はじめに
このドキュメントでは、Catalyst 3650/3850スイッチでのPower over Ethernet(PoE)Imaxエラーのトラブルシューティング方法について説明します。
背景説明
Catalyst 3650/3850スイッチに接続されたイーサネットケーブルを介してワイヤレスアクセスポイント(AP)、IP電話などの外部デバイスに電力を供給するために、PoEが使用されます。
Imaxエラーとは
Imax エラーは、スイッチの PoE 対応ポートが、ネゴシエートしたよりも多くの電力を消費する場合に発生します。IEEE Powered Device(PD)が起動すると、クラスに分類されます。デバイスが属するクラスに応じて、電源装置（PSE）として機能するスイッチにより、一定のワット数が割り当てられます。これは後で、Cisco Discovery Protocol（CDP）または Link Layer Discovery Protocol（LLDP）を使用するデバイスによって、要求電力量を引き上げるかまたは引き下げるように再ネゴシエートできます。これは、電力の予算編成を行えるようにするための機能です。
PD により、割り当て量よりも多くの電力が消費されないようにできます。スイッチはこれを、Icutoff 値の設定によって制御します。この値はコントローラに、最高水位線のようなものとして設定されます。デバイスがIcutoff値を超えると、スイッチは電力の供給を停止し、接続されたデバイスがネゴシエートされたワット数を超えたことを示すImaxエラーをログに記録します。
古いデバイスとの比較
Catalyst 3650/3850 は、さらに拡張された PoE コントローラを使用します。Catalyst 3750 などの旧式デバイスは、Icutoff 値を詳細に設定することはあまりできませんが、Catalyst 3650 と 3850 は詳細な設定をサポートします。これにより、旧式デバイスでは見落とされていた問題が Catalyst 3650/3850 でしばしば認識されるようになりました。ただしほとんどすべてのケースで、単に認識されるだけです。旧式デバイスでは電源の監視を詳細に行えず、PD はネゴシエートされたより多くの電力を商品できます。Catalyst 3650/3850では、消費される電力がより厳密にポリシングされます。そのため、Catalyst 3650/3850では、同じデバイスを古いスイッチに接続しても問題が発生しない場合に、Imaxエラーが発生する可能性があります。
Imax エラーのトラブルシューティング
設置場所で PD が実際にどの程度の電力を消費するかを判別することは、それほど簡単ではありません。スイッチの電力コントローラは、ポートでの電力消費が超過していることを検出すると、そのポートをシャットダウンして、PD が割り当て最大電力を超過して消費していることを Cisco IOS® に通知します。Cisco IOSでは、show power inline <interface> detailコマンドを使用して、ポートごとに現在消費されている電力使用量を表示できます。
3850_4#sh power inline Te 3/0/44 detail
Interface: Te3/0/44
Inline Power Mode: auto
Operational status: on
Device Detected: yes
Device Type: Ieee PD
IEEE Class: 3
Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco
Police: off
Power Allocated
Admin Value: 60.0
Power drawn from the source: 15.0
Power available to the device: 15.0
Actual consumption
Measured at the port: 6.1
Maximum Power drawn by the device since powered on: 6.2
Absent Counter: 0
Over Current Counter: 0
Short Current Counter: 0
Invalid Signature Counter: 0
Power Denied Counter: 0
Power Negotiation Used: IEEE 802.3at LLDP
LLDP Power Negotiation --Sent to PD-- --Rcvd from PD--
Power Type: Type 2 PSE Type 1 PD
Power Source: Primary PSE
Power Priority: low high
Requested Power(W): 12.7 12.7
Allocated Power(W): 12.7 12.7
Four-Pair PoE Supported: Yes
Spare Pair Power Enabled: No
Four-Pair PD Architecture: Shared
この出力でポートごとに示される測定値は、コントローラによって測定されます。この情報は数秒おきに収集され、消費電力に関する情報を示します。Maximum Power drawnに表示される値は、Imaxエラーのトラブルシューティングに役立ちそうですが、残念ながら、これはデバイスが消費した最大電力の履歴を示すだけです。Imaxエラーが発生した場合、その時点で消費された電力はCisco IOSに報告されず、Cisco IOSでは表示されません。
例に示すとおり、ポートに割り当てられた値は 15 W です。これは、インターフェイスにプログラミングされるカットオフ値です。Cisco bug ID CSCuy7423 より前では、Icutoff 値はポートで定期的にプログラミングされます。CDPパケットを受信するたびに、値を再プログラムできます。Cisco Bug ID CSCuy74231（Cisco IOS XE 3.6.5Eおよび3.7.5以降で修正）以降、このプログラミングは最適化されています。これにより、Imaxエラーの原因となるIcutoff値の再プログラミングの失敗の可能性が減少します。
Icutoff 値のプログラミングは、2 つのコマンドで表示できます。1 つはトレースで、ログを履歴で収集できます。もう 1 つはデバッグで、これを有効にするとデバッグ メッセージが出されたときにログに記録できます。これを実行できるコマンドは次のとおりです。
show mgmt-infra trace message platform-mgr-poe
debug platform poe
show trace コマンドは、スタック内のアクティブスイッチが PoE 対応である場合にのみ実行できます。そうでない場合にも、このコマンドは、まずスタック内の PoE メンバー スイッチに接続して以下を実行するために必要です。
session switch
*May 20 00:34:04.445:CDP-PA: Packet received from AP2 on interface TenGigabitEthernet3/0/44
**Entry found in cache**
*May 20 00:34:04.445: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: Dequeued POE SPI msg ver 1 if_id 73003723793629284
num_ports 1 req_id 650 msg_type 20
*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: E_ILP_SET_CUTOFF if_id 73003723793629284
*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info:port 44 icutoff power 15000
*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: re_poe_set_icutoff_current port 44 power 15000
*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: scale factor 22 for power 15000
*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: POE_SET_CUTOFF_CURRENT_SCALE_FACTOR sent
for port 44 (e:11)
前述のとおり、Imax エラーの診断は複雑なプロセスです。Imax エラーの発生時にはログに記録される情報はあまりありません。コントローラはポートをシャットダウンし、割り当て量よりも多くの電力を消費していた時点での PD の実行に関するすべてのログは、通常は失われてしまいます。設置場所でのポートの消費電力の測定は簡単ではありませんが、静的に割り当てられた電力を使用すれば判別できる可能性があります。動的に要求されたよりも多くの電力を静的に割り当てることによって、Icutoff しきい値超過のトリガーとなった PD の消費電力が、どの程度上回っていたのかを判別できます。静的な最大電力消費量は、スイッチポートで power inline static max<value> コマンドにより設定できます。
3850_4#sh run int te 3/0/44
interface TenGigabitEthernet3/0/44
power inline static max 20000
end
3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail
Interface: Te3/0/44
Inline Power Mode: static
Operational status: on
Device Detected: yes
Device Type: Ieee PD
IEEE Class: 3
Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco
Police: off
Power Allocated Admin Value: 20.0
Power drawn from the source: 20.0
Power available to the device: 20.0
電力ネゴシエーション
電力消費量のレベルは、さまざまな IEEE クラスにより定義されてきました。PD と PSE との間の電力ネゴシエーションはさらに、CDP または LLDP のいずれかにより実行されます。電力ネゴシエーションは、Imax エラーを考察するときに重要な役割を果たします。PDはPDに割り当てることができる電力量を要求しますが、要求された値を超えないようにすることもできます。
クラス PSE PD
Class 0/Default 15.4W 12.95W
クラス1 4.0 W 3.84 W
Class 2 7.0W 6.49W
Class 3 15.4W 12.95W
Class 4 30.0W 25.50W
この表によれば、検出されるクラスに応じて、スイッチ（PSE）は特定の最大電力の消費を許可します。この規格では、PDが消費できる電力も定義されていることに注意してください。標準により、PSE と PD との間の配線で使用される電力予算が割り当てられます。また、Imaxのエラーを調査する際に、使用されているケーブルの種類を把握し、他のケーブルよりも多くのケーブルが使用されている状況を判断することが、いかに重要であるかも明らかになります。
分類に応じて、電源ネゴシエーションは CDP または LLDP プロトコルにより実行されます。これによりスイッチは、クラスで最大と設定されている量よりも引き上げるかまたは引き下げるかして電力を割り当てることができます。
次の例に示すとおり、PD（このケースではアクセス ポイント）が開始されます。電力ネゴシエーションが行われる前に、クラスに設定されているデフォルトの15.4 Wが割り当てられています。
3850_4#sh cdp neigh te 3/0/44 detail
-------------------------
Device ID: AP2
Entry address(es):
IPv6 address: FE80::CEEF:48FF:FEC2:1B9B (link-local)
Platform: cisco AIR-CAP3501I-E-K9, Capabilities: Router Trans-Bridge Source-Route-Bridge IGMP
Interface: TenGigabitEthernet3/0/44, Port ID (outgoing port): GigabitEthernet0
Holdtime : 163 sec
Version :
Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)
Technical Support: https://www.cisco.com/c/en/us/support/index.html
Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.
Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team
advertisement version: 2
Duplex: full
Total cdp entries displayed : 1
3850_4#sh power inline te 3/0/44
Interface Admin Oper Power Device Class Max
(Watts)
--------- ------ ---------- ------- ------------------- ----- ----
Te3/0/44 auto on 15.4 AIR-CAP3501I-E-K9 3 60.0
現在は、電力ネゴシエーションが行われるとすぐに、スイッチの割り当てる電力が少なくなります。show cdp neig <if> detailコマンドの出力には、要求されるさまざまな電力レベルが示されます。一部のデバイスは1つの要件しか持つことができませんが、複数の電力レベルを要求するデバイスがあります。たとえば AP は、電力がフルに供給されていない場合には、無線の電源をオンにしたりオフにしたりできます。この例では、PD は 15000 または 14500 mW のいずれかを要求します。
3850_4#sh cdp neigh te 3/0/44 detail
-------------------------
Device ID: AP2
Entry address(es):
IP address: 10.1.200.2
IPv6 address: FE80::CEEF:48FF:FEC2:1B9B (link-local)
Platform: cisco AIR-CAP3501I-E-K9, Capabilities: Trans-Bridge Source-Route-Bridge IGMP
Interface: TenGigabitEthernet3/0/44, Port ID (outgoing port): GigabitEthernet0
Holdtime : 172 sec
Version :
Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)
Technical Support: https://www.cisco.com/c/en/us/support/index.html
Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.
Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team
advertisement version: 2
Duplex: full
Power drawn: 15.000 Watts
Power request id: 15079, Power management id: 2
Power request levels are: 15000 14500 0 0 0
Management address(es):
IP address: 10.1.200.2
3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail
Interface: Te3/0/44
Inline Power Mode: auto
Operational status: on
Device Detected: yes
Device Type: cisco AIR-CAP3501I-
IEEE Class: 3
Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco
Police: off
Power Allocated
Admin Value: 60.0
Power drawn from the source: 15.0
Power available to the device: 15.0
Actual consumption
Measured at the port: 6.1
Maximum Power drawn by the device since powered on: 6.2
Absent Counter: 0
Over Current Counter: 0
Short Current Counter: 0
Invalid Signature Counter: 0
Power Denied Counter: 0
Power Negotiation Used: CDP
LLDP Power Negotiation --Sent to PD-- --Rcvd from PD--
Power Type: - -
Power Source: - -
Power Priority: - -
Requested Power(W): - -
Allocated Power(W): - -
Four-Pair PoE Supported: Yes
Spare Pair Power Enabled: No
Four-Pair PD Architecture: Shared
CDP の代わりに LLDP を使用しても、表示される結果は同じです。PDに電力が供給されると、デバイスはクラスに従って15.4 Wを完全に受け取ります。
3850_4#sh lldp neighbors te 3/0/44 detail
------------------------------------------------
Local Intf: Te3/0/44
Chassis id: 2c3f.387e.91d0
Port id: Gi0
Port Description: GigabitEthernet0
System Name: AP2.cisco.com
System Description:
Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)
Technical Support: https://www.cisco.com/c/en/us/support/index.html
Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.
Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team
Time remaining: 64 seconds
System Capabilities: B
Enabled Capabilities: B
Management Addresses:
IP: 10.1.200.2
Auto Negotiation - supported, enabled
Physical media capabilities:
1000baseT(FD)
1000baseT(HD)
100base-TX(FD)
100base-TX(HD)
10base-T(FD)
10base-T(HD)
Media Attachment Unit type: 30
Vlan ID: - not advertised
Total entries displayed: 1
3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail
Interface: Te3/0/44
Inline Power Mode: auto
Operational status: on
Device Detected: yes
Device Type: Ieee PD
IEEE Class: 3
Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco
Police: off
Power Allocated
Admin Value: 60.0
Power drawn from the source: 15.4
Power available to the device: 15.4
Actual consumption
Measured at the port: 5.2
Maximum Power drawn by the device since powered on: 5.3
Absent Counter: 0
Over Current Counter: 0
Short Current Counter: 0
Invalid Signature Counter: 0
Power Denied Counter: 0
Power Negotiation Used: None
LLDP Power Negotiation --Sent to PD-- --Rcvd from PD--
Power Type: - -
Power Source: - -
Power Priority: - -
Requested Power(W): - -
Allocated Power(W): - -
Four-Pair PoE Supported: Yes
Spare Pair Power Enabled: No
Four-Pair PD Architecture: N/A
起動すると、割り当ては引き下げられます。
3850_4#sh lldp neighbors te 3/0/44 detail
------------------------------------------------
Local Intf: Te3/0/44
Chassis id: 2c3f.387e.91d0
Port id: Gi0
Port Description: GigabitEthernet0
System Name: AP2.cisco.com
System Description:
Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)
Technical Support: https://www.cisco.com/c/en/us/support/index.html
Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.
Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team
Time remaining: 108 seconds
System Capabilities: B
Enabled Capabilities: B
Management Addresses:
IP: 10.1.200.2
Auto Negotiation - supported, enabled
Physical media capabilities:
1000baseT(FD)
1000baseT(HD)
100base-TX(FD)
100base-TX(HD)
10base-T(FD)
10base-T(HD)
Media Attachment Unit type: 30
Vlan ID: - not advertised
PoE+ Power-via-MDI TLV:
Power Pair: Signal
Power Class: Class 3
Power Device Type: Type 1 PD
Power Source: PSE
Power Priority: high
Power Requested: 12700 mW
Power Allocated: 12700 mW
Total entries displayed: 1
3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail
Interface: Te3/0/44
Inline Power Mode: auto
Operational status: on
Device Detected: yes
Device Type: Ieee PD
IEEE Class: 3
Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco
Police: off
Power Allocated
Admin Value: 60.0
Power drawn from the source: 15.0
Power available to the device: 15.0
Actual consumption
Measured at the port: 6.1
Maximum Power drawn by the device since powered on: 6.2
Absent Counter: 0
Over Current Counter: 0
Short Current Counter: 0
Invalid Signature Counter: 0
Power Denied Counter: 0
Power Negotiation Used: IEEE 802.3at LLDP
LLDP Power Negotiation --Sent to PD-- --Rcvd from PD--
Power Type: Type 2 PSE Type 1 PD
Power Source: Primary PSE
Power Priority: low high
Requested Power(W): 12.7 12.7
Allocated Power(W): 12.7 12.7
Four-Pair PoE Supported: Yes
Spare Pair Power Enabled: No
Four-Pair PD Architecture: Share
show power inline <interface> detail コマンドからの出力は、実行されたネゴシエーションに関して、CDP が示す内容よりも多くの情報を示します。電力ネゴシエーションに関して、CDP と LLDP の間にはさらに別の大きな相違点があります。CDP は、ポートで供給される電力量（15 W）をネゴシエートします。ただし、LLDPでは、PDがポートが供給可能な電力をネゴシエートしないことがわかります。これは PD が希望する電力量を要求します。この場合は12.7Wです。スイッチ（PSE）は配線での損失分を埋め合わせる必要があり、ポートに 15 W を割り当てます。電力ネゴシエーションが行われるため、障害発生時に要求された電力を判別するためにも重要です。デバイスの稼働時間と、エラー発生時に発生した可能性のあるイベントを把握することで、根本原因に関する詳細情報を入手できます。たとえば、スリープ状態から復帰して画面を完全にオンにしたIP電話は、瞬間的に多くの電力を消費する可能性があります。
要約
Imax エラーで、正確な原因を特定することは困難です。ほとんどの場合、PDがより多くの電力を消費するという問題があることが判明しており、PDベンダーは、スイッチとネゴシエートした電力を超過する理由を調査する必要があります。
配線のタイプと長さを調査することも重要です。これにより電気的特性が変化し、ポートで消費される電力が影響を受けるからです。また、電力ネゴシエーションを調査し、デバイスによって要求される電力が、割り当てられる電力量でもあることを確認することも重要です。LLDP の場合には、PD と PSE との間での配線のための追加予算が必要です。一部のケースでは、静的に割り当てられた電力を使用することで、Imax エラーを回避したり、デバイスがポートで超過して消費する電力量を判別したりできます。PD が割り当てられた電力量を超過したことの確認は、電力測定と検査装置によってのみ実行できます。
Cisco IOS XEリリース3.6.5および3.7.5以降では、Imaxエラーに関していくつかの改善が行われています。
- ポートに対する Icutoff 値の再プログラミング量が削減されました。
- ポートのオーバードローイングパワーの許容量が増えました。場合によっては、Imaxエラーを防ぐのに十分な容量を確保できます。
- 誤ったアラームとしてImaxエラーが発生した可能性がある一部のコーナーケースシナリオが解決されました。
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