Programación de salida de QoS en switches Catalyst 6500/6000 Series que ejecutan Cisco IOS System Software
Contenido
Introducción
El uso de la programación de salida asegura que el tráfico importante no se interrumpe en caso de que se produzca una suscripción excesiva. Este documento trata todas las técnicas y los algoritmos involucrados en la programación de salida en el switch Catalyst 6500/6000. Este documento también explica cómo configurar y verificar el funcionamiento de la programación de salida en el Catalyst 6500/6000 que ejecuta Cisco IOS® Software.
Consulte Programación de Salida de QoS en Switches Catalyst 6500/6000 Series que Ejecutan el Software del Sistema CatOS para obtener más información sobre Detección temprana aleatoria ponderada (WRED), Ordenamiento cíclico ponderado (WRR) y caída de cola.
Prerequisites
Requirements
No hay requisitos específicos para este documento.
Componentes Utilizados
Este documento no tiene restricciones específicas en cuanto a versiones de software y de hardware.
Convenciones
Antecedentes
Perdidas de la cola de salida
Las caídas de salida son causadas por una interfaz congestionada. Una causa común de esto podría ser el tráfico de un link de ancho de banda alto que se conmuta a un link de ancho de banda inferior, o el tráfico de varios links entrantes que se conmuta a un único link de salida.
Por ejemplo, si una gran cantidad de tráfico saturado entra en una interfaz gigabit y se conmuta hacia una interfaz de 100Mbps, esto podría ocasionar que aumenten las pérdidas en la salida en la interfaz de 100Mbps. Esto ocurre porque la cola de salida en esa interfaz está saturada por el exceso de tráfico debido a la asimetría de la velocidad entre los anchos de banda entrante y saliente. La velocidad de tráfico en la interfaz saliente no puede aceptar todos los paquetes que se deben enviar.
Para resolver el problema, la mejor solución es aumentar la velocidad de línea. Sin embargo, hay maneras de prevenir, disminuir o controlar las caídas de salida cuando no desea aumentar la velocidad de línea. Sólo puede evitar caídas de salida si las caídas de salida son consecuencia de ráfagas cortas de datos. Si las caídas de salida son causadas por un flujo constante de alta velocidad, no puede evitar las caídas. Sin embargo, puede controlarlos.
Capacidad de almacenamiento en cola de salida de diferentes tarjetas de línea en Catalyst 6500/6000
Si no está seguro de la capacidad de colocación en cola de un puerto, ejecute el comando show queueing interface {gigabitethernet | fastethernet} mod/port . Aquí se muestran las primeras líneas de salida de un comando show queueing interface. El puerto está en una tarjeta de línea Supervisor Engine 1A:
cosmos#show queueing interface gigabitethernet 1/1
Interface GigabitEthernet1/1 queueing strategy: Weighted Round-Robin
QoS is disabled globally
Trust state: trust DSCP
Default COS is 0
Transmit group-buffers feature is enabled
Transmit queues [type = 1p2q2t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 WRR low 2
2 WRR high 2
3 Priority 1
!--- Output suppressed.
El resultado muestra que este puerto tiene un tipo de colocación en cola de salida conocido como 1p2q2t.
Otra manera de ver el tipo de colocación en cola disponible en un puerto específico es ejecutar el comando show interface capabilities:
la-orion#show interface gigabitethernet 6/2 capabilities GigabitEthernet6/2 Model: WS-SUP720-BASE Type: No GBIC Speed: 1000 Duplex: full Trunk encap. type: 802.1Q,ISL Trunk mode: on,off,desirable,nonegotiate Channel: yes Broadcast suppression: percentage(0-100) Flowcontrol: rx-(off,on,desired),tx-(off,on,desired) Membership: static Fast Start: yes QOS scheduling: rx-(1p1q4t), tx-(1p2q2t) CoS rewrite: yes ToS rewrite: yes Inline power: no SPAN: source/destination UDLD yes Link Debounce: yes Link Debounce Time: yes Ports on ASIC: 1-2
Comprensión de la Capacidad de Cola de un Puerto
Hay varios tipos de colas disponibles en los switches Catalyst 6500/6000. Esta tabla explica la notación de la arquitectura de QoS del puerto:
| Transmisión (Tx)/Recepción (Rx) | Notación de cola | Nº de colas | cola prioritaria | Nº de colas WRR | Nº y tipo de umbral para colas WRR |
|---|---|---|---|---|---|
| Tr | 2q2t | 2 | — | 2 | 2 caídas de cola configurables |
| Tr | 1p2q2t | 3 | 1 | 2 | 2 WRED configurables |
| Tr | 1p3q1t | 4 | 1 | 3 | 1 WRED configurable |
| Tr | 1p2q1t | 3 | 1 | 2 | 1 WRED configurable |
| Rx | 1q4t | 1 | — | — | 4 caídas de cola configurables |
| Rx | 1p1q4t | 2 | 1 | 1 | 4 caídas de cola configurables |
| Rx | 1p1q0t | 2 | 1 | 1 | No configurable |
| Rx | 1p1q8t | 2 | 1 | 1 | 8 WRED configurables |
| Tr | 1p3q8t | 4 | 1 | 3 | 8 WRED configurables o eliminación de cola |
| Tr | 1p7q8t | 8 | 1 | 7 | 8 WRED configurables o eliminación de cola |
| Rx | 1q2t | 1 | — | — | 1 descarte de cola configurable = 1 no configurable |
| Rx | 1q8t | 1 | — | — | 8 caídas de cola configurables |
| Rx | 2q8t | 2 | — | 2 | 8 caídas de cola configurables |
La siguiente tabla enumera algunos de los módulos y tipos de cola en los lados Rx y Tx de la interfaz o puerto. Si su módulo no aparece aquí, utilice el comando show interface capabilities para determinar la capacidad de cola disponible. El comando show interface capabilities se describe en la Capacidad de Colocación en Cola de Salida de Diferentes Tarjetas de Línea en la sección Catalyst 6500/6000.
| Módulo | Colas Rx | Colas Tx |
|---|---|---|
| WS-X6K-S2-PFC2 | 1p1q4t | 1p2q2t |
| WS-X6K-SUP1A-2GE | 1p1q4t | 1p2q2t |
| WS-X6K-SUP1-2GE | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6501-10GEX4 | 1p1q8t | 1p2q1t |
| WS-X6502-10GE | 1p1q8t | 1p2q1t |
| WS-X6516-GBIC | 1p1q4t | 1p2q2t |
| WS-X6516-GE-TX | 1p1q4t | 1p2q2t |
| WS-X6416-GBIC | 1p1q4t | 1p2q2t |
| WS-X6416-GE-MT | 1p1q4t | 1p2q2t |
| WS-X6316-GE-TX | 1p1q4t | 1p2q2t |
| WS-X6408A-GBIC | 1p1q4t | 1p2q2t |
| WS-X6408-GBIC | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6524-100FX-MM | 1p1q0t | 1p3q1t |
| WS-X6324-100FX-SM | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6324-100FX-MM | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6224-100FX-MT | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6548-RJ-21 | 1p1q0t | 1p3q1t |
| WS-X6548-RJ-45 | 1p1q0t | 1p3q1t |
| WS-X6348-RJ-21 | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6348-RJ21V | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6348-RJ-45 | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6348-RJ-45V | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6148-RJ-45V | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6148-RJ21V | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6248-RJ-45 | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6248A-TEL | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6248-TEL | 1q4t | 2q2t |
| WS-X6024-10FL-MT | 1q4t | 2q2t |
Configuración, Monitor y Ejemplo de Programación de Resultados en Catalyst 6500/6000
Configuración
Esta sección describe todos los pasos necesarios para configurar la programación de salida en un Catalyst 6500/6000 que ejecuta Cisco IOS Software. Para la configuración predeterminada de Catalyst 6500/6000, vea el Caso 1: QoS está habilitado y se utiliza un parámetro predeterminado de este documento.
La configuración del Catalyst 6500/6000 implica estos cinco pasos:
-
Asignar cada valor de clase de servicio (CoS) posible a una cola y un umbral (opcional)
-
Configure el peso WRR (opcional)
-
Configure el nivel de umbral para cada cola (opcional)
Nota: Cada uno de estos pasos es opcional, con la excepción del Paso 1. Puede decidir dejar el valor predeterminado para uno o varios parámetros.
Paso 1: Habilitar QoS (Calidad de servicio)
Primero, active QoS. Recuerde que QoS está desactivada de manera predeterminada. Cuando se inhabilita QoS, la asignación de CoS que ha configurado no afecta el resultado. Hay una cola servida de la forma primero en entrar, primero en salir (FIFO) y todos los paquetes se descartan allí.
cosmos#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
cosmos(config)#mls qos
QoS is enabled globally
Microflow policing is enabled globally
QoS global counters:
Total packets: 552638
IP shortcut packets: 0
Packets dropped by policing: 0
IP packets with TOS changed by policing: 0
IP packets with COS changed by policing: 0
Non-IP packets with CoS changed by policing: 0
Paso 2: Asignar cada valor CoS posible a una cola y un umbral
Para todos los tipos de cola, asigne el CoS a una cola y un umbral. El mapping definido para un tipo de puerto 2q2t no se aplica a ningún puerto 1p2q2t. Además, el mapping para 2q2t se aplica a todos los puertos que tienen un mecanismo de colocación en cola 2q2t. Ejecute estos comandos cos-map en la interfaz:
wrr-queue cos-map Q_number_(1-2) threshold_number_(1-2) cos_value_1 cos_value_2 priority-queue cos-map Q_number_(always 1) cos_value_1 cos_value_2
Nota: Cada uno de estos comandos debe estar en una línea.
Puede configurar por separado la cola WRR. Si hay una cola de prioridad, puede configurarla con el comando priority-queue.
Nota: Las colas siempre se numeran comenzando por la cola de prioridad más baja posible y terminando con la cola de prioridad estricta disponible. Por ejemplo:
-
La cola 1 es la cola WRR de baja prioridad.
-
La cola 2 es la cola WRR de alta prioridad.
-
La cola 3 es la cola de prioridad estricta.
Repita esta operación para todos los tipos de colas, de lo contrario la asignación CoS predeterminada permanecerá. Este es un ejemplo de configuración para 1p2q2t:
cosmos#configure terminal cosmos(config)#interface gigabitethernet 1/1 cosmos(config-if)#priority-queue cos-map 1 5 !--- Assign a CoS of 5 to priority queue. cos-map configured on: Gi1/1 Gi1/2 cosmos(config-if)#wrr-queue cos-map 1 1 0 1 !--- Assign CoS 0 and 1 to the first threshold of low-priority WRR queue. cos-map configured on: Gi1/1 Gi1/2 cosmos(config-if)#wrr-queue cos-map 1 2 2 3 !--- Assign CoS 2 and 3 to the second threshold of low-priority WRR queue. cos-map configured on: Gi1/1 Gi1/2 cosmos(config-if)#wrr-queue cos-map 2 1 4 6 !--- Assign CoS 4 and 6 to the first threshold of high-priority WRR queue. cos-map configured on: Gi1/1 Gi1/2 cosmos(config-if)#wrr-queue cos-map 2 2 7 !--- Assign CoS 7 to the first threshold of high-priority WRR queue. cos-map configured on: Gi1/1 Gi1/2
Verifique la configuración
cosmos#show queueing interface gigabitethernet 1/1
!--- Output suppressed.
queue thresh cos-map
---------------------------------------
1 1 0 1
1 2 2 3
2 1 4 6
2 2 7
3 1 5
!--- Output suppressed.
Paso 3: Configuración del peso de WRR
Configure el peso WRR para las dos colas WRR. Ejecute este comando de interfaz:
wrr-queue bandwidth weight_for_Q1 weight_for_Q2
El peso 1 se relaciona con la cola 1, que debe ser la cola WRR de baja prioridad. Mantenga siempre este peso un nivel inferior al peso 2. El peso puede tomar cualquier valor entre 1 y 255. Utilice estas fórmulas para asignar el porcentaje:
-
Para la cola 1—[peso 1 / (peso 1 + peso 2)]
-
Para la cola 2—[peso 2 / (peso 1 + peso 2)]
Debe definir el peso para todos los tipos de colas. No es necesario que estos tipos de peso sean iguales. Este es un ejemplo para 2q2t, donde la cola 1 se atiende el 20% del tiempo y la cola 2 se atiende el 80% del tiempo:
cosmos#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. cosmos(config)#interface gigabitethernet 1/1 cosmos(config-if)#wrr-queue bandwidth ? <1-255> enter bandwidth weight between 1 and 255 cosmos(config-if)#wrr-queue bandwidth 20 80 !--- Queue 1 is served 20% of the time, and queue 2 is served !--- 80% of the time. cosmos(config-if)#
Verifique la configuración
cosmos#show queueing interface gigabitethernet 1/1
Interface GigabitEthernet1/1 queueing strategy: Weighted Round-Robin
Port QoS is enabled
Port is untrusted
Default cos is 0
Transmit queues [type = 1p2q2t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 WRR low 2
2 WRR high 2
3 Priority 1
WRR bandwidth ratios: 20[queue 1] 80[queue 2]
queue-limit ratios: 90[queue 1] 5[queue 2]
!--- Output suppressed.
Nota: Puede configurar diferentes pesos WRR para cada interfaz cuando no es posible utilizar el software CatOS.
Paso 4: Configure los búferes que se asignan a cada cola
Debe definir la relación de cola de transmisión. Esto determina cómo se dividen las memorias intermedias entre las diferentes colas.
wrr-queue queue-limit percentage_WRR_Q1 percentage_WRR_Q2
cosmos(config)#interface gigabitethernet 1/2
cosmos(config-if)#wrr-queue queue-limit 70 15
!--- Queue 1 has 70% of the buffers. !--- Queues 2 and 3 both have 15% of the buffers.
queue-limit configured on: Gi1/1 Gi1/2
Nota: Si la capacidad de colocación en cola de su puerto gigabit es 1p1q2t, debe utilizar el mismo nivel para la cola de prioridad estricta y para la cola WRR de alta prioridad. Estos niveles no pueden variar por motivos de hardware. Sólo se configura el ancho de banda para las dos colas WRR. Utilice automáticamente el mismo valor para la cola WRR de alta prioridad y la cola de prioridad estricta, si existe alguna.
Algunos tipos de cola no tienen un tamaño de cola ajustable. Un ejemplo es el 1p3q1t, que está disponible en WS-X6548RJ45. Estos tipos de cola están corregidos y no se pueden modificar.
Verifique la configuración
cosmos#show queueing interface gigabitethernet 1/2
Interface GigabitEthernet1/2 queueing strategy: Weighted Round-Robin
Port QoS is enabled
Port is untrusted
Default cos is 0
Transmit queues [type = 1p2q2t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 WRR low 2
2 WRR high 2
3 Priority 1
WRR bandwidth ratios: 5[queue 1] 255[queue 2]
queue-limit ratios: 70[queue 1] 15[queue 2]
Nota: Es mejor dejar la mayor parte de los búfers para la cola WRR de baja prioridad. Esta es la cola en la que debe habilitar el almacenamiento en búfer adicional. Las otras colas tienen prioridad de servicio más alta.
Paso 5: Configurar el nivel de umbral para cada cola
Como paso final, configure el nivel de umbral para la cola WRED o para la cola de descarte de cola. Esta lista proporciona los comandos:
-
Para las colas que utilizan WRED como mecanismo de caída para el umbral, ejecute estos comandos:
wrr-queue random-dtect min-threshold Q_number threshold_1_value threshold_2_value wrr-queue random-dtect max-threshold Q_number threshold_1_value threshold_2_value
Nota: Cada uno de estos comandos debe estar en una línea.
-
Para las colas que utilizan el descarte de cola como mecanismo de descarte, ejecute este comando:
wrr-queue threshold Q_number threshold_1_value threshold_2_valueNota: Este comando debe estar en una línea.
Configuración para una cola WRED:
cosmos(config)#interface gigabitethernet 1/1 cosmos(config-if)#wrr-queue random-detect min-threshold 1 20 50 !--- This sets the threshold of queue 1 to 20 and 50% minimum threshold !--- configured on Gi1/1 Gi1/2. cosmos(config-if)#wrr-queue random-detect min-threshold 2 20 50 !--- This sets the threshold of queue 2 to 20 and 50% minimum threshold !--- configured on Gi1/1 Gi1/2. cosmos(config-if)#wrr-queue random-detect max-threshold 1 50 80 !--- This sets the threshold of queue 1 to 50 and 80% maximum threshold !--- configured on Gi1/1 Gi1/2. cosmos(config-if)#wrr-queue random-detect max-threshold 2 40 60 !--- This sets the threshold of queue 2 to 49 and 60% maximum threshold !--- configured on Gi1/1 Gi1/2.
Configuración para una cola de eliminación de cola:
cosmos(config)#interface fastethernet 3/1 cosmos(config-if)#wrr-queue threshold ? <1-2> enter threshold queue id (1-2) cosmos(config-if)#wrr-queue threshold 1 ? <1-100> enter percent of queue size between 1 and 100 cosmos(config-if)#wrr-queue threshold 1 50 100 !--- This sets the tail drop threshold for this 2q2t interface for !--- queue 1 (low-priority) to 50 and 100% of the buffer. threshold configured on: Fa3/1 Fa3/2 Fa3/3 Fa3/4 Fa3/5 Fa3/6 Fa3/7 Fa3/8 Fa3/9 Fa3/10 Fa3/11 Fa3/12 cosmos(config-if)# cosmos(config-if)# cosmos(config-if)#wrr-queue threshold 2 40 100 !--- This sets the tail drop threshold for this 2q2t interface for !--- queue 2 (high-priority) to 40 and 100% of the buffer. threshold configured on: Fa3/1 Fa3/2 Fa3/3 Fa3/4 Fa3/5 Fa3/6 Fa3/7 Fa3/8 Fa3/9 Fa3/10 Fa3/11 Fa3/12 cosmos(config-if)#
Verifique la configuración
cosmos#show queueing interface gigabitethernet 1/1
Interface GigabitEthernet1/1 queueing strategy: Weighted Round-Robin
Port QoS is enabled
Port is untrusted
Default cos is 0
Transmit queues [type = 1p2q2t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 WRR low 2
2 WRR high 2
3 Priority 1
WRR bandwidth ratios: 20[queue 1] 80[queue 2]
queue-limit ratios: 70[queue 1] 15[queue 2]
queue random-detect-min-thresholds
-----------------------------
1 20[1] 50[2]
2 20[1] 50[2]
queue random-detect-max-thresholds
----------------------------------
1 50[1] 80[2]
2 40[1] 60[2]
cosmos#show queueing interface fastethernet 3/1
Interface FastEthernet3/1 queueing strategy: Weighted Round-Robin
Port QoS is enabled
Port is untrusted
Default cos is 0
Transmit queues [type = 2q2t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 WRR low 2
2 WRR high 2
WRR bandwidth ratios: 100[queue 1] 255[queue 2]
queue-limit ratios: 90[queue 1] 10[queue 2]
queue tail-drop-thresholds
--------------------------
1 50[1] 100[2]
2 40[1] 100[2]
No puede configurar el umbral y asignar el CoS a la cola por puerto. Todos los cambios se aplican a un conjunto de puertos contiguos:
-
Cuatro puertos para tarjetas de línea gigabit: los puertos 1 a 4 están juntos y los puertos 5 a 8 están juntos.
-
Doce puertos para puertos de 10/100 o 100 puertos de fibra basados en cola 1q4t/2q2t: de 1 a 12, de 13 a 24, de 25 a 36 y de 36 a 48.
-
Para determinar el puerto exacto que pertenece al mismo ASIC, utilice el comando show interface capabilities.
Supervisión de la programación de resultados y verificación de configuraciones
El comando más fácil de ejecutar para verificar la configuración actual en tiempo de ejecución de un puerto con respecto a la programación de salida es el comando show queueing interface {gigabitethernet | fastethernet} slot/puerto . Este comando muestra el tipo de colocación en cola en el puerto, la asignación de CoS a las diferentes colas y umbrales, el uso compartido del búfer y el peso de WRR. Aquí, es el 20% de WRR para la cola 1 y el 80% de WRR para la cola 2. El comando también muestra toda la información configurada para la programación de salida y el número de paquetes que se descartan en cada cola para cada umbral:
cosmos#show queueing interface gigabitethernet 1/1
Interface GigabitEthernet1/1 queueing strategy: Weighted Round-Robin
Port QoS is enabled
Port is untrusted
Default COS is 0
Transmit queues [type = 1p2q2t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 WRR low 2
2 WRR high 2
3 Priority 1
WRR bandwidth ratios: 20[queue 1] 80[queue 2]
queue-limit ratios: 70[queue 1] 15[queue 2]
queue random-detect-max-thresholds
----------------------------------
1 50[1] 80[2]
2 40[1] 60[2]
queue thresh cos-map
---------------------------------------
1 1 0 1
1 2 2 3
2 1 4 6
2 2 7
3 1 5
Receive queues [type = 1p1q4t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 Standard 4
2 Priority 1
queue tail-drop-thresholds
--------------------------
1 100[1] 100[2] 100[3] 100[4]
queue thresh cos-map
---------------------------------------
1 1 0 1
1 2 2 3
1 3 4
1 4 6 7
2 1 5
Packets dropped on Transmit:
BPDU packets: 0
queue thresh dropped [cos-map]
---------------------------------------------------
1 1 0 [0 1 ]
1 2 0 [2 3 ]
2 1 0 [4 6 ]
2 2 0 [7 ]
3 1 0 [5 ]
Packets dropped on Receive:
BPDU packets: 0
queue thresh dropped [cos-map]
---------------------------------------------------
1 1 0 [0 1 ]
1 2 0 [2 3 ]
1 3 0 [4 ]
1 4 0 [6 7 ]
2 1 0 [5 ]
Ejemplo de programación de salida
Este tráfico se inyecta en el Catalyst 6500/6000:
-
En el puerto gigabit 1/2: un gigabit de tráfico con precedencia de cero
-
En el puerto gigabit 5/2:
-
133 MB de tráfico con precedencia de siete
-
133 MB de tráfico con precedencia de seis
-
133 MB de tráfico con precedencia de cinco
-
133 MB de tráfico con precedencia de cuatro
-
133 MB de tráfico con precedencia de tres
-
133 MB de tráfico con precedencia de dos
-
133 MB de tráfico con precedencia de uno
-
Todo el tráfico de unidifusión sale del switch por puerto gigabit 1/1, que está muy sobresuscrito.
Caso 1: QoS está habilitado y se utiliza un parámetro predeterminado
El comando show queueing interface gigabitethernet 1/1 configura todos los resultados en este ejemplo. El comando proporciona información adicional sobre la programación de entrada. Sin embargo, como este documento sólo cubre la programación de salida, suprime esa salida.
Cuando QoS está globalmente habilitado y todos los parámetros predeterminados están en uso, este resultado se produce después de unos minutos:
nelix#show queueing interface gigabitethernet 1/1
Interface GigabitEthernet1/1 queueing strategy: Weighted Round-Robin
Port QoS is enabled
Trust state: trust DSCP
Default cos is 0
Transmit queues [type = 1p2q2t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 WRR low 2
2 WRR high 2
3 Priority 1
WRR bandwidth ratios: 100[queue 1] 255[queue 2]
queue-limit ratios: 90[queue 1] 5[queue 2]
queue random-detect-max-thresholds
----------------------------------
1 40[1] 100[2]
2 40[1] 100[2]
queue thresh cos-map
---------------------------------------
1 1 0 1
1 2 2 3
2 1 4
2 2 6 7
3 1 5
Packets dropped on Transmit:
BPDU packets: 0
queue thresh dropped [cos-map]
---------------------------------------------------
1 1 149606424 [0 1 ]
1 2 0 [2 3 ]
2 1 16551394 [4 ]
2 2 4254446 [6 7 ]
3 1 0 [5 ]
En este resultado, los valores predeterminados son:
-
Peso WRR para la cola 1—100 / (100 + 255) = 28%
-
Peso WRR para cola 2—255 / (255 + 100) = 72%
-
Uso compartido de búfer: —90% para la cola 1, 5% para la cola 2 y 5% para la cola de prioridad estricta
La mayoría de los paquetes en la cola WRR de baja prioridad se descartan, pero algunos se siguen descartando en la cola WRR de alta prioridad para ambos umbrales. Hay un total de 170.412.264 gotas (149.606.424 + 16.551.394 + 4.254.446). Estas caídas se dividen de la siguiente manera:
-
149,606,424 / 170,412,264 = 88% de las caídas en la cola 1 (primer paquete de umbral con CoS 0 y 1)
-
16 551 394 / 170 412 264 = 10% de las caídas en la cola 2 (primer paquete de umbral con CoS 4)
-
4,254,446 / 170,412,264 = 2% de las caídas en la cola 2 (paquete de segundo umbral con CoS de 6 ó 7)
Nota: No ve ninguna caída en la cola de prioridad estricta.
Caso 2: Modificar el peso de WRR
Como se señala en el caso 1: QoS está habilitado y se utiliza un parámetro predeterminado, los paquetes en la cola 2 siguen siendo eliminados. Modifique el peso de WRR para dar más ancho de banda a la cola 2. Ahora, la cola 1 se vacía el 4% del tiempo y la cola 2 se vacía el 96% del tiempo:
show run interface gigabitethernet 1/1
interface GigabitEthernet1/1
no ip address
wrr-queue bandwidth 10 255
mls qos trust dscp
switchport
switchport mode access
end
nelix#show queueing interface gigabitethernet 1/1
Interface GigabitEthernet1/1 queueing strategy: Weighted Round-Robin
Port QoS is enabled
Trust state: trust DSCP
Default cos is 0
Transmit queues [type = 1p2q2t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 WRR low 2
2 WRR high 2
3 Priority 1
WRR bandwidth ratios: 10[queue 1] 255[queue 2]
queue-limit ratios: 90[queue 1] 5[queue 2]
queue random-detect-max-thresholds
----------------------------------
1 40[1] 100[2]
2 40[1] 100[2]
queue thresh cos-map
---------------------------------------
1 1 0 1
1 2 2 3
2 1 4
2 2 6 7
3 1 5
Packets dropped on Transmit:
BPDU packets: 0
queue thresh dropped [cos-map]
---------------------------------------------------
1 1 2786205 [0 1 ]
1 2 0 [2 3 ]
2 1 11363 [4 ]
2 2 69 [6 7 ]
3 1 0 [5 ]
Como se ve en este resultado, el porcentaje de caídas en la cola 2 es ahora mucho más bajo. Un total de 2.797.637 caídas se dividen de esta manera:
-
2,786,205 / 2,797,637 = 99,591% de las caídas en la cola 1 (con paquete de CoS 0 y 1)
-
11,363 / 2,797,637 = 0.408% de las caídas en la cola 2 (primer umbral con el paquete CoS 4)
-
69 / 2,797,637 = 0.001% de las caídas en la cola 2 (segundo umbral para el paquete con CoS 6 y 7)
Si utiliza varios pesos WRR, se asegura más QoS en la cola 2.
Caso 3: Modificación de peso adicional de WRR
Puede ser aún más agresivo con el peso de WRR. En este ejemplo de salida, sólo 0.39 por ciento del peso se da a la cola 1:
show run interface gigabitethernet 1/1
interface GigabitEthernet1/1
no ip address
wrr-queue bandwidth 1 255
mls qos trust dscp
switchport
switchport mode access
end
nelix#show queueing interface gigabitethernet 1/1
Interface GigabitEthernet1/1 queueing strategy: Weighted Round-Robin
Port QoS is enabled
Trust state: trust DSCP
Default cos is 0
Transmit queues [type = 1p2q2t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 WRR low 2
2 WRR high 2
3 Priority 1
WRR bandwidth ratios: 1[queue 1] 255[queue 2]
queue-limit ratios: 90[queue 1] 5[queue 2]
queue random-detect-max-thresholds
----------------------------------
1 40[1] 100[2]
2 40[1] 100[2]
queue thresh cos-map
---------------------------------------
1 1 0 1
1 2 2 3
2 1 4
2 2 6 7
3 1 5
Packets dropped on Transmit:
BPDU packets: 0
queue thresh dropped [cos-map]
---------------------------------------------------
1 1 2535315 [0 1 ]
1 2 0 [2 3 ]
2 1 705 [4 ]
2 2 73 [6 7 ]
3 1 0 [5 ]
Incluso con el peso agresivo de WRR, los paquetes siguen siendo descartados en la cola 2. Sin embargo, en comparación, no son muchos los paquetes. Ahora sólo hay una caída de paquete del 0,03% en la cola 2.
Caso 4: Modificar asignación de búfer de límite de cola
Como se observa en el caso 2: Modificar el peso de WRR y el caso 3: Secciones adicionales de modificación del peso de WRR, los paquetes siguen cayendo en la cola 2, aunque el porcentaje de WRR garantiza que la caída es mínima. Sin embargo, cuando se alcanza el segundo umbral (que se establece en el 100%) en la cola 2, algunos paquetes siguen siendo descartados.
Para mejorar esto, cambie el límite de cola (tamaño del búfer asignado a cada cola). En este ejemplo, el límite de cola se establece en 70 por ciento para la cola 1, 15 por ciento para la cola 2 y 15 por ciento para la cola de prioridad estricta:
show run gigabitethernet 1/1
interface GigabitEthernet1/1
no ip address
wrr-queue bandwidth 1 255
wrr-queue queue-limit 70 15
mls qos trust dscp
switchport
switchport mode access
end
nelix#show queueing interface gigabitethernet 1/1
Interface GigabitEthernet1/1 queueing strategy: Weighted Round-Robin
Port QoS is enabled
Trust state: trust DSCP
Default cos is 0
Transmit queues [type = 1p2q2t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 WRR low 2
2 WRR high 2
3 Priority 1
WRR bandwidth ratios: 1[queue 1] 255[queue 2]
queue-limit ratios: 70[queue 1] 15[queue 2]
queue random-detect-max-thresholds
----------------------------------
1 40[1] 100[2]
2 40[1] 100[2]
queue thresh cos-map
---------------------------------------
1 1 0 1
1 2 2 3
2 1 4
2 2 6 7
3 1 5
Receive queues [type = 1p1q4t]:
Queue Id Scheduling Num of thresholds
-----------------------------------------
1 Standard 4
2 Priority 1
queue tail-drop-thresholds
--------------------------
1 100[1] 100[2] 100[3] 100[4]
queue thresh cos-map
---------------------------------------
1 1 0 1
1 2 2 3
1 3 4
1 4 6 7
2 1 5
Packets dropped on Transmit:
BPDU packets: 0
queue thresh dropped [cos-map]
---------------------------------------------------
1 1 154253046 [0 1 ]
1 2 0 [2 3 ]
2 1 0 [4 ]
2 2 0 [6 7 ]
3 1 0 [5 ]
Ahora, las caídas sólo ocurren en la cola 1.
Utilice la programación de salida para reducir la demora y la fluctuación
Los estudios de casos en la sección Ejemplo de Programación de Salida demuestran la ventaja de implementar la programación de salida para evitar una caída del tráfico VoIP o de misión crítica en caso de una sobresuscripción del puerto de salida. La sobresuscripción no se produce con mucha frecuencia en una red normal (especialmente en un link gigabit). La suscripción excesiva solo debe producirse durante las horas punta del tráfico o durante las ráfagas de tráfico que se producen en un período de tiempo muy breve.
Incluso sin ninguna suscripción excesiva, la programación de salida puede ser de gran ayuda en una red donde la QoS se implementa de principio a fin. Esta sección proporciona ejemplos de cómo la programación de resultados puede ayudar a reducir la demora y la fluctuación.
Reducir el retraso
El retraso de un paquete aumenta debido al tiempo "perdido" en el buffer de cada switch mientras espera ser transmitido. Por ejemplo, un paquete de voz pequeño con un CoS de 5 se envía desde un puerto durante una copia de seguridad o transferencia de archivos de gran tamaño. Suponga que no hay QoS para el puerto de salida y que el paquete de voz pequeño se pone en cola después de 10 paquetes grandes de 1500 bytes. En este caso, puede calcular fácilmente que el tiempo de velocidad de gigabit necesario para transmitir los 10 paquetes grandes es:
-
(10 x 1500 x 8) = 120 000 bits transmitidos en 120 microsegundos
Si este paquete necesita atravesar ocho o nueve switches mientras pasa por la red, puede producirse un retraso de aproximadamente 1 milisegundo. Esto incluye solamente los retrasos en la cola de salida del switch cruzado en la red.
Nota: Si necesita poner en cola los mismos 10 paquetes grandes en una interfaz de 10 MB (por ejemplo, conectados a un teléfono IP y a un PC), la presentación de la demora es:
-
(10 x 1500 x 8) = 120 000 bits transmitidos en 12 milisegundos
La implementación de la programación de salida asegura que los paquetes de voz con una CoS de 5 se coloquen en la cola de prioridad estricta y se envíen antes que cualquier paquete con una CoS inferior a 5. Esto reduce el retraso.
Reducción de la fluctuación
Otra ventaja importante de la programación de salida es la reducción de la fluctuación. La fluctuación es la variación en la demora para los paquetes dentro del mismo flujo. Este escenario de ejemplo muestra cómo la programación de salida puede reducir la fluctuación:
En este escenario, el mismo puerto de salida necesita enviar dos secuencias:
-
Un flujo de voz entrante en un puerto Ethernet de 10 MB.
-
Una secuencia FTP entrante en un puerto de enlace ascendente de 1 Gigabit Ethernet.
Ambos flujos dejan el switch a través del mismo puerto de salida. Este ejemplo muestra lo que puede ocurrir sin el uso de la programación de salida. Todos los paquetes de datos de gran tamaño pueden entrelazarse entre dos paquetes de voz. Esto crea fluctuación en la recepción del paquete de voz desde la misma secuencia. Hay una demora mayor entre la recepción del paquete 1 y el paquete n + 1 a medida que el switch transmite el paquete de datos grande. Sin embargo, el retraso entre n + 1 y n + 2 es insignificante. Esto produce fluctuación en el flujo de tráfico de voz. Puede evitar fácilmente este problema con el uso de una cola de prioridad estricta. Asegúrese de asignar el valor CoS de los paquetes de voz a la cola de prioridad estricta.
Conclusión
En este documento, ha visto casos prácticos de cómo configurar y resolver problemas de programación de cola de salida en un Catalyst 6500/6000 que ejecuta Cisco IOS Software. También ha visto las ventajas de la programación de salida en la mayoría de las redes con tráfico de voz:
-
Evita la caída del tráfico crítico en caso de exceso de suscripción del puerto de salida.
-
Reduce el retraso.
-
Reduce la fluctuación.
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