Configurazione e risoluzione dei problemi di allocazione delle risorse CPU Catalyst 8000

Introduzione

In questo documento viene descritta l'allocazione dei core della CPU di Catalyst 8000 e viene spiegato come configurare la distribuzione dei modelli di risorse e verificarne l'utilizzo.

Componenti usati

Questo documento è relativo alle piattaforme Catalyst 8000 che utilizzano un software data plane (vQFP) basato su x86. 

• Tutti i comandi sono stati eseguiti su un C8500L.
• Questo documento è valido per C8500L, C8300, C8200 e C8000v.

Le informazioni discusse in questo documento fanno riferimento a dispositivi usati in uno specifico ambiente di emulazione. Su tutti i dispositivi menzionati nel documento la configurazione è stata ripristinata ai valori predefiniti. Se la rete è operativa, valutare attentamente eventuali conseguenze derivanti dall'uso dei comandi.

Configurazione

Catalyst serie 8000 utilizza modelli di risorse per partizionare i core fisici e logici (iperthreaded). Questo partizionamento impedisce il conflitto di risorse tra le attività di gestione in background e i servizi di inoltro pacchetti ad alta priorità o containerizzati.

1. Modelli di risorse

In base alla distribuzione, è possibile scegliere tra diversi modelli:

• SP pesante: Assegna core aggiuntivi a servizi quali AppQoE e Unified Threat Defense (UTD/Snort). Questa è la modalità predefinita per il funzionamento della modalità "controller" SD-WAN Cisco su piattaforme come il C8500L.
• Piano di controllo (CP) pesante: Assegna priorità all'elaborazione del protocollo di routing. Consigliata per ruoli Route Reflector o headend VPN ad alta scala (ad esempio FlexVPN).
• Pesante piano dati (DP): Modello predefinito per il ciclo di produzione standard. Massimizza i core dedicati all'inoltro dei pacchetti per raggiungere il massimo throughput.

2. Configurazione del modello

Per applicare un modello di risorsa, accedere alla modalità di configurazione globale. 

Router(config)# platform resource ?

control-plane-extra-heavy Use Control Plane Extra Heavy template
control-plane-heavy Use Control Plane Heavy template
data-plane-heavy Use Data Plane Heavy template
data-plane-normal Use Data Plane Normal template
service-plane-heavy Use Service Plane Heavy template
service-plane-medium Use Service Plane Medium template

Router(config)# platform resource service-plane-heavy

Verifica e interpretazione dell'utilizzo della CPU

Quando si controlla la CPU su un Catalyst 8000, l'output del comando show process cpu platform ordinato può mostrare un utilizzo quasi del 100% su molti core. Questo è spesso voluto.

Informazioni su ucode_pkt_PPE0 e "Hot-Spinning"

Il processo ucode_pkt_PPE0 rappresenta il microcodice in esecuzione sui motori di elaborazione dei pacchetti (PPE, Packet Processing Engine).

• Architettura di polling: A differenza del Control Plane, che "dorme" quando è inattivo, i core del Data Plane utilizzano un meccanismo di "polling" (o "hot-spin"). Eseguono costantemente il polling delle interfacce hardware per nuovi pacchetti da elaborare per garantire la latenza più bassa possibile.
• Utilizzo elevato è normale: A causa di questo polling, è normale che i core di Data Plane mostrino un utilizzo pari al 100% circa anche quando il throughput del traffico è basso.
• Percentuale aggregata: Nell'elenco dei processi, ucode_pkt_PPE0 può visualizzare valori superiori al 100% (ad esempio 1400%). Si tratta del totale aggregato di tutti i core assegnati al piano dati.

Router#show process cpu platform sorted

CPU utilization for five seconds: 71%, one minute: 71%, five minutes: 71%
Core 0: CPU utilization for five seconds:  2%, one minute:  1%, five minutes:  1%     <-- Control Plane (Idle/Normal)
Core 1: CPU utilization for five seconds:  1%, one minute:  1%, five minutes:  1%     <-- Control Plane (Idle/Normal)
Core 2: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 98%, five minutes: 99%     <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 3: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 99%, five minutes: 99%     <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 4: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 99%, five minutes: 99%     <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 5: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 98%, five minutes: 99%     <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 6: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 99%, five minutes: 99%     <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 7: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 99%, five minutes: 99%     <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 8: CPU utilization for five seconds: 100%, one minute: 99%, five minutes: 100%   <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 9: CPU utilization for five seconds: 100%, one minute: 99%, five minutes: 100%   <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 10: CPU utilization for five seconds: 21%, one minute: 22%, five minutes: 21%    <-- Service Plane (Active Workload)
Core 11: CPU utilization for five seconds:  7%, one minute:  4%, five minutes:  4%    <-- Service Plane (Active Workload)
Core 12: CPU utilization for five seconds:  1%, one minute:  1%, five minutes:  1%    <-- Control Plane (Idle/Normal)
Core 13: CPU utilization for five seconds:  2%, one minute:  1%, five minutes:  1%    <-- Control Plane (Idle/Normal)
Core 14: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 99%, five minutes: 99%    <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 15: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 99%, five minutes: 99%    <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 16: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 98%, five minutes: 99%    <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 17: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 99%, five minutes: 99%    <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 18: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 99%, five minutes: 99%    <-- Data Plane (Hot-Spinning)
Core 19: CPU utilization for five seconds: 99%, one minute: 99%, five minutes: 99%    <-- Data Plane (Hot-Spinning)

   Pid    PPid    5Sec    1Min    5Min  Status        Size  Name                  
--------------------------------------------------------------------------------
 14571   14564   1442%   1437%   1440%  R           883704  ucode_pkt_PPE0

• Core 2-9 e 14-19: La visualizzazione di circa il 99-100% di utilizzo indica che questi core sono dedicati al Data Plane e stanno eseguendo il polling attivo dei pacchetti.
• ucode_pkt_PPE0 a 1442%: Ciò conferma che 14 core sono attualmente allocati al piano dati/PPE e sono in modalità "hot-spin" operativa.
• Core 0, 1, 12, 13: Il basso utilizzo mostrato (1-2%) indica che il Piano di controllo è sano e non sotto stress.

Per la distribuzione di base specifica della serie di piattaforme Catalyst 8000, è possibile rivedere i collegamenti:

8200/8300 Core Distribution.

Distribuzione core 8000v

Verifica allocazione CPU

Per verificare come vengono attualmente partizionati i core, utilizzare questo comando di verifica:

Router#show platform software cpu allocation

CPU alloc information:
Control plane cpu alloc: 0-1,12-13
Data plane cpu alloc: 2-11,14-19
Service plane cpu alloc: 0
Slow control plane cpu alloc: 
Template used: default-data_plane_heavy

Risoluzione dei problemi

Misurazione del carico effettivo del piano dati

Poiché i core CPU dedicati al piano dati mostrano un utilizzo al 100%, è necessario utilizzare questo comando per visualizzare il carico di elaborazione effettivo sul processore QFP (Quantum Flow Processor):

Router#show platform hardware qfp active datapath utilization

CPP 0: 5 secs 1 min 5 min 60 min
Input: Total (pps) 62 71 75 73
(bps) 399280 514352 572520 559440
Output: Total (pps) 61 71 75 73
(bps) 391904 514648 573408 560424
Processing: Load (pct) 7 8 8 8

Crypto/IO
Crypto: Load (pct) 0 0 0 0
RX: Load (pct) 0 0 0 0
TX: Load (pct) 10 9 9 9
Idle (pct) 90 90 90 90

Cosa cercare:

• Elaborazione: Caricamento (pct): Questa è la metrica più critica. Nell'esempio precedente, il carico è solo del 7-8%. Ciò significa che, nonostante i core della CPU mostrino il 100% (rotazione a caldo), il router in realtà ha oltre il 90% della capacità rimanente del piano dati.
• Crittografia: Caricamento (pct): Mostra l'utilizzo dei motori di crittografia hardware. Se il valore è alto, il dispositivo è sovraccarico di traffico VPN/IPsec.
• Ingresso/uscita (pps/bps): Utilizzatele per correlare i picchi di traffico al carico di elaborazione.

Identificazione della congestione

• Cadute QFP: Se il campo "Elaborazione: Load (pct)" è costantemente elevato (>80%), verificare se le cadute utilizzando show platform hardware qfp active statistics drop.
• Integrità Control Plane: I core 0, 1, 12 e 13 non eseguono la rotazione a caldo. Se questi core mostrano un utilizzo elevato, indicano funzionalità Cisco IOS avanzate per il carico del protocollo di routing (ad esempio convergenza BGP, polling SNMP, segnalazione vocale, ecc.).
• Monitoraggio del piano di servizio: I core 10 e 11 (nell'esempio) mostrano il carico di lavoro effettivo per servizi quali Snort. Se questi raggiungono il 100%, il piano di servizio è saturo, anche se il carico del piano dati (QFP) è basso.

Cronologia delle revisioni

Revisione	Data di pubblicazione	Commenti
1.0	24-Apr-2026	Versione iniziale