Comprendre les pertes de sortie sur les interfaces haut débit des commutateurs Catalyst 9000
Table des matières
Introduction
Ce document décrit comment dépanner les pertes de sortie sur les interfaces haut débit sur les plates-formes de la gamme Catalyst 9000 basées sur ASIC UADP.
Conditions préalables
Exigences
Cisco vous recommande de prendre connaissance des rubriques suivantes :
- Concepts QoS standard
- Interface de ligne de commande (CLI) QoS modulaire
- Wireshark
Composants utilisés
Les informations contenues dans ce document sont basées sur les versions de matériel et de logiciel suivantes :
- Types ASIC UADP 2.0 et UADP 3.0
- Catalyst 9200
- Catalyst 9300
- Catalyst 9400
- Catalyst 9500
- Catalyst 9600
- Cisco IOS® XE 16.X ou Logiciel 17.X
The information in this document was created from the devices in a specific lab environment. All of the devices used in this document started with a cleared (default) configuration. Si votre réseau est en ligne, assurez-vous de bien comprendre l’incidence possible des commandes.
Informations générales
Les pertes de sortie sur les interfaces haut débit sont un problème qui peut se produire dans n'importe quel environnement réseau, en particulier lorsqu'il s'agit d'interfaces qui prennent en charge des débits de transfert de données de 10 Gbit/s ou plus. Les abandons de sortie se produisent lorsque des paquets sont abandonnés par l'interface avant qu'ils ne puissent être transmis sur le réseau.
Il est souvent mal compris comment l'utilisation de l'interface est interprétée lorsque des pertes de sortie se produisent à de faibles niveaux d'utilisation :
- Lorsque trop de trafic est envoyé à partir d'une seule interface, les tampons de cette interface peuvent être saturés et des pertes de sortie peuvent se produire. Une interface avec trop peu de tampons peut également augmenter la probabilité de pertes de sortie.
- Les pertes de sortie peuvent également être causées par une non-concordance entre la vitesse de l'interface et la vitesse du périphérique connecté. Par exemple, si une interface 10 Gbits/s est connectée à un périphérique qui prend uniquement en charge un débit de transfert de données de 1 Gbits/s, l'interface peut abandonner des paquets si elle ne parvient pas à ralentir le débit de données pour qu'il corresponde aux capacités du périphérique.
Cependant, dans la grande majorité des cas, les pertes de sortie sont causées par le trafic en microrafale qui a épuisé les tampons de port :
- Une microrafale fait référence à un phénomène dans lequel une grande quantité de trafic est envoyée dans un laps de temps très court, généralement il ne dure que quelques millisecondes et dépasse la bande passante disponible de l'interface.
- En cas de microrafale, les périphériques réseau doivent mettre le trafic en mémoire tampon jusqu’à ce qu’il puisse être transmis sur le réseau. Si la taille de la mémoire tampon est dépassée, les paquets sont abandonnés.
Le trafic réseau est souvent mesuré par l’utilisation moyenne d’une liaison (mesurée sur 30 secondes à 5 minutes en fonction de la configuration). Bien que cette moyenne indique un flux constant et relativement régulier, l'utilisation de l'interface à une échelle de millisecondes est souvent très sporadique
Figure 1. Affiche une représentation visuelle de la cause sous-jacente des pertes de sortie sur l'interface haut débit.
- Les flux de paquets A, B et C représentent des groupes de bits dans un flux.
- Les flux A, B et C sont transmis via l'interface 100G et reçus au niveau du commutateur de tronçon suivant.
- Observez que les bits A et certains bits B sont transférés à l'interface de sortie 10G.
- Cependant, lorsque le flux C arrive, le commutateur a mis en mémoire tampon certains des bits du flux B en raison de l'incapacité de retirer les bits de la file d'attente aussi rapidement qu'ils arrivent.
- La mémoire tampon est pleine et ne peut pas contenir à la fois les bits B restants et tous les bits du paquet C.
- Si le classifieur Ingress détermine qu'il n'y a pas de place pour ne serait-ce qu'un bit de la trame suivante, il abandonne le paquet entier !
- Le flux A et une partie de B sont transmis via l'interface 10G.
L’interface « Vitesse/Bande passante » est mal nommée :
- Bande passante = données (bits)/temps
- Les bits n'accélèrent pas physiquement lorsqu'ils passent de 10G > 100G > 10G
La différence de « vitesse » est la capacité d'entrelacement/le nombre de voies/le nombre d'impulsions par intervalle de temps, le mécanisme de codage, et ainsi de suite, par rapport au support (lumière/électrons) qui va plus vite.
Vérifier
Le dépannage des pertes de sortie sur les interfaces haut débit peut être un processus complexe, mais voici quelques étapes générales qui peuvent aider à identifier et à résoudre le problème :
Identifiez l’interface concernée :
- Commencez par affiner l’interface qui subit les pertes de sortie.
- Utilisez la commande show interfaces | include is up|Total output abandonne le résultat de la commande ou utilisez les outils de surveillance pour déterminer quelle interface est confrontée au problème
Identifier les interfaces entrantes et sortantes
- Pour vérifier l'interface avec les mappages ASIC, vous pouvez exécuter la commande show platform software fed <switch|active> ifm mappings.
Vérifiez l'allocation de tampon :
- Il est important de vérifier l'allocation de mémoire tampon et la configuration d'interface pour les interfaces concernées.
Vérifiez les microrafales avec Wireshark :
- Les pertes de sortie sur les interfaces haut débit peuvent souvent être causées par des microrafales de trafic.
- Utilisez des outils d’analyse du trafic tels que Wireshark pour surveiller les modèles de trafic et identifier les microrafales potentielles.
Envisagez une mise à niveau matérielle :
- Si les étapes précédentes ne résolvent pas le problème, il doit être nécessaire de mettre à niveau le matériel, tel que l'interface, le périphérique ou l'infrastructure réseau, pour gérer le trafic accru.
Identifier l'interface affectée
Pour identifier l'interface affectée qui subit des pertes de sortie, vous pouvez utiliser la commande show interfaces.
- Cette commande fournit des informations détaillées sur chaque interface, notamment des statistiques sur les erreurs d'entrée et de sortie, les paquets abandonnés et d'autres informations critiques.
Pour affiner la liste des interfaces et identifier rapidement l'interface affectée, utilisez la commande show interfaces | include is up|Total output drops commande pour filtrer les interfaces hors service ou admin down, et afficher uniquement celles qui sont actives et qui ont des abandons.
- Par exemple, vous pouvez utiliser cette commande pour afficher uniquement les interfaces qui ont subi des pertes de sortie.
Cat9k(config)#show interfaces | in is up|Total output drops
HundredGigE1/0/1 is up, line protocol is up (connected)
Input queue: 0/2000/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 54845
HundredGigE1/0/10 is up, line protocol is up (connected)
Input queue: 0/2000/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 1540231
--snip--
Sur les commutateurs de la gamme Catalyst 9000, les abandons de paquets de sortie sont affichés par défaut en octets au lieu de paquets. Il est important de déterminer si la quantité de pertes de sortie trouvée a eu un impact réel ou a simplement été causée par un trafic transitoire en salves.
Pour calculer le pourcentage du total des octets de sortie transmis sur une interface qui ont été abandonnés :
- Collectez le nombre total de pertes en sortie à partir de l'interface.
- Collectez le nombre total d'octets en sortie à partir de l'interface.
- Calculez le pourcentage de pertes en sortie. Divisez le nombre total de pertes en sortie par le nombre total d'octets en sortie et multipliez-le par 100.
Cela indique le pourcentage d'octets de sortie qui ont été abandonnés sur l'interface, ce qui peut vous aider à déterminer s'il y a un problème d'encombrement ou d'allocation de mémoire tampon qui doit être résolu ou si les abandons de sortie ont été provoqués par un trafic de microrafales transitoire.
Utilisez la commande show interface <interface> pour collecter les informations.
Cat9k#show interfaces twentyFiveGigE 1/0/41
TwentyFiveGigE1/0/41 is up, line protocol is up (connected)
Hardware is Twenty Five Gigabit Ethernet, address is dc77.4c8a.4289 (bia dc77.4c8a.4289)
MTU 1500 bytes, BW 25000000 Kbit/sec, DLY 10 usec,
reliability 255/255, txload 3/255, rxload 1/255
Encapsulation ARPA, loopback not set
Keepalive set (10 sec)
Full-duplex, 10Gb/s, link type is auto, media type is SFP-10GBase-AOC1M
input flow-control is on, output flow-control is off
ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00
Last input 00:00:06, output 00:00:10, output hang never
Last clearing of "show interface" counters 6w1d
Input queue: 0/2000/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 299040207
Queueing strategy: Class-based queueing
Output queue: 0/40 (size/max)
30 second input rate 767000 bits/sec, 155 packets/sec
30 second output rate 14603000 bits/sec, 1819 packets/sec
931864194 packets input, 572335285416 bytes, 0 no buffer
Received 933005 broadcasts (933005 multicasts)
0 runts, 0 giants, 0 throttles
0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored
0 watchdog, 0 multicast, 0 pause input
0 input packets with dribble condition detected
1067891106 packets output, 5930422327799 bytes, 0 underruns
--snip--
Total des pertes en sortie : 299040207
Total des octets de sortie : 5930422327799
Pourcentage de pertes en sortie = 299040207/5930422327799 x 100 = 0,005 %
Dans cet exemple, le total des pertes en sortie représente 0,005 % de la quantité totale d'octets transmis sur cette interface au cours des six dernières semaines (dernier effacement des compteurs 6w1d).
- Le nombre total de paquets par rapport au nombre de paquets abandonnés est mineur et ne devrait pas avoir d'impact.
Identifier les interfaces entrantes et sortantes
Pour mieux allouer des tampons logiciels et gérer le trafic sur les commutateurs de la gamme Catalyst 9000, vous pouvez envisager de sélectionner des interfaces entrantes et sortantes dans différents ASIC.
Un tampon logiciel, également appelé tampon dynamique ou tampon partagé, désigne une partie de la mémoire qui est allouée de façon dynamique pour stocker temporairement des paquets en période d'encombrement ou de charge de trafic élevée.
Conseil : Reportez-vous au document Comprendre l'allocation de tampon de file d'attente sur les commutateurs Catalyst 9000 pour des informations détaillées sur l'allocation de tampon dans les commutateurs de la gamme Catalyst 9000
D'après l'architecture d'un modèle spécifique de commutateurs Catalyst 9000, il est important de noter qu'ils intègrent souvent plusieurs circuits ASIC chargés de diverses fonctions.
Pour vérifier l'interface avec les mappages ASIC, vous pouvez exécuter la commande show platform software fed <switch|active> ifm mappings.
Cet exemple montre l'interface avec les mappages ASIC. Plage d'interfaces TenGigabitEthernet1/0/1 à TenGigabitEthernet1/0/24 mappés sur ASIC 1 tandis que les autres sont mappés sur ASIC 0 :
Cat9k#show platform software fed switch active ifm mappings Interface IF_ID Inst Asic Core Port SubPort Mac Cntx LPN GPN Type Active TenGigabitEthernet1/0/1 0x9 3 1 1 0 0 11 0 1 1 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/2 0xa 3 1 1 1 0 10 1 2 2 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/3 0xb 3 1 1 2 0 9 2 3 3 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/4 0xc 3 1 1 3 0 8 3 4 4 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/5 0xd 3 1 1 4 0 7 4 5 5 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/6 0xe 3 1 1 5 0 6 5 6 6 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/7 0xf 3 1 1 6 0 5 6 7 7 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/8 0x10 3 1 1 7 0 4 7 8 8 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/9 0x11 3 1 1 8 0 3 8 9 9 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/10 0x12 3 1 1 9 0 2 9 10 10 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/11 0x13 3 1 1 10 0 1 10 11 11 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/12 0x14 3 1 1 11 0 0 11 12 12 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/13 0x15 2 1 0 12 0 11 0 13 13 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/14 0x16 2 1 0 13 0 10 1 14 14 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/15 0x17 2 1 0 14 0 9 2 15 15 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/16 0x18 2 1 0 15 0 8 3 16 16 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/17 0x19 2 1 0 16 0 7 4 17 17 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/18 0x1a 2 1 0 17 0 6 5 18 18 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/19 0x1b 2 1 0 18 0 5 6 19 19 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/20 0x1c 2 1 0 19 0 4 7 20 20 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/21 0x1d 2 1 0 20 0 3 8 21 21 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/22 0x1e 2 1 0 21 0 2 9 22 22 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/23 0x1f 2 1 0 22 0 1 10 23 23 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/24 0x20 2 1 0 23 0 0 11 24 24 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/25 0x21 1 0 1 24 0 11 0 25 25 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/26 0x22 1 0 1 25 0 10 1 26 26 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/27 0x23 1 0 1 26 0 9 2 27 27 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/28 0x24 1 0 1 27 0 8 3 28 28 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/29 0x25 1 0 1 28 0 7 4 29 29 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/30 0x26 1 0 1 29 0 6 5 30 30 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/31 0x27 1 0 1 30 0 5 6 31 31 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/32 0x28 1 0 1 31 0 4 7 32 32 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/33 0x29 1 0 1 32 0 3 8 33 33 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/34 0x2a 1 0 1 33 0 2 9 34 34 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/35 0x2b 1 0 1 34 0 1 10 35 35 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/36 0x2c 1 0 1 35 0 0 11 36 36 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/37 0x2d 0 0 0 36 0 11 11 37 37 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/38 0x2e 0 0 0 37 0 10 10 38 38 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/39 0x2f 0 0 0 38 0 9 9 39 39 NIF Y TenGigabitEthernet1/0/40 0x30 0 0 0 39 0 8 8 40 40 NIF Y TenGigabitEthernet1/1/1 0x31 0 0 0 40 0 0 19 41 41 NIF N TenGigabitEthernet1/1/2 0x32 0 0 0 41 0 0 18 42 42 NIF N TenGigabitEthernet1/1/3 0x33 0 0 0 42 0 0 17 43 43 NIF N TenGigabitEthernet1/1/4 0x34 0 0 0 43 0 0 16 44 44 NIF N TenGigabitEthernet1/1/5 0x35 0 0 0 44 0 0 15 45 45 NIF N TenGigabitEthernet1/1/6 0x36 0 0 0 45 0 0 14 46 46 NIF N TenGigabitEthernet1/1/7 0x37 0 0 0 46 0 0 13 47 47 NIF N TenGigabitEthernet1/1/8 0x38 0 0 0 47 0 0 12 48 48 NIF N FortyGigabitEthernet1/1/1 0x39 0 0 0 48 0 4 4 49 49 NIF N FortyGigabitEthernet1/1/2 0x3a 0 0 0 49 0 0 0 50 50 NIF N
Allocation de mémoire tampon
L'allocation de mémoire tampon est un facteur important pour éviter les pertes de sortie, car les mémoires tampons sont utilisées pour stocker temporairement le trafic qui ne peut pas être transféré en raison d'un encombrement ou d'autres variables. Si le nombre de mémoires tampon disponibles est insuffisant, le trafic est abandonné, ce qui entraîne des performances réseau médiocres et des interruptions potentielles. Avec cette vérification, vous pouvez vous assurer que le commutateur a suffisamment d'espace tampon pour gérer des charges de trafic élevées.
La commande show platform hardware fed switch active qos queue stats interface <interface> vous permet de voir des statistiques par file d'attente sur une interface, qui incluent le nombre d'octets mis en file d'attente dans les mémoires tampon et le nombre d'octets abandonnés en raison du manque de mémoires tampon disponibles.
Dans cet exemple :
- Les files d'attente 0 à 4 contiennent actuellement le trafic mis en file. Le trafic reçu sur cette interface est temporairement stocké dans les tampons jusqu'à ce qu'il puisse être transmis.
- Seule la file d'attente 2 a enregistré un trafic rejeté ou abandonné (2 401 607 octets).
Cat9k#show platform hardware fed active qos queue stats interface twentyFiveGigE 1/0/41
----------------------------------------------------------------------------------------------
AQM Global counters
GlobalHardLimit: 16257 | GlobalHardBufCount: 0
GlobalSoftLimit: 39039 | GlobalSoftBufCount: 0
----------------------------------------------------------------------------------------------
High Watermark Soft Buffers: Port Monitor Disabled
----------------------------------------------------------------------------------------------
Asic:0 Core:0 DATA Port:8 Hardware Enqueue Counters
----------------------------------------------------------------------------------------------
Q Buffers Enqueue-TH0 Enqueue-TH1 Enqueue-TH2 Qpolicer
(Count) (Bytes) (Bytes) (Bytes) (Bytes)
-- ------- -------------------- -------------------- -------------------- --------------------
0 0 0 40588200 9368282 0
1 0 0 23584521 789524 0
2 0 0 0 110307150901 0
3 0 0 0 487852543 0
4 0 0 0 5483512 0
5 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0
7 0 0 0 0
Asic:0 Core:0 DATA Port:8 Hardware Drop Counters
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Q Drop-TH0 Drop-TH1 Drop-TH2 SBufDrop QebDrop QpolicerDrop
(Bytes) (Bytes) (Bytes) (Bytes) (Bytes) (Bytes)
-- -------------------- -------------------- -------------------- -------------------- -------------------- --------------------
0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0
2 0 0 24010607 <-- (drops on Q2) 0 0 0
3 0 0 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0 0
7 0 0 0 0 0 0
Dépannage
Modifier l'allocation tampon
Pour augmenter la valeur des tampons logiciels utilisés par une interface, utilisez la commande qos queue-softmax-multiplierdans le mode de configuration globale :
- Vous pouvez spécifier une valeur comprise entre 100 et 4 800. La valeur par défaut est 100.
- Ceci augmente la capacité d'une file d'attente à port unique à absorber les microrafales.
- Cette commande augmente les seuils de file d'attente de port afin que la file d'attente de port puisse consommer des unités de mémoire tampon supplémentaires du pool partagé.
Cette configuration s’applique à toutes les interfaces :
- L'allocation de mémoire tampon elle-même suppose que les microrafales n'ont pas lieu sur tous les ports du commutateur en même temps.
- Si des microrafales se produisent à des moments aléatoires, le tampon partagé peut dédier des unités de tampon supplémentaires pour les absorber.
Utilisez la commande qos queue-softmax-multiplicateur<100 4800>en mode de configuration globale pour modifier l'allocation de mémoire tampon logicielle. Si vous configurez cette valeur sur la valeur maximale disponible, le commutateur a la plus grande probabilité d'éliminer ou de réduire les pertes de sortie. Il s'agit d'une pratique recommandée couramment pour éviter les chutes lorsque cela est possible.
Cat9k(config)#qos queue-softmax-multiplier ?
<100-4800> multiplier(%)
Utilisez show platform hardware fed active qos queue config interface <interface>pour identifier l'allocation de mémoire tampon logicielle sur la gamme Catalyst 9000.
Cet exemple montre les tampons logiciels par défaut alloués sur une interface qui a négocié à la vitesse de 10Gbps sur un Catalyst 9500.
Cat9k#show platform hardware fed active qos queue config interface twentyFiveGigE 1/0/41
Asic:0 Core:0 DATA Port:8 GPN:141 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 64 - 71
DrainFast:Disabled PortSoftStart:5 - 4320 BufferSharing:Disabled
DTS Hardmax Softmax PortSMin GlblSMin PortStEnd QEnable
----- -------- -------- -------- -------- --------- -------
0 1 6 480 8 1920 16 960 0 0 3 5760 En <-- 1920 is the total soft buffers allocated to queue 0 on interface twentyFiveGigE 1/0/41
1 1 5 0 11 2880 16 1440 8 720 3 5760 En <-- 2880 is the total soft buffers allocated to queue 1 on interface twentyFiveGigE 1/0/41
2 1 5 0 6 0 0 0 0 0 3 5760 En
3 1 5 0 6 0 0 0 0 0 3 5760 En
4 1 5 0 6 0 0 0 0 0 3 5760 En
5 1 5 0 6 0 0 0 0 0 3 5760 En
6 1 5 0 6 0 0 0 0 0 3 5760 En
7 1 5 0 6 0 0 0 0 0 3 5760 En
Priority Shaped/shared weight shaping_step sharpedWeight
-------- ------------- ------ ------------ -------------
0 0 Shared 50 0 0
1 0 Shared 75 0 0
2 0 Shared 10000 0 0
3 0 Shared 10000 0 0
4 0 Shared 10000 0 0
5 0 Shared 10000 0 0
6 0 Shared 10000 0 0
7 0 Shared 10000 0 0
Port Port Port Port
Priority Shaped/shared weight shaping_step
-------- ------------- ------ ------------
2 Shaped 1023 1023
QPolicer Refresh Credit Max Credit Interval Idx
----------- -------------- ---------- ------------
0 Disabled 0 0 0
1 Disabled 0 0 0
2 Disabled 0 0 0
3 Disabled 0 0 0
4 Disabled 0 0 0
5 Disabled 0 0 0
6 Disabled 0 0 0
7 Disabled 0 0 0
Weight0 Max_Th0 Min_Th0 Weigth1 Max_Th1 Min_Th1 Weight2 Max_Th2 Min_Th2
------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------
0 0 1912 0 0 2137 0 0 2400 0 <-- Thresholds values in queue 0 on interface twentyFiveGigE 1/0/41
1 0 2295 0 0 2565 0 0 2880 0 <-- Thresholds values in queue 1 on interface twentyFiveGigE 1/0/41
2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Cet exemple montre les tampons logiciels alloués sur une interface qui a négocié un débit de 10 Gbit/s sur un Catalyst 9500 avec un multiplicateur 4800 configuré.
Cat9k#show platform hardware fed active qos queue config interface twentyFiveGigE 1/0/41
Asic:0 Core:0 DATA Port:8 GPN:141 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 64 - 71
DrainFast:Disabled PortSoftStart:4 - 42000 BufferSharing:Disabled
DTS Hardmax Softmax PortSMin GlblSMin PortStEnd QEnable
----- -------- -------- -------- -------- --------- -------
0 1 6 480 10 42000 1 1312 0 0 4 42000 En <-- 42000 is the total soft buffers allocated to queue 0 on interface twentyFiveGigE 1/0/41
1 1 5 0 10 42000 1 1312 1 1312 4 42000 En <-- 42000 is the total soft buffers allocated to queue 1 on interface twentyFiveGigE 1/0/41
2 1 5 0 6 0 0 0 0 0 4 42000 En
3 1 5 0 6 0 0 0 0 0 4 42000 En
4 1 5 0 6 0 0 0 0 0 4 42000 En
5 1 5 0 6 0 0 0 0 0 4 42000 En
6 1 5 0 6 0 0 0 0 0 4 42000 En
7 1 5 0 6 0 0 0 0 0 4 42000 En
Priority Shaped/shared weight shaping_step sharpedWeight
-------- ------------- ------ ------------ -------------
0 0 Shared 50 0 0
1 0 Shared 75 0 0
2 0 Shared 10000 0 0
3 0 Shared 10000 0 0
4 0 Shared 10000 0 0
5 0 Shared 10000 0 0
6 0 Shared 10000 0 0
7 0 Shared 10000 0 0
Port Port Port Port
Priority Shaped/shared weight shaping_step
-------- ------------- ------ ------------
2 Shaped 1023 1023
QPolicer Refresh Credit Max Credit Interval Idx
----------- -------------- ---------- ------------
0 Disabled 0 0 0
1 Disabled 0 0 0
2 Disabled 0 0 0
3 Disabled 0 0 0
4 Disabled 0 0 0
5 Disabled 0 0 0
6 Disabled 0 0 0
7 Disabled 0 0 0
Weight0 Max_Th0 Min_Th0 Weigth1 Max_Th1 Min_Th1 Weight2 Max_Th2 Min_Th2
------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------
0 0 33851 0 0 37833 0 0 42480 0 <-- Thresholds values in queue 0 on interface twentyFiveGigE 1/0/41
1 0 33468 0 0 37406 0 0 42000 0 <-- Thresholds values in queue 1 on interface twentyFiveGigE 1/0/41
2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Modifier les tampons par file d'attente
La modification de la mémoire tampon par file d'attente peut être utilisée dans les scénarios où vous ne pouvez pas utiliser le multiplicateur SoftMax ou dans les scénarios où vous essayez d'affiner les mémoires tampons pour qu'elles s'adaptent à un profil de trafic.
- Pour modifier l'allocation de tampon de file d'attente au commutateur par interface, vous devez utiliser policy-maps.
- Dans la plupart des cas, vous modifiez la carte de stratégie actuelle d'une interface et changez les tampons par classe.
Dans cet exemple, l'interface 2500 GigE 1/0/1 a subi des pertes de sortie. Comme l’illustre la commande output egress policy-map appliquée à cette interface.
La commande show platform hardware fed switch active qos queue stats interface <interface> vous permet de voir les statistiques par file d'attente sur une interface, ce qui inclut le nombre d'octets mis en file d'attente dans les tampons et le nombre d'octets abandonnés en raison du manque de tampons disponibles.
Cat9k#show platform hardware fed active qos queue stats interface twentyFiveGigE 1/0/1
----------------------------------------------------------------------------------------------
AQM Global counters
GlobalHardLimit: 16257 | GlobalHardBufCount: 0
GlobalSoftLimit: 39039 | GlobalSoftBufCount: 0
----------------------------------------------------------------------------------------------
High Watermark Soft Buffers: Port Monitor Disabled
----------------------------------------------------------------------------------------------
Asic:0 Core:0 DATA Port:8 Hardware Enqueue Counters
----------------------------------------------------------------------------------------------
Q Buffers Enqueue-TH0 Enqueue-TH1 Enqueue-TH2 Qpolicer
(Count) (Bytes) (Bytes) (Bytes) (Bytes)
-- ------- -------------------- -------------------- -------------------- --------------------
0 0 0 0 82 0
1 0 0 0 7517 0
2 0 0 0 110307150901 0
3 0 0 0 7174010710 0
4 0 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0
7 0 0 0 0
Asic:0 Core:0 DATA Port:8 Hardware Drop Counters
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Q Drop-TH0 Drop-TH1 Drop-TH2 SBufDrop QebDrop QpolicerDrop
(Bytes) (Bytes) (Bytes) (Bytes) (Bytes) (Bytes)
-- -------------------- -------------------- -------------------- -------------------- -------------------- --------------------
0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0
2 0 0 24010607 0 0 0
3 0 0 20071103 0 0 0
4 0 0 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0 0
7 0 0 0 0 0 0
Pour réduire les pertes de sortie sur cette interface, sur la base des compteurs Enqueue, Q0 à Q1 ont un taux de mise en file d'attente très faible, et ne peuvent donc pas nécessiter autant de tampons que Q2 et Q3. L'action recommandée est d'allouer plus de tampons à la file d'attente 2 et à la file d'attente 3, car ces files d'attente ont un trafic plus élevé que toute autre file d'attente.
- Pour modifier l'allocation de mémoire tampon, vous pouvez utiliser la configuration queue-buffers ratio <0-100> dans le policy-map appliqué à l'interface 2500 GigE 1/0/1.
Remarque : si cette commande est configurée sur chaque classe de la stratégie, elle doit avoir un total de 100. Cependant, si une seule classe est configurée, le système soustrait uniformément les tampons des autres files d'attente.
Cet exemple montre comment configurer un rapport queue-buffers sur un policy-map.
Cat9k(config)#policy-map test
Cat9k(config-pmap)# class Voice
Cat9k(config-pmap-c)# priority level 1
Cat9k(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 5
Cat9k(config-pmap-c)# class Video
Cat9k(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 50
Cat9k(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 15
Cat9k(config-pmap-c)# class BuisnessCritical
Cat9k(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 30
Cat9k(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 40 <-- Queue 3
Cat9k(config-pmap-c)# class class-default
Cat9k(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 20
Cat9k(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 40 <-- Queue 4
À partir de la version Cisco IOS XE 17.2.1, les commutateurs basés sur UADP 3.0 (Catalyst 9500 High Performance et Catalyst 9600) peuvent être configurés pour partager les tampons de gestion active de la file d'attente (AQM) entre les deux coeurs à l'intérieur du même ASIC.
- Un port configuré avec le partage de mémoire tampon utilise n'importe quelle mémoire tampon AQM disponible, quels que soient les coeurs auxquels les mémoires tampon AQM sont mappées.
- Cela permet de gérer des salves de trafic plus élevées qui auraient saturé la mémoire tampon d'un seul coeur AQM.
- Vous pouvez activer cette fonctionnalité avec la commande qos share-buffer en mode de configuration globale.
- Vous pouvez vérifier la fonctionnalité à l'aide du show platform hardware fed active qos queue config interface erasecat4000_flash:. (Il s'agit d'une configuration globale qui affecte l'ensemble du système).
Vous pouvez désactiver le partage de mémoire tampon avec la forme no de la commande, no qos share-buffer.
Cat9k(config)#qos share-buffer
Cat9k(config)#end
Analyser les pertes de sortie avec Wireshark
Pour vérifier la présence de microrafales sur un réseau, vous pouvez utiliser un outil de capture de paquets tel que Wireshark :
- Wireshark capture les paquets et vous permet d'analyser le trafic réseau en temps réel ou après la capture.
-
Pour identifier les microrafales qui se produisent lorsqu’une perte se produit avec Wireshark, démarrez la capture de paquets sur l’interface concernée et vérifiez l’interface à plusieurs reprises jusqu’à ce qu’une perte de sortie se produise.
- Une fois la capture terminée, ouvrez le fichier de capture dans Wireshark et recherchez les périodes de trafic élevé suivies de périodes de trafic faible ou nul. Il s'agit de microrafales potentielles.
Pour capturer et analyser efficacement les pertes de sortie sur une interface, utilisez les recommandations suivantes :
- EPC (Embedded Packet Capture) Ne doit pas être utilisé. EPC limite l'ensemble du trafic à un maximum de 1 000 paquets par seconde (pps), ce qui peut potentiellement invalider les données.
- La méthode recommandée est une SPAN TX-Only de l'interface où les pertes de sortie sont identifiées.
- Les ports source et de destination doivent avoir la même vitesse, ou le port de destination doit avoir une vitesse plus élevée que le port source lorsque vous utilisez la fonctionnalité SPAN. Cela garantit que la session SPAN n'entraîne pas d'encombrement supplémentaire du réseau ou de pertes de paquets en raison de vitesses de port inadaptées.
- Il est important de collecter la session SPAN pendant que les abandons de sortie sont incrémentés activement. Cela vous permet de capturer le trafic approprié et d'identifier la cause première de la microrafale. Si la session SPAN est collectée après les abandons, vous risquez de ne pas pouvoir capturer le trafic approprié.
Pour vérifier si ces périodes de trafic élevé sont bien des microrafales, utilisez la fonction de graphique d'E/S Wireshark. Le graphique d'E/S affiche une représentation graphique du trafic réseau dans le temps. Il est plus facile d'identifier les microrafales. Pour créer un graphique d'E/S, accédez à « Statistiques » > « Graphique d'E/S » :
Figure 2. Sélectionnez le graphique E/S.
Le graphique suivant montre une ligne qui représente la quantité de données en transit dans le temps. Recherchez des pics dans le graphique, qui indiquent des périodes de trafic élevé. Si ces pics sont suivis de périodes de trafic faible ou nul, vous avez peut-être identifié une microrafale.
Figure 3. Affiche le graphique E/S de la capture de paquets.
Il est important de s'assurer que tous les paquets sont sélectionnés sans qu'aucun filtre d'affichage ne soit appliqué. En outre, sélectionnez l'option Graphique linéaire et définissez l'axe Y sur Bits pour analyser correctement le trafic.
Figure 4. Montre comment sélectionner l'option Graphe linéaire et définir l'axe Y sur Bits.
Lorsque vous analysez une capture de paquets volumineux, il est essentiel d'identifier la période spécifique qui nous intéresse. Par exemple, dans ce scénario, on observe qu'il y a une grande quantité de trafic autour de 30 secondes.
Si vous cliquez sur le pic d'un pic dans le graphique d'E/S, Wireshark sélectionne ce paquet en arrière-plan. Dans notre scénario, nous avons sélectionné les paquets 79280 et 101896 pour créer un sous-ensemble de la capture de paquets qui fonctionnera dans les horodatages où la présence de microrafales est suspectée.
Figure 5. Montre comment créer un sous-ensemble de la capture de paquets qui se concentre sur les horodatages suspectés de présence de microrafales.
Pour exporter le premier et le dernier paquet sélectionnés vers un nouveau fichier, assurez-vous de sélectionner les icônes radio "Range" et "Captured".
Figure 6. Montre comment exporter et enregistrer le sous-ensemble de la capture de paquets.
Après avoir enregistré le fichier, ouvrez-le et revenez au graphique E/S. Assurez-vous que l'intervalle est défini sur 1ms pour représenter graphiquement les pics observés en millisecondes.
Figure 7. Affiche le graphique E/S du sous-ensemble exporté de la capture de paquets.
Lorsque le graphique est affiché, il est important d'identifier les pics qui représentent les périodes où le trafic a été transmis à la vitesse de ligne pendant une milliseconde complète, ce qui entraîne le remplissage de la mémoire tampon et la génération de pertes en sortie. Par exemple, sur une interface 1 Gbit/s, cela correspond à 1 000 000 bits par milliseconde. Cliquez sur le pic d'une pointe représentant une microrafale potentielle. Il permet d’identifier le paquet qui a pu provoquer les pertes de sortie. Ce paquet peut ensuite être analysé plus en détail afin de déterminer la cause première de la microrafale et de prendre des mesures correctives.
Figure 8. Montre comment identifier le trafic potentiel de microrafales dans le graphique d'E/S.
Avertissement : il est important de connaître cette limitation lorsque vous utilisez Wireshark ou tout autre outil de capture de paquets sur une interface haut débit. Les interfaces haut débit, telles que 40G et 100G, génèrent un volume important de trafic réseau qui risque de saturer les ressources du système utilisé pour capturer les paquets. Par conséquent, cela peut conduire à des paquets abandonnés pendant le processus de capture et avoir un impact sur la précision et l'exhaustivité des données capturées.
Autres approches
Si vous avez épuisé les ressources allouées à une file d'attente et que vous continuez à subir des pertes, vous devez envisager d'autres options pour gérer l'encombrement. Il peut s'agir :
- Améliorez les vitesses des interfaces. Vous pouvez passer de la 1G à la 10G, de la 10G à la 25G ou à la 40G, pour augmenter la bande passante de sortie et réduire le taux de surabonnement.
- Remplacez la plate-forme par une plate-forme dotée d'une mémoire tampon par file d'attente/interface plus importante.
- Réglez les paramètres d'application pour réduire la taille de la rafale qui entraîne des pertes de sortie.
- Utilisez un planificateur de mise en file d'attente pour hiérarchiser une classe de trafic par rapport à une autre. Cette méthode donne la priorité à la protection du trafic plus important au détriment de l'augmentation des abandons pour le trafic moins important.
- Implémentez des algorithmes de gestion de congestion tels que WRED (Weighted Random Early Discard) ou WTD (Weighted Tail Drop) pour abandonner le trafic plus tôt.Les seuils WRED ou WTD peuvent entraîner une suppression plus précoce du trafic par salves, ce qui entraîne la réduction automatique des fenêtres de transmission pour les clients finaux.Cela permet à d’autres trafics moins chargés de rencontrer un encombrement réduit et garantit une allocation minimale de mémoire tampon pour différentes classes de trafic pendant les périodes de congestion élevée.
- Le trafic de police le plus proche de la source d'une application connue à bande passante élevée, telle que les sauvegardes de données, réduit la fréquence et la gravité des rafales sur le réseau. Cela permet aux zones à faible bande passante entre la source et la destination, situées ailleurs dans le réseau, d'avoir une meilleure opportunité de gérer efficacement le trafic par salves et le trafic réseau normal.
- Utilisez Port-channels. Toutefois, il est important de noter que, sur la base du hachage, il est possible que plusieurs flux soient dirigés vers un seul membre, ce qui peut entraîner des chutes persistantes.
Il est important de noter que certaines de ces options nécessitent des configurations plus complexes, telles que l'ingénierie du trafic, mais peuvent offrir des avantages significatifs pour réduire l'encombrement du réseau et les pertes de sortie.
Informations connexes
- Livre blanc sur les plates-formes de commutation Cisco Catalyst 9000 : QoS et mise en file d'attente
- Guide de configuration de la qualité de service, Cisco IOS XE 17.x
- Matrice de compatibilité Cisco Optics-to-Device
- Soutenir l'innovation : comment le TAC de Cisco transforme la documentation et simplifie le libre-service
- Assistance et documentation techniques - Cisco Systems
Historique de révision
| Révision | Date de publication | Commentaires |
|---|---|---|
1.0 |
07-Jun-2023 |
Première publication |
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