サービス統合型ルータ 4000 のパフォーマンスライセンスの実装
内容
はじめに
このドキュメントでは、シスコのサービス統合型ルータ 4000（ISR4000）シリーズ ルータでのパフォーマンスライセンスの実装について説明します。
前提条件
要件
このドキュメントに関する固有の要件はありません。
使用するコンポーネント
このドキュメントの情報は、次のソフトウェアとハードウェアのバージョンに基づいています。
- シスコのサービス統合型ルータ 4000（ISR4000）
このドキュメントの情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されたものです。このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、クリアな（デフォルト）設定で作業を開始しています。本稼働中のネットワークでは、各コマンドによって起こる可能性がある影響を十分確認してください。
バックグラウンド情報
このドキュメントでは、Cisco IOS® XE ソフトウェアで動作するシスコのサービス統合型ルータ 4000（ISR4000）シリーズ ルータでのパフォーマンスライセンス（「スループットライセンス」とも呼ばれます）の実装について説明します。同様の概念は、Cloud Service Router(CSR)1000仮想(CSR1000v)プラットフォームにも適用されます。
パフォーマンス ライセンス
ISR4000シリーズルータは、マルチコアコントロール、データ、サービスプレーンCPUに基づいており、プラットフォームモデルに応じたさまざまなパフォーマンスレベルを提供します。
パフォーマンスライセンスは、デバイスが提供できる最大スループットを向上させます。
スループットを決定するには、次の手順を実行します。
- 最大スループット：show platform hardware throughput level コマンドを実行します。
- 現在のスループット：show platform hardware qfp active datapath utilization コマンドを実行します。
Router#show platform hardware qfp active datapath utilization
CPP 0: Subdev 0 5 secs 1 min 5 min 60 min
Input: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 0 0 0
Non-Priority (pps) 54 59 142 295
(bps) 39728 51128 490672 1136960
Total (pps) 54 59 142 295
(bps) 39728 51128 490672 1136960
Output: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 64 72 72
Non-Priority (pps) 14 6 100 255
(bps) 23200 14880 460904 1104712
Total (pps) 14 6 100 255
(bps) 23200 14944 460976 1104784 << consumed throughput
Processing: Load (pct) 0 0 0 0
ISR4000 のデータプレーンコア
Performance Licenseの概念を説明するには、ISR4000の各種モデルの違いをデータプレーンアーキテクチャに関して説明する必要があります。
ISR4451 データプレーン
ISR4451は、最大9つのパケット処理エンジン(PPE)コアを使用して、機能処理、暗号化、および復号化を実行できます。これには、入出力(I/O)処理の単一コアも含まれます。各 PPE コアは、一度に 1 つのパケットを処理できます。
ISR4431 データプレーン
ISR4431はISR4451と同じデータプレーンアーキテクチャを採用していますが、機能の処理、暗号化、および復号化に最大5つのPPEコアを使用できます。
ISR4351 および ISR4331 データプレーン
ISR4351 および ISR4331 データ プレーン アーキテクチャは、機能処理に使用される最大 3 つの PPE コアと、I/O 処理と暗号処理の両方に使用される 1 つのコアで構成されます。
ISR4321 および ISR4221 データプレーン
ISR4321 と ISR4221 には、機能処理に使用される 1 つの PPE コアと、I/O 処理および暗号処理に使用される別の 1 つのコアがあります。
パフォーマンスライセンスの比較
パフォーマンスライセンスの適用前と適用後の各 ISR4000 シリーズ ルータでの違いは、次のとおりです。
| パフォーマンスライセンスなし |
パフォーマンスライセンスあり |
|||
| 最大スループット |
PPE コア数 |
最大スループット |
PPE コア数 |
|
| 4221 |
35 Mbps |
PPE X 1 + I/O X 1 |
75 Mbps |
変化なし |
| 4321 |
50 Mbps |
PPE X 1 + I/O X 1 |
100 Mbps |
変化なし |
| 4331 |
100 Mbps |
PPE X 2 + I/O X 1 |
300 Mbps |
PPE X 3 + I/O X 1 |
| 4351 |
200 Mbps |
PPE X 2 + I/O X 1 |
400 Mbps |
PPE X 3 + I/O X 1 |
| 4431 |
500 Mbps |
PPE X 3 + I/O X 1 |
1 Gbps |
PPE X 5 + I/O X 1 |
| 4451 |
1 Gbps |
PPE X 5 + I/O X 1 |
2 Gbps |
PPE X 9 + I/O X 1 |
| 4461 |
1.5 Gbps |
PPE X 8 + I/O X 1 |
3 Gbps |
PPE X 15 + I/O X 1 |
コンフィギュレーション
ISR4000 でのパフォーマンスライセンスのアクティブ化
パフォーマンスライセンスを適用するには、いくつかの前提条件の1つを満たしている必要があります。これらは、ライセンスモデル（スマートライセンスまたは従来のライセンス）によって異なります。
Smart Licensing
デバイスをスマート/バーチャルアカウントに登録し、適切なパフォーマンスライセンスがアカウントにプロビジョニングされていることを確認します。
使用権（RTU）ライセンス
グローバルコンフィギュレーションモードでエンドユーザライセンス契約書(EULA)に同意し、ライセンスでエンドユーザ契約書に同意します。EULAに同意すると、デモまたは評価RTUパフォーマンスライセンスがアクティブになります（評価期間は60日後に終了します）。
従来のライセンス
ライセンスファイルをルータのフラッシュにコピーし、license install <flash:license-file>コマンドを使用してインストールします。
スループットレベルの設定
パフォーマンスライセンスをアクティブにするには、グローバルコンフィギュレーションモードでplatform hardware throughput levelコマンドを使用します。
Router(config)#platform hardware throughput level 300000 % Please write mem and reload % The config will take effect on next reboot
ISR400 ルータでパフォーマンスライセンスがアクティブ化される場合：
- 転送用の追加のデータプレーンコアがアクティブ化されます（ISR4221 または ISR4321 には適用されません）。
- 組み込まれている集約シェーパーが、ライセンスされた帯域幅に合わせて調整されます。
集約シェイパー機能は、I/O 操作専用のデータプレーン CPU コアに実装されています。
パフォーマンスライセンスに対して課金されるトラフィック
ライセンスに対して課金されるトラフィック
- 物理インターフェイス（管理インターフェイスGigabitEthernet 0を除く）に送信されるすべての出力トラフィック。
- 内部サービスモジュール（論理的には外部デバイス）上のUCS-Eを通過するトラフィック。
ライセンスに対して課金されないトラフィック
- 入力トラフィック.
- コントロールプレーンにパントされたトラフィック.
- MFRやMLPPPなどの仮想インターフェイスに対してスケジュールされたトラフィック（物理メンバーリンクでスケジュールされた後に課金される）。
- スイッチモジュール内、または同じVLANのマルチギガビットファブリックを介したモジュール間でスイッチングされるトラフィック（このようなトラフィックはデータプレーンコアに到達しません）。
ライセンスされたスループットをトラフィックが超えた場合
パケットが出力インターフェイスを介して送信可能かどうかを判断するために、トークンバケットシステム（ビットカウント）が I/O データプレーンコアに実装されています。トラフィックシェーピングは、ライセンスで許可されているよりも多くのビットが外部インターフェイス宛てに送信される場合に適用されます。
バケットにトークンがあるかぎり、パケットを送信できます。
- 利用可能なトークンがもうない：パケットはバッファリングされます。
- バケットに利用可能な新しいトークンがある：バッファリングされたトラフィックが、仮想の階層型 QoS フレームワーク（HQF）表現で送信され、外部の物理インターフェイスレベルの上に別のシェイパーノードが導入されます。
この疑似設定では、一般的な概念を示すために Modular QoS CLI（MQC）が使用されます。
policy-map Data PlaneExternalInterfaces
class GigabitEthernet0/0/0
bandwidth remaining ratio 1
service-policy <user defined>
class GigabitEthernet0/0/1
bandwidth remaining ratio 1
service-policy <user defined>
class Serial0/0/0
bandwidth remaining ratio 1
service-policy <user defined>
policy-map License
shape average license_level
service-policy Data PlaneExternalInterfaces
policy-map Root
class external_traffic
service-policy License
class control_plane_traffic
service-policy Punt
class recycled_traffic
service-policy Recycle
提示されたレートがライセンスされた帯域幅を超える場合は、次のようになります。
- スケジューラが、パケットをキューに入れ、帯域幅余剰比率が等しいインターフェイスをスケジュールします。
- キューの上限を超えるために、一部のパケットがドロップされる可能性があります。
- 非 LLQ トラフィックについては、遅延とジッターが増加する可能性があります。プライオリティトラフィックは、ライセンスを一時的にバイパスするためのクレジットが制限されているため、影響を受けにくい
- オーバーサブスクリプションのために、すべての外部インターフェイスで同時に輻輳が発生します。これにより、リソース不足（OOR）状態のリスクが高まります。
オーバーサブスクリプションの期間中、優先レベルのトラフィックがないかぎり、インターフェイスは帯域幅を均等に共有します。
検証
ライセンスされた帯域幅を超えた場合の状態
スループット制限の指標は、次のとおりです。
- show platform hardware qfp active datapath utilization コマンドの出力において、ライセンスされたスループットで制限される出力トラフィックの合計：
Router#show platform hardware qfp active datapath utilization
CPP 0: Subdev 0 5 secs 1 min 5 min 60 min
Input: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 0 0 0
Non-Priority (pps) 18027 17536 17493 17740
(bps) 101806904 184352 195272 204816
Total (pps) 18207 17536 17493 17740
(bps) 101806904 184352 195272 204816
Output: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 0 0 0
Non-Priority (pps) 17916 17400 17361 17578
(bps) 99956512 198024 209024 218568
Total (pps) 17916 17400 17361 17578
(bps) 99956512 97592394 98694332 94902000
Processing: Load (pct) 7 7 7 7
- show platform hardware qfp active statistics drop コマンドの出力において、データプレーンレベルで報告されるテールドロップ：
Router#show platform hardware qfp active statistics drop ------------------------------------------------------------------------- Global Drop Stats Packets Octets ------------------------------------------------------------------------- TailDrop 4395 6634970
-
show platform hardware qfp active feature lic-bw oversubscription コマンドの出力において、インターフェイスに均等に分散されたバッファ：
Router#show platform hardware qfp active feature lic-bw oversubscription
Interface: GigabitEthernet0/0/0, QFP interface: 7
Overall Traffic:
enqueued (bytes): 7188433, (packets): 75926 << signs of evenly distributed buffering on interfaces
tail_drops (bytes): 0, (packets): 0
total (bytes): 7188433, (packets): 75926
Interface: GigabitEthernet0/0/1, QFP interface: 8
Overall Traffic:
enqueued (bytes): 10492353355, (packets): 236972715 << signs of evenly distributed buffering on interfaces
tail_drops (bytes): 18809589, (packets): 56020 << drops on busy interfaces
total (bytes): 10511162944, (packets): 237028735
Interface: GigabitEthernet0/0/2, QFP interface: 9
Overall Traffic:
enqueued (bytes): 9544293, (packets): 57041 << signs of evenly distributed buffering on interfaces
tail_drops (bytes): 0, (packets): 0
total (bytes): 9544293, (packets): 57041
- 平均スループットレートが、ライセンスされた帯域幅に近づく（または超える）と生成される Syslog メッセージ
%BW_LICENSE-4-THROUGHPUT_MAX_LEVEL: F0: cpp_ha: Average throughput rate approached the licensed bandwidth of 100000000 bps during 1 sampling periods in the last 24 hours, sampling period is 300 seconds
アラートのしきい値は設定可能です。この Syslog メッセージは、ライセンスされた帯域幅の指標として使用できます。しきい値レベルとサンプリング間隔を設定するには、set platform hardware throughput-monitor threshold [percentage] interval [seconds] コマンドを使用します。
スループットモニターの設定を表示するには、show platform hardware throughput-monitor parameters コマンドを使用します。
Router#show platform hardware throughput-monitor parameters Throughput monitor parameters Throughput monitor threshold: 90 percent Throughput monitor interval: 300 seconds Throughput monitor status: enabled
ブースト パフォーマンス ライセンス
ISR4000 プラットフォームは、無制限の Cisco Express Forwarding（CEF）パフォーマンスを可能にするブースト パフォーマンス ライセンスを提供します。デバイスは、Cisco IOS XE ソフトウェア バージョン 16.7.1 以降を使用している必要があります。ブーストライセンスがアクティブ化されると、集約シェイパーが無効になります。その結果、最大スループットは、確定的なものではなく、使用される機能に依存するようになります。
ブースト パフォーマンス ライセンスのアクティブ化
従来のライセンス
設置:
- ライセンスファイルをルータのフラッシュにアップロードします。
- ライセンスをインストールします。
- 設定を保存します。
- デバイスをリロードして、ブースト パフォーマンス ライセンスをアクティブ化します。
ライセンスをインストールすると、ブーストパフォーマンスが自動的に有効になり、platform hardware throughput level boost コマンドが設定に追加されます。
ライセンスの状態を確認するには、show license コマンドを使用します。
Router#show license <output ommitted> Index 11 Feature: booster_performance Period left: Life time License Type: Permanent License State: Active, In Use License Count: Non-Counted License Priority: Medium
17.3.1 以前のバージョンのスマートライセンス
設置:
- 正しいブースト パフォーマンス ライセンス（ISR4000 モデルに固有）がバーチャルアカウントにプロビジョニングされていることを確認します。
- そのバーチャルアカウントにデバイスを登録します。
- グローバルコンフィギュレーションモードでplatform hardware throughput level boostコマンドを使用します。
- 設定を保存します。
- デバイスをリロードして、ブースト パフォーマンス ライセンスをアクティブ化します。
show license allコマンドを実行して、ライセンスの状態を表示します。
Router#show license all <output ommitted> License Usage ============== Boost Performance for ISR4431 (ISR_4431_BOOST): Description: Boost Performance for ISR4431 Count: 1 Version: 1.0 Status: AUTHORIZED
17.3.2 以降のバージョンのスマートライセンス
Cisco IOS XE 17.3.2 以降のソフトウェアバージョンには、スマートライセンスポータル（スマート/バーチャルアカウント）へのデバイス登録という概念はありません。 未適用のライセンスは設定の変更時にアクティブ化され、後でライセンスの使用状況がポリシーごとにシスコに報告されます。詳細については、「ポリシーを使用したスマートライセンス」を参照してください。
さらに、Cisco IOS XE 17.3.2 以降のバージョンでは、ブースト パフォーマンス ライセンスは使用権（RTU）ライセンスになります。つまり、このライセンスをアクティブ化するための事前承認は必要ありません。
設置:
- グローバル コンフィギュレーション モードで platform hardware throughput level boost コマンドを使用します。
- 設定を保存します。
- デバイスをリロードして、ブースト パフォーマンス ライセンスをアクティブ化します。
更新履歴
| 改定 | 発行日 | コメント |
|---|---|---|
4.0 |
25-Jun-2026
|
スペース、スペル、文法、文の構造が更新されました。 |
3.0 |
16-Aug-2023
|
タイトル、利用規約、ブランディング要件、スタイル要件、フォーマットを更新。 |
2.0 |
13-Jul-2022
|
編集および再公開 |
1.0 |
05-Jul-2021
|
初版 |
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