0 0/0 390 625 1/10
3 0/0 0/0 0/0 429 625 1/10
4 0/0 0/0 0/0 468 625 1/10
5 0/0 0/0 0/0 507 625 1/10
6 0/0 0/0 0/0 546 625 1/10
7 0/0 0/0 0/0 585 625 1/10

Class-map: class-default (match-any) <<<< Created by default, not defined in the policy
131264 packets, 15640913 bytes
30 second offered rate 0000 bps, drop rate 0000 bps
Match: any 
Queueing
queue limit 1250 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 120019/11394812
bandwidth remaining ratio 16

In der Benutzeroberfläche des Cisco Catalyst SD-WAN Manager wird der in Queue2 abgeglichene Datenverkehr in den Diagrammen angezeigt, jedoch nicht als Standardklassenklasse:

QoS Monitor Graphs from Cisco Catalyst SD-WAN Manager QoS-Überwachungsdiagramme vom Cisco Catalyst SD-WAN Manager

Überprüfung

Um die QoS-Warteschlange für die Pakete zu identifizieren, kann sie über den FIA-Trace validiert werden.

Konfigurieren Sie die FIA Trace-Bedingung an der LAN-Schnittstelle (GigabitEthernet0/0/0), auf der die QoS-Klassifizierung aktiviert ist.

clear platform condition all
debug platform packet-trace packet 2048 fia-trace data-size 2048 
debug platform condition interface GigabitEthernet0/0/0 both

Führen Sie den Befehl aus, debug platform condition start um FIA Trace zu starten.

Führen Sie den Befehl aus, debug platform condition stop um die FIA-Ablaufverfolgung zu stoppen.

Führen Sie den Befehl aus, show platform packet-trace summary um die FIA Trace-Pakete anzuzeigen.

Router2#show platform packet-trace packet 0 decode 
Packet: 0 CBUG ID: 5952
Summary
Input : INJ.2 
Output : GigabitEthernet0/0/0
State : FWD 
Timestamp
Start : 1032236067625063 ns (09/14/2024 21:33:39.652978 UTC)
Stop : 1032236067714747 ns (09/14/2024 21:33:39.653068 UTC)

Path Trace
Feature: IPV4(Input)
Input : internal0/0/rp:0
Output : <unknown>
Source : 192.168.1.2
Destination : 172.19.253.2
Protocol : 1 (ICMP)

Feature: SDWAN Internal Intf
VRF ID : 9 
Encap Type : unknown
IP DSCP : 8
IP Version : 4
IP Protocol : 1
Dst Port : 0
Is Marked High Priority : NO
Is SDWAN Control Tunnel Traffic : NO
Set HIGH_QUEUE : NO (NOT marked high priority, NOT SD-WAN control tunnel traffic)
Skip SDWAN Policy : FALSE

 Feature: SDWAN QoS Output
Fwd Class ID : 0
QoS Queue : 2  <<<<<<< Packet assigned to Queue2 (Output in Egress Transport interface)
DSCP Rewrite : No
CoS Rewrite : No
EXP Rewrite : No
Rewrite Rule : n/a

 Feature: QOS
Direction : Egress
Action : FWD
Pak Priority : FALSE
Priority : FALSE
Queue ID : 127 (0x7f)
PAL Queue ID : 1073741826 (0x40000002)
Queue Limit : 1250
WRED enabled : FALSE
Inst Queue len : 0
Avg Queue len : n/a
Policy name : QOS-MAP-V01
Class name : class-default <<<< Created by default (not defined in the policy)

Zugehörige Informationen

Konfigurationsleitfaden für Cisco Catalyst SD-WAN Forwarding und QoS

Cisco Catalyst SD-WAN Forwarding und QoS - Überblick

Revisionsverlauf

Überarbeitung	Veröffentlichungsdatum	Kommentare
1.0	16-Jan-2025	Erstveröffentlichung

Beiträge von Cisco Ingenieuren

Daniel Maldonado Villasis
Technischer Berater

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