Catalyst 8000のCPUリソース割り当ての設定とトラブルシューティング

はじめに

このドキュメントでは、リソーステンプレートの配布を設定し、その使用率を確認する方法を含め、Catalyst 8000のCPUコアの割り当てについて説明します。

使用するコンポーネント

このドキュメントは、x86ベースのソフトウェアデータプレーン(vQFP)を使用するCatalyst 8000プラットフォームに適用されます。 

• すべてのコマンドがC8500Lで実行されました。
• このドキュメントは、C8500L、C8300、C8200、およびC8000vに適用されます。

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。

設定

Catalyst 8000シリーズでは、リソーステンプレートを使用して、物理コアと論理（ハイパースレッド）コアを分割しています。このように分割することで、バックグラウンド管理タスクと高優先度パケット転送またはコンテナ化サービスとの間のリソース競合を防止できます。

1. リソーステンプレート

導入に応じて、次のテンプレートから選択できます。

• Service Plane(SP)Heavy:AppQoEやUnified Threat Defense(UTD/Snort)などのサービスにコアを追加割り当てます。 これは、C8500LなどのプラットフォームでCisco SD-WAN「コントローラ」モードが動作する際のデフォルトモードです。
• コントロールプレーン(CP)Heavy：ルーティングプロトコル処理に優先順位を付けます。ルートリフレクタのロールまたは大規模なVPNヘッドエンド（FlexVPNなど）に推奨されます。
• Data Plane (DP) Heavy:標準ルーティングのデフォルトテンプレート。パケット転送専用のコアを最大限に活用して、ピークスループットを実現します。

2. テンプレートの設定

リソーステンプレートを適用するには、グローバルコンフィギュレーションモードに入ります。 

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

CPU使用率の確認と解釈

Catalyst 8000でCPUを監視している場合、「show process cpu platfrom sorted」の出力では、多くのコアの使用率が100 %に近いことを示しています。これは意図的に行われることが多い。

ucode_pkt_PPE0および「ホットスピン」について

プロセスucode_pkt_PPE0は、パケット処理エンジン(PPE)で実行されているマイクロコードを表します。

• ポーリングアーキテクチャ：アイドル時に「スリープ」するコントロールプレーンとは異なり、データプレーンコアは「ポーリング」（または「ホットスピン」）メカニズムを使用します。また、新しいパケットのハードウェアインターフェイスを絶えずポーリングし、遅延を最小限に抑えるように処理します。
• 高い使用率は正常：このポーリングにより、トラフィックスループットが低い場合でもデータプレーンコアで約100 %の使用率が示されるのは正常です。
• 集約パーセンテージ：プロセスリストで、ucode_pkt_PPE0は100 %を超える値（たとえば、1400 %）を表示できます。 これは、データプレーンに割り当てられたすべてのコアの合計です。

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

• コア2 ～ 9および14 ～ 19: ～99 ～ 100 %の使用率を示すは、これらのコアがデータプレーン専用であり、パケットのポーリングをアクティブに行っていることを示します。
• ucode_pkt_PPE0 at 1442%:これは、14コアが現在データプレーン/PPEに割り当てられ、「ホットスピン」モードで動作していることを示します。
• コア0、1、12、13:低い使用率(1 ～ 2 %)は、コントロールプレーンが正常であり、ストレス下にないことを示しています。

Catalyst 8000プラットフォームシリーズのコアとなるディストリビューションについては、次のリンクを参照してください。

8200/8300コアディストリビューション

8000vコアディストリビューション

CPU割り当てのチェック

コアが現在どのように分割されているかを確認するには、次の確認コマンドを使用します。

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

トラブルシュート

真のデータプレーン負荷の測定

データプレーン専用のCPUコアでは100 %の使用率が示されるため、次のコマンドを使用して、Quantum Flow Processor(QFP)の実際の処理負荷を確認する必要があります。

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

探査対象:

• Processing: Load(pct):これは最も重要なメトリックです。前述の例では、負荷は7 ～ 8 %だけです。これは、CPUコアが100 %（ホットスピン）を示しているにもかかわらず、実際にはルータのデータプレーン容量の90 %以上が残っていることを意味します。
• Crypto: Load (pct):ハードウェア暗号化エンジンの使用率を表示します。この値が高い場合、デバイスにはVPN/IPsecトラフィックが大量にロードされます。
• Input/Output(pps/bps)：トラフィックスパイクを処理負荷と関連付けるために使用します。

輻輳の特定

• QFPドロップ：「Processing: Load (pct)」の値が一貫して高い(>80 %)場合は、show platfrom hardware qfp active statistics dropを使用してドロップを確認します。
• コントロールプレーンの健全性：コア0、1、12、および13はホットスピンしません。これらのコアの使用率が高い場合は、Cisco IOSの機能またはルーティングプロトコルの負荷が高いことを示しています（BGPコンバージェンス、SNMPポーリング、音声シグナリングなど）。
• サービスプレーンモニタリング：コア10および11（例）は、Snortなどのサービスの実際のワークロードを示します。これらが100 %に達すると、データプレーン(QFP)の負荷が低くても、サービスプレーンは飽和します。

更新履歴

改定	発行日	コメント
1.0	24-Apr-2026	初版