Contenido

Introducción

Problema

Solución

Fragmentación de IP

Introducción

Este documento describe los recuentos de bytes notificados por los comandos show port y el comando ping cuando se ejecutan pings en la CLI en la plataforma Aggregation Services Router (ASR) 5000 Series. También muestra los efectos de la fragmentación cuando los paquetes enviados son mayores que la unidad máxima de transmisión (MTU) configurada en la interfaz. Esta es una buena información de fondo para tener cuando resuelve problemas de plano de usuario con ping o incluso en general para los paquetes que pasan a través del chasis. Además, la experimentación con pings en un nodo es una buena manera de confirmar los conceptos explicados en este documento.

Problema

Cuando se especifica el tamaño de un paquete de protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP), el tamaño se refiere a la carga útil sin procesar que se incluye en el paquete. NO incluye el encabezado ICMP (8 bytes) NI el encabezado IP (20 bytes). También cabe destacar el encabezado Ethernet (14 bytes = MAC de destino (6) + MAC de origen (6) + tipo de trama Ethernet (2)), la etiqueta VLAN (4 bytes) y la secuencia de verificación de tramas Ethernet (FCS, 4 bytes), la última de las cuales NO se mostrará en un seguimiento Wireshark.

Solución

Cuando ve el resultado del comando show port [npu | datalink] counters, las matemáticas que se pueden aplicar se muestran en este ejemplo. Coincida con los colores para obtener una comprensión clara. Este ejercicio funciona en un puerto con poco o ningún tráfico, ya que permite que se envíe un ping sin ningún otro tráfico a la salida resultante de la nube.

Tamaño de carga útil: 56 bytes (que también es el valor predeterminado para este comando)

Carga útil + encabezado ICMP: 64

Carga útil + encabezado ICMP + encabezado IP: 84

Carga útil + encabezado ICMP + encabezado IP + encabezado Ethernet + etiqueta VLAN: 102

Carga útil (56) + encabezado ICMP (8) + encabezado IP (20) + encabezado Ethernet (14) + etiqueta VLAN (4) + FCS (4): 106

context Ctx

interface 21/1 broadcast

ip address 10.193.82.118 255.255.255.0

ip mtu 1500

#exit

port ethernet 21/1

no shutdown

vlan 30

no shutdown

bind interface 21/1 Ctx

#exit

#exit

[Ctx]ASR5000> show ip arp

Flags codes:

I - Incomplete, R - Reachable, M - Permanent, S - Stale,

D - Delay,      P - Probe,     F - Failed

Address         Link Type Link Address      Flags  Mask            Interface

10.193.82.1     ether     00:00:0C:07:AC:1E R                      21/1

[Ctx]ASR5000> show ip route

"*" indicates the Best or Used route.  S indicates Stale.

Destination         Nexthop          Protocol   Prec Cost Interface

*0.0.0.0/0           10.193.82.1      static     1    0    21/1

[Ctx]ASR5000> clear port data counters 21/1

Saturday April 12 14:06:21 UTC 2014

[Ctx]ASR5000> clear port npu count 21/1

Saturday April 12 14:06:21 UTC 2014

[Ctx]ASR5000> ping 10.193.82.1 count 1 size 56

Saturday April 12 14:06:21 UTC 2014

PING 10.193.82.1 (10.193.82.1) 56(84) bytes of data.

64 bytes from 10.193.82.1: icmp_seq=1 ttl=255 time=0.957 ms

--- 10.193.82.1 ping statistics ---

1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms

rtt min/avg/max/mdev = 0.957/0.957/0.957/0.000 ms

Note that the datalink counters include the FCS bytes, while both datalink and npu

counters include the ethernet frame and vlan tags.

[Ctx]ASR5000> show port datalink count 21/1

Saturday April 12 14:06:25 UTC 2014

Counters for port 21/1:

Line Card  Gigabit Ethernet Port

Rx Counter                        Data  |  Tx Counter                       Data

-----------------------  -------------- + -----------------------  -------------

RX Unicast frames                   112 | TX Unicast frames                    1

RX Multicast frames                   3 | TX Multicast frames                  0

RX Broadcast frames                   9 | TX Broadcast frames                  0

RX Size   64 frames                   0 | TX Size   64 frames                  0

RX Size   65 ..  127 fr              14 | TX Size   65 ..  127 fr              1

RX Size  128 ..  255 fr               0 | TX Size  128 ..  255 fr              0

RX Size  256 ..  511 fr             110 | TX Size  256 ..  511 fr              0

RX Size  512 .. 1023 fr               0 | TX Size  512 .. 1023 fr              0

RX Size 1024 .. 1518 fr               0 | TX Size 1024 .. 1518 fr              0

RX Size > 1518 frames                 0 | TX Size > 1518 frames                0

RX Bytes OK                       43966 | TX Bytes OK                        106

RX Bytes BAD                          0 | TX Bytes BAD                         0

RX SHORT OK                           0 | TX PAUSE                             0

RX SHORT CRC                          0 | TX ERR                               0

RX OVF                                0 |

RX NORM CRC                           0 |

RX LONG OK                            0 |

RX LONG CRC                           0 |

RX PAUSE                              0 |

RX FALS CRS                           0 |

RX SYM ERR                            0 |

-----------------------  -------------- + -----------------------  -------------

[Ctx]ASR5000> show port npu count 21/1

Saturday April 12 14:06:25 UTC 2014

Counters for port 21/1

Counter                  Rx Frames       Rx Bytes      Tx Frames        Tx Bytes

-------------------- ------------- --------------- ------------- ---------------

Unicast                          1             102             1             102

Multicast                        3             202             0               0

Broadcast                        8             512             0               0

IPv4 unicast                     1             102             1             102

IPv4 non-unicast                 1              66             0               0

IPv6 unicast                     0               0             0               0

IPv6 non-unicast                 0               0             0               0

Fragments received               0               0           n/a             n/a

Packets reassembled              0               0           n/a             n/a

Fragments to kernel              0               0           n/a             n/a

HW error                         0               0           n/a             n/a

Port non-operational             0               0             0               0

SRC MAC is multicast             0               0           n/a             n/a

Unknown VLAN tag                 0               0           n/a             n/a

Other protocols                  2             136           n/a             n/a

Not IPv4                         0               0           n/a             n/a

Bad IPv4 header                  0               0           n/a             n/a

IPv4 MRU exceeded                0               0           n/a             n/a

TCP tiny fragment                0               0             0               0

No ACL match                     0               0             0               0

Filtered by ACL                  0               0             0               0

TTL expired                      0               0           n/a             n/a

Flow lookup twice                0               0           n/a             n/a

Unknown IPv4 class               0               0           n/a             n/a

Too short: IP                    0               0           n/a             n/a

Too short: ICMP                  0               0             0               0

Too short: IGMP                  0               0             0               0

Too short: TCP                   0               0             0               0

Too short: UDP                   0               0             0               0

Too short: IPIP                  0               0           n/a             n/a

Too short: GRE                   0               0           n/a             n/a

Too short: GRE key               0               0           n/a             n/a

Don't frag discards            n/a             n/a             0               0

Fragment packets               n/a             n/a             0               0

Fragment fragments             n/a             n/a             0               0

IPv4VlanMap dropped              0               0           n/a             n/a

IPSec NATT keep alive            0               0           n/a             n/a

MPLS Flow not found              0               0           n/a             n/a

MPLS unicast                     0               0             0               0

Size < 17                        0               0             0               0

Size   17 ..   64                8             512             0               0

Size   65 ..  127                4             304             1             102

Size  128 ..  255                0               0             0               0

Size  256 ..  511                0               0             0               0

Size  512 .. 1023                0               0             0               0

Size 1024 .. 2047                0               0             0               0

Size 2048 .. 4095                0               0             0               0

Size 4096 .. 4500                0               0             0               0

Size > 4500                      0               0             0               0

Fragmentación de IP

La fragmentación de paquetes IP se produce cuando el tamaño del paquete, que incluye el encabezado IP, pero no cualquier dato de Capa 2 como MAC de origen/destino, ID de VLAN o FSC, se divide en varios segmentos para cumplir con la configuración "ip mtu" para la interfaz (valor predeterminado 1500).  En este ejemplo, con la MTU configurada en el tamaño predeterminado de 1500, una carga ICMP de tamaño 1472 que se intenta enviar no se fragmentará (1472 + encabezado ICMP (8) + encabezado IP (20) = 1500), pero cualquier cosa mayor que eso se fragmentará. Cuando ocurre la fragmentación, hay dos fragmentos de paquete contados en los contadores de npu de puerto y de link de datos, uno en cada bloque de tamaño adecuado. Con la finalización de un ping de inundación de 500 paquetes, se envían 1000 fragmentos; 500 para las grandes y 500 para las pequeñas. Este ejemplo se ejecutó en un ASR 5500 (en comparación con el ejemplo de salida anterior en un ASR 5000), pero funciona de manera similar en ambas plataformas.

[ECS]ASR500> show ip interface

Thursday July 16 00:31:39 UTC 2015

Intf Name:       5/29-ECS

Intf Type:       Broadcast

Description:

VRF:             None

IP State:        UP (Bound to 5/29 vlan id 31, 802.1P prior 0, ifIndex 85786626)

IP Address:      10.213.137.105       Subnet Mask:     255.255.255.0

Bcast Address:   10.213.137.255       MTU: 1500

Resoln Type:     ARP                  ARP timeout:     60 secs

L3 monitor LC-port switchover: Disabled

Number of Secondary Addresses: 0

port ethernet 5/29

no shutdown

vlan 31

no shutdown

bind interface 5/29-ECS ECS

#exit

#exit

Primero, establecer una línea de base para los contadores. Especifique el ID de VLAN para los contadores de NPU (para confirmar que todos los pings tienen el ID de VLAN adjunto).

[ECS]ASR5500> clear port datalink counters 5/29

Friday July 17 23:53:46 UTC 2015

[ECS]ASR5500> show port datalink counters 5/29

Friday July 17 23:53:46 UTC 2015

rCounters for port 5/29:

Line Card 10 Gigabit Ethernet Port

Rx Counter                        Data  |  Tx Counter                       Data

-----------------------  -------------- + -----------------------  -------------

RX Bytes                            406 | TX Bytes                             0

RX Unicast frames                     0 | TX Unicast frames                    0

RX Multicast frames                   4 | TX Multicast frames                  0

RX Broadcast frames                   1 | TX Broadcast frames                  0

RX Size 64 frames                     0 | TX Size 64 frames                    0

RX Size   65 ..  127 fr               5 | TX Size   65 ..  127 fr              0

RX Size  128 ..  255 fr               0 | TX Size  128 ..  255 fr              0

RX Size  256 ..  511 fr               0 | TX Size  256 ..  511 fr              0

RX Size  512 .. 1023 fr               0 | TX Size  512 .. 1023 fr              0

RX Size 1024 .. 1518 fr               0 | TX Size 1024 .. 1518 fr              0

RX Size 1519 .. 1522 fr               0 | TX Size 1519 .. 1522 fr              0

-----------------------  -------------- + -----------------------  -------------

[ECS]ASR5500> clear port npu counters 5/29 vlan 31

Friday July 17 23:53:47 UTC 2015

[ECS]ASR5500> show port npu counters 5/29 vlan 31

Friday July 17 23:53:47 UTC 2015

Counters for port 5/29 vlan id 31:

Counter                  Rx Frames       Rx Bytes      Tx Frames        Tx Bytes

-------------------- ------------- --------------- ------------- ---------------

Unicast                          0               0             0               0

Multicast                        3             196             0               0

Broadcast                        1              64             0               0

IPv4 unicast                     0               0             0               0

IPv4 non-unicast                 3             196             0               0

IPv6 unicast                     0               0             0               0

IPv6 non-unicast                 0               0             0               0

Fragments received               0               0           n/a             n/a

Packets reassembled              0               0           n/a             n/a

Fragments to kernel              0               0           n/a             n/a

HW error                         0               0           n/a             n/a

Port non-operational           539           38520             0               0

SRC MAC is multicast             0               0           n/a             n/a

Unknown VLAN tag                 0               0           n/a             n/a

Other protocols                  2             128           n/a             n/a

Los ping de tamaño 1500 bytes que incluyen el encabezado IP se envían sin fragmentación. El tamaño total en la capa de enlace de datos (a medida que sale del puerto) es:

1472 (carga útil) + 8 (encabezado ICMP) + 20 (encabezado IP) + 14 (fuente MAC/dest) + 4 (ID de VLAN) + 4 (FSC) = 1522

[ECS]ASR5500> ping  10.213.137.1 size 1472 flood

Friday July 17 23:53:48 UTC 2015

PING 10.213.137.1 (10.213.137.1) 1472(1500) bytes of data.

--- 10.213.137.1 ping statistics ---

500 packets transmitted, 500 received, 0% packet loss, time 422ms

rtt min/avg/max/mdev = 0.405/0.800/0.994/0.143 ms, ipg/ewma 0.845/0.802 ms

[ECS]ASR5500> show port datalink counters 5/29

Friday July 17 23:53:54 UTC 2015

Counters for port 5/29:

Line Card 10 Gigabit Ethernet Port

Rx Counter                        Data  |  Tx Counter                       Data

-----------------------  -------------- + -----------------------  -------------

RX Bytes                         771008 | TX Bytes                        765656

RX Unicast frames                   536 | TX Unicast frames                  524

RX Multicast frames                  45 | TX Multicast frames                  0

RX Broadcast frames                  20 | TX Broadcast frames                  0

RX Size 64 frames                     0 | TX Size 64 frames                    0

RX Size   65 ..  127 fr              75 | TX Size   65 ..  127 fr              0

RX Size  128 ..  255 fr              24 | TX Size  128 ..  255 fr             18

RX Size  256 ..  511 fr               2 | TX Size  256 ..  511 fr              6

RX Size  512 .. 1023 fr               0 | TX Size  512 .. 1023 fr              0

RX Size 1024 .. 1518 fr               0 | TX Size 1024 .. 1518 fr              0

RX Size 1519 .. 1522 fr             500 | TX Size 1519 .. 1522 fr            500

RX OverSize frames                    0 | TX OverSize frames                   0

RX UnderSize frames                   0 | TX UnderSize frames                  0

RX ExceedMaxSize frames               0

RX Fragment frames                    0 | TX Fragment frames                   0

RX Jabber frames                      0 | TX Jabber frames                     0

RX Control frames                     0 | TX Control frames                    0

RX Pause frames                       0 | TX Pause frames                      0

RX FCS Error frames                   0 | TX FCS Error frames                  0

RX Length Error frames                0 | TX Length Error frames               0

RX Code Error frames                  0

RX ExMaxSize Err frames               0

-----------------------  -------------- + -----------------------  -------------

[ECS]ASR5500> show port npu counters 5/29 vlan 31

Friday July 17 23:53:54 UTC 2015

Counters for port 5/29 vlan id 31:

Counter                  Rx Frames       Rx Bytes      Tx Frames        Tx Bytes

-------------------- ------------- --------------- ------------- ---------------

Unicast                        520          761900           520          762800

Multicast                       38            2811             0               0

Broadcast                       18            1408             0               0

IPv4 unicast                   538          763308           520          762800

IPv4 non-unicast                30            2027             0               0

IPv6 unicast                     0               0             0               0

IPv6 non-unicast                 8             784             0               0

Fragments received               0               0           n/a             n/a

Packets reassembled              0               0           n/a             n/a

Fragments to kernel              0               0           n/a             n/a

HW error                         0               0           n/a             n/a

Port non-operational          9482          681251             0               0

SRC MAC is multicast             0               0           n/a             n/a

Unknown VLAN tag                 0               0           n/a             n/a

Other protocols                 20            1280           n/a             n/a

Not IPv4                         8             784           n/a             n/a

...

Size    0 ..   63                0               0             0               0

Size   64 ..  127               70            5193             0               0

Size  128 ..  255               24            3408            18            2580

Size  256 ..  511                0               0             6            1980

Size  512 .. 1023                0               0             0               0

Size 1024 .. 2047              500          759000           500          759000

Size 2048 .. 4095                0               0             0               0

Size 4096 .. 8191                0               0             0               0

Size >= 8192                     0               0             0               0

Un aumento del tamaño en un byte da como resultado la fragmentación (> 1500), de modo que los 500 paquetes se envían como dos conjuntos de 500 paquetes. Observe en este ejemplo que el ping falla. Esto se debe probablemente a que la red no puede manejar el tamaño mayor que la MTU configurada, pero ese no es el foco de este artículo.

[ECS]ASR5500> ping 10.213.137.1 size 1473 flood

Friday July 17 23:53:55 UTC 2015

PING 10.213.137.1 (10.213.137.1) 1473(1501) bytes of data.

................................................................................

................................................................................

................................................................................

................................................................................

................................................................................

................................................................................

....................^C

--- 10.213.137.1 ping statistics ---

500 packets transmitted, 0 received, 100% packet loss, time 7124ms

, ipg/ewma 14.277/0.000 ms

[ECS]ASR5500> show port datalink counters 5/29

Friday July 17 23:54:05 UTC 2015

Counters for port 5/29:

Line Card 10 Gigabit Ethernet Port

Rx Counter                        Data  |  Tx Counter                       Data

-----------------------  -------------- + -----------------------  -------------

RX Bytes                         786615 | TX Bytes                       1566628

RX Unicast frames                   601 | TX Unicast frames                 1567

RX Multicast frames                 111 | TX Multicast frames                  0

RX Broadcast frames                  47 | TX Broadcast frames                  0

RX Size 64 frames                     0 | TX Size 64 frames         501

RX Size   65 ..  127 fr             190 | TX Size   65 ..  127 fr              2

RX Size  128 ..  255 fr              64 | TX Size  128 ..  255 fr             48

RX Size  256 ..  511 fr               5 | TX Size  256 ..  511 fr             16

RX Size  512 .. 1023 fr               0 | TX Size  512 .. 1023 fr              0

RX Size 1024 .. 1518 fr               0 | TX Size 1024 .. 1518 fr              0

RX Size 1519 .. 1522 fr             500 | TX Size 1519 .. 1522 fr   1000

RX ExceedMaxSize frames               0

RX Fragment frames                    0 | TX Fragment frames                   0

RX Jabber frames                      0 | TX Jabber frames                     0

RX Control frames                     0 | TX Control frames                    0

RX Pause frames                       0 | TX Pause frames                      0

RX FCS Error frames                   0 | TX FCS Error frames                  0

RX Length Error frames                0 | TX Length Error frames               0

RX Code Error frames                  0

RX ExMaxSize Err frames               0

-----------------------  -------------- + -----------------------  -------------

[ECS]ASR5500> show port npu counters 5/29 vlan 31

Friday July 17 23:54:06 UTC 2015

Counters for port 5/29 vlan id 31:

Counter                  Rx Frames       Rx Bytes      Tx Frames        Tx Bytes

-------------------- ------------- --------------- ------------- ---------------

Unicast                        554          766984          1562         1549040

Multicast                       94            6962             0               0

Broadcast                       53            4294             0               0

IPv4 unicast                   607          771278          1562         1549040

IPv4 non-unicast                73            4904             0               0

IPv6 unicast                     0               0             0               0

IPv6 non-unicast                21            2058             0               0

Fragments received               0               0           n/a             n/a

Packets reassembled              0               0           n/a             n/a

Fragments to kernel              0               0           n/a             n/a

HW error                         0               0           n/a             n/a

Port non-operational         25146         1805666             0               0

SRC MAC is multicast             0               0           n/a             n/a

Unknown VLAN tag                 0               0           n/a             n/a

Other protocols                 68            4742           n/a             n/a

Not IPv4                        21            2058           n/a             n/a

...

Size 0 .. 63                0               0           501  19546

Size   64 ..  127              188           14154             2             140

Size  128 ..  255               60            8520            45            6450

Size  256 ..  511                0               0            15            4950

Size  512 .. 1023                0               0             0               0

Size 1024 .. 2047          500 759000 1000         1518000

Size 2048 .. 4095                0               0             0               0

Size 4096 .. 8191                0               0             0               0

Size >= 8192                     0               0             0               0