PoE Imax-fouten op Catalyst 3650/3850 switches troubleshooten

Inleiding

Dit document beschrijft hoe Power over Ethernet (PoE) Imax-fouten op Catalyst 3650/3850 switches kunnen worden opgelost.

Achtergrondinformatie

PoE wordt gebruikt door Catalyst 3650/3850 switches om voeding te geven aan externe apparaten zoals Wireless Access points (AP’s), IP-telefoons en dergelijke via de Ethernet-kabel die deze op de switch aansluit.

Wat zijn Imax-fouten

Er treedt een Imax-fout op wanneer een PoE-poort op de switch meer stroom aantrekt dan is verwerkt. Wanneer een IEEE Powered Device (PD) verschijnt, wordt het geclassificeerd in een klasse. Afhankelijk van de klasse waarin een apparaat zich bevindt, krijgt de switch een bepaalde hoeveelheid watt toegewezen die fungeert als de Power Source Equipment (PSE). Hierover kan later opnieuw worden onderhandeld door het apparaat dat Cisco Discovery Protocol (CDP) of Link Layer Discovery Protocol (LLDP) gebruikt om meer of minder stroom te vragen. Dit is om het budgetteren van macht mogelijk te maken.

De PD zorgt ervoor dat het niet meer vermogen verbruikt dan is toegewezen. De switch bestuurt dit door een Icutoff-waarde in te stellen. Dit is de waarde die wordt ingesteld op de controller als de hoge markering. Als een apparaat de Icutoff-waarde overschrijdt, stopt de switch met het leveren van stroom en registreert een Imax-fout die aangeeft dat het aangesloten apparaat het overeengekomen aantal Watt heeft overschreden.

Vergelijking met oudere apparaten

Catalyst 3650/3850 maakt gebruik van een meer uitgebreide PoE controller. Waar oudere apparaten zoals Catalyst 3750 niet veel granulariteit ondersteunen met betrekking tot het instellen van Icutoff-waarden, doen Catalyst 3650 en 3850 dat. Dit leidt vaak tot de perceptie dat Catalyst 3650/3850 problemen ervaart die de oudere apparaten niet. In bijna alle gevallen is dit echter slechts een perceptie. De oudere apparaten hebben minder granulariteit in het controleren van de macht en staan een PD toe om meer macht te trekken dan besproken. De Catalyst 3650/3850 bewaakt de getekende kracht strikter, en als zodanig kunnen Imax-fouten optreden op Catalyst 3650/3850 waar een verbinding van hetzelfde apparaat met een oudere switch geen enkel probleem zou tonen.

Imax-fouten oplossen

Het is niet makkelijk om vast te stellen hoeveel macht een PD in het veld aantrekt. Wanneer de voedingscontroller op de switch detecteert dat er meer stroom op een poort wordt getekend, wordt de poort uitgeschakeld en wordt Cisco IOS® op de hoogte gesteld van het feit dat de PDF de maximaal toegewezen voeding heeft overschreden. In Cisco IOS kunt u het momenteel getekende energieverbruik per poort zien met de opdracht Inline <interface>-voeding tonen.

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

De gemeten waarde die wordt weergegeven op de poort in deze uitvoer wordt gemeten door de controller. Deze informatie wordt om de paar seconden verzameld en geeft een indicatie van de getekende stroom. De waarde die wordt weergegeven bij getekend maximaal vermogen lijkt nuttig voor het oplossen van Imax-fouten, maar helaas, dat is slechts een historische weergave van wat het maximale vermogen getekend door het apparaat is geweest. Als er een Imax-fout optreedt, wordt de op dat moment getekende voeding niet teruggestuurd naar Cisco IOS en kan deze niet worden weergegeven.

Zoals in het voorbeeld te zien is, is de waarde die aan de poort wordt toegewezen 15 W. Dit is de scheidingswaarde die op de interface geprogrammeerd wordt. Voorafgaand aan Cisco bug-id CSCuy7423, is de afspeelwaarde regelmatig geprogrammeerd op een poort. Elke keer dat een CDP-pakket wordt ontvangen, kan de waarde worden geherprogrammeerd. Na Cisco bug-id CSCuy74231 (vastgelegd in Cisco IOS XE 3.6.5E en 3.7.5 of hoger) is deze programmering geoptimaliseerd. Dit vermindert de kans op een fout in het herprogrammeren van de Icutoff-waarde die leidt tot een Imax-fout.

Programmeren van de Icutoff-waarde kan via twee opdrachten worden weergegeven. Of via het spoor waar het logboek historisch kan worden verzameld of debug kan worden toegelaten om te registreren zuiver bericht wanneer het voorkomt. De opdrachten om dit te verkrijgen zijn:

show mgmt-infra trace message platform-mgr-poe  
    
    
debug platform poe

De opdracht show trace kan alleen worden uitgevoerd als de actieve switch in de stack PoE-geschikt is. Anders, is deze opdracht nodig om eerst verbinding te maken met de PoE-switch in de stack om deze uit te voeren:

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)

Zoals eerder vermeld, is het een complex proces om fouten van Imax te diagnosticeren. Er is niet veel informatie vastgelegd op het moment dat er een Imax fout optreedt. De controller sluit de poort af en de PD zou normaal gesproken alle logbestanden verloren hebben in verband met wat het deed op het moment dat het meer stroom dan toegewezen. Het meten van het opgenomen vermogen door een poort in het veld is niet eenvoudig, maar met statische toegewezen vermogen zou een bepaling kunnen worden gemaakt. Door statisch meer vermogen toe te wijzen dan dynamisch gevraagd zou worden, is het mogelijk om te bepalen hoeveel meer vermogen de PD zou trekken dat de Icutoff-drempel zou overschrijden. Een statisch maximaal energieverbruik kan worden geconfigureerd op een switch poort met de opdrachtstroom inline statische max <waarde>.

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

Onderhandeling over voeding

Verschillende IEEE-klassen hebben bepaalde niveaus van energieverbruik gedefinieerd. Er wordt verder onderhandeld over de macht tussen de PD en de PSE met CDP of LLDP. Machtsonderhandeling speelt een belangrijke rol wanneer u naar Imax fouten kijkt. Een PD vraagt hoeveel macht er aan kan worden toegewezen, maar kan ook garanderen dat het de gevraagde waarde niet kan overschrijden.

Klasse                   PSE           PD 

Klasse 0/standaard 15,4W 12,95W

Klasse 1 4,0W 3,84W 

Klasse 2 7,0W 6,49W

Klasse 3 15,4W 12,95W

Klasse 4 30,0 W 25,50 W

Volgens deze tabel, afhankelijk van welke klasse wordt gedetecteerd, staat de Switch (PSE) een bepaald maximumvermogen toe om te worden getekend. Het is belangrijk om op te merken dat de norm ook bepaalt welke macht de PD kan verbruiken. De norm voorziet in een machtsbudget voor de bekabeling tussen de PSE en de PD. Dit benadrukt ook hoe belangrijk het is om te weten welk type kabels worden gebruikt wanneer u Imax fouten onderzoekt, en om te bepalen in welke omstandigheden zij kunnen voorkomen meer dan in anderen.

Bovenop de classificatie, wordt de onderhandeling van macht voltooid met CDP of het protocol LLDP. Hierdoor kan de switch meer of minder stroom toewijzen dan wat de klasse als maximum heeft ingesteld.

Zoals in het volgende voorbeeld te zien is, verschijnt er een PD (access point in dit geval). Alvorens de machtsonderhandeling heeft plaatsgevonden, werd het toegewezen het gebrek 15.4W dat voor de klasse wordt geplaatst.

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 

Nu, zodra er machtsonderhandeling plaatsvond, kent de switch minder macht toe. In de uitvoer van de show cdp neig <if> detail opdracht zijn de verschillende energieniveaus die worden gevraagd. Terwijl sommige apparaten slechts één eis kunnen hebben, zijn er apparaten die om meerdere machtsniveaus zouden verzoeken. AP's hebben bijvoorbeeld de mogelijkheid om radio's op of af te zetten als ze geen volstroom krijgen. In dit voorbeeld vraagt de PD om 15000 of 14500 mW.

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

Het gebruik van LLDP in plaats van CDP toont de zelfde resultaten. Als de PD wordt aangedreven, ontvangt het apparaat 15,4W als per klasse. 

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

Als het eenmaal is opgestart, wordt de allocatie verlaagd.

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

De output van de opdracht Show power inline <interface> detail toont meer informatie over de onderhandeling die wordt uitgevoerd dan wat door CDP wordt getoond. Er is ook een ander groot verschil tussen CDP en LLDP op het gebied van machtsonderhandeling. CDP onderhandelt over de hoeveelheid stroom die in de poort wordt geleverd (15 W). Met LLDP zie je echter dat de PD niet onderhandelt over de voeding die de poort kan leveren. Het vraagt om de hoeveelheid macht die de PD wil hebben. In dit geval is het 12,7W. De switch (PSE) moet het verlies in de bekabeling compenseren en 15 W toekennen aan de haven. Aangezien er wel wordt onderhandeld over de macht, is het ook van cruciaal belang om te bepalen wat de gevraagde macht was op het moment van falen. Kennis van hoe lang het apparaat in gebruik was en welke gebeurtenissen kunnen hebben plaatsgevonden op het moment van de fout kan meer details geven over de oorzaak van de fout. Een IP-telefoon die uit de slaap komt en zijn scherm volledig inschakelt, kan bijvoorbeeld tijdelijk meer stroom opnemen.

Samenvatting

Bij Imax fouten is de exacte oorzaak moeilijk vast te stellen. In bijna alle gevallen is er een probleem met het trekken van meer macht PD, en de PD verkoper moet worden betrokken om te onderzoeken waarom het de macht overschrijdt die het met de switch heeft onderhandeld.

Het is ook van cruciaal belang om het type en de lengte van de bekabeling te onderzoeken, aangezien dit de elektrische kenmerken verandert en de hoeveelheid stroom die op de poort wordt opgenomen beïnvloedt. Het is ook belangrijk om de machtsonderhandeling te onderzoeken en te bevestigen dat de macht die door een apparaat wordt gevraagd ook de hoeveelheid macht is die wordt toegewezen. In het geval van LLDP zijn extra middelen nodig voor de bekabeling tussen PD en PSE. In sommige gevallen, met gebruik van statisch toegewezen vermogen, is het mogelijk om te werken rond Imax fouten en/of om de hoeveelheid macht te bepalen het apparaat op een poort wordt overgepompt. Een bevestiging dat de PD het toegewezen vermogen overschrijdt, kan alleen worden bereikt met meet- en testapparatuur.

In Cisco IOS XE releases 3.6.5 en 3.7.5 en hoger zijn een aantal verbeteringen aangebracht in verband met Imax-fouten:

• De hoeveelheid herprogrammering van de Icutoff-waarde naar de haven is verminderd.
• De toegestane hoeveelheid op de haven voor het overschrijden van het vermogen is verhoogd, in sommige gevallen kan dit voldoende zijn om een Imax-fout te voorkomen.
• Sommige hoek case scenario's werden opgelost waar een Imax fout kan zijn opgetreden als vals alarm.