Power over Ethernet configureren en problemen oplossen in ACI

Inleiding

Dit document beschrijft PoE en omvat verificatie en probleemoplossing voor PoE in ACI. 

Wat is Power over Ethernet (POE)

Power over Ethernet is een technologie die via een Ethernet-kabel zowel gegevens over elektriciteit als netwerkgegevens overbrengt. Met PoE kan elke Ethernet-interface van switches stroom leveren aan apparaten zoals Voice over Internet Protocol (VoIP)-telefoons, Internet Protocol Camera (IP-camera) of beveiligingscamera’s en Wireless Access points (AP). Het PoE apparaat zoals switches die macht leveren wordt genoemd het Materiaal van de Macht Sourcing (PSE). De voeding die wordt geleverd is in gelijkstroomvorm (DC). Het apparaat zoals IP-telefoons of toegangspunten die worden gevoed, wordt een Powered Device (PD) genoemd.

Op dit moment zijn de door PoE ondersteunde top-of-rack Switches (TOR's) N9K-C9358GY-FXP, N9K-C9348GC-FXP en N9K-C93108TC-FX3P. PoE ondersteunt verschillende Power levels zoals 802.3af/at en max power tot 30W.

Hoe PoE werkt

Power over Ethernet (PoE) werkt door het verzenden van elektrische stroom naast gegevenssignalen via standaard Ethernet-kabels, meestal Cat5e of Cat6. De kern van PoE functionaliteit is de power sourcing equipment (PSE), die een PoE-enabled netwerk switch of een injector kan zijn. Wanneer een Po-compatibel aangedreven apparaat (PD), zoals een draadloos access point of IP camera, is aangesloten op het netwerk, detecteert de PSE zijn aanwezigheid. Deze opsporing leidt tot een onderhandelingsproces tussen de PSE en de PD, waarbij zij communiceren om de stroomvereisten en -mogelijkheden te bepalen. De PSE levert vervolgens stroom aan de PD door een laagspanningsgelijkstroom in de Ethernet-kabel te injecteren. Dit vermogen wordt overgebracht over de ongebruikte draadparen in de Ethernet-kabel, typisch spelden 4/5 en 7/8 in een 8-draads kabel, terwijl de gegevenssignalen over de andere draadparen worden overgebracht. De stroomonderbreker ontvangt het vermogen en gebruikt het om te functioneren zonder dat er een aparte stroombron nodig is. PoE-standaarden, zoals IEEE 802.3af, 802.3at (PoE+) en 802.3bt (PoE++) geven de maximale voedingsniveaus aan die via Ethernet-kabels kunnen worden geleverd, waarbij nieuwere standaarden hogere voedingsvereisten ondersteunen voor apparaten met een grotere voedingsbehoefte.

Verschillende softwaremodules die verantwoordelijk zijn voor PoE-werking

• PoE daemon(SUP): De daemon, die zich aan de Superviseur (SUP) kant van de switch bevindt, bevindt zich in het hart van de PoE-operatie
• PoE USD (LC): De Device Driver (USD), die zich op de Line Card (LC)-site bevindt, is dichter bij de hardwarelaag of de PoE-controller. Het fungeert als een geleider tussen daemon en de controller, en als we verder gaan, is het verantwoordelijk voor alle verwerkingsverantwoordelijke of hardware level operaties
• Link Layer Discovery Protocol (LLDP) en Cisco Discovery Protocol (CDP) voor energieonderhandeling: voor het onderhandelen en aanpassen van voeding maken we gebruik van LLDP en CDP. Als de voeding eenmaal is ingeschakeld voor het apparaat, als het de mogelijkheden heeft om LLDP en CDP uitgebreide power TLV's (Type-Length Values) te ondersteunen, dan kan de voedingsonderhandeling worden aangepast met behulp van deze protocollen. We hebben ook wijzigingen in het beleidselement voor ondersteuning van PoE-nodebeleid en interfacebeleid om deze functie mogelijk te maken
• GUI/CLI (Application Policy Infrastructuur Controller) met integratie voor configuratie met Representational State Transfer Application Programming Interface (REST API)

System Flow van Power over Ethernet (PoE)

• Om het proces te vereenvoudigen en de belasting van onze switches te verminderen, is een typische systeemstroom de daemon die met de PoE-hardware communiceert door USD
• De verwerking van beheerde objecten gebeurt via APIC en er is interactie met LLDP en CDP
• Ten slotte is het PoE-eindpunt de plaats waar de uitwisseling van informatie plaatsvindt tussen LLDP en CDP

PoE - detectie van aangedreven apparaten (PD)

• De PoE Daemon activeert PD-detectie op een PoE-enabled poort door detectie te activeren op zowel de Titanium PoE controller hardware als de Portola USD PoE Controller hardware De Portola USD detecteert pre-standaard Cisco PDs, terwijl de Titanium controller detecteert IEEE-conforme PDs
• Wanneer de Portola USD een PD detecteert, wordt de PoE Daemon via een Server-Sent Events (SSE)-oproep op de hoogte gesteld. De USD stelt de detectie in continue modus in en stuurt een specifieke 

  Fast Link Pulse (FLP) om te controleren of dezelfde FLP terugkeert. Als dezelfde FLP wordt teruggezonden, genereert deze een DPMSTAT-wijziging die wordt onderbroken in de USD om de detectie van de PD te melden. De Physical Layer (PHY) blijft dan automatisch onderhandelen om de link omhoog te brengen

• Als een Powered Device (PD) niet wordt gedetecteerd, probeert het systeem een koppeling tot stand te brengen door automatisch te onderhandelen. Als er geen PDF-verbinding is en de link verschijnt, wordt een koppelingsonderbreking gegenereerd, doorgaans als de andere zijde een gewone netwerkinterfacekaart (NIC) is
• Als de Power over Ethernet (PoE) daemon een link-up-gebeurtenis ontvangt vóór een detectiegebeurtenis van PoEUSD, stopt het beide detectietypes door SSE-gesprekken met de USD's te maken
• Als de PoE daemon een detectiegebeurtenis van de PoE USD ontvangt, gaat het ervan uit dat de PD IEEE-conforme informatie is en gebruikt het de klasseninformatie om te beslissen over het aandrijven van de PD. Het stopt ook de detectie van Cisco PD
• Als de PoE daemon een detectiegebeurtenis van de USD ontvangt, stopt het de detectie door de PoE-controller. De PoE daemon controleert of er stroom beschikbaar is en stelt de PoE USD er dienovereenkomstig direct van op de hoogte om stroom op de poort in te schakelen
• Koppel beide typen PD's los door de PoE-controller op basis van de stroom die door de poort wordt getekend. Op een PDF-verbinding worden beide detectiemogelijkheden opnieuw gestart

Configuratie:

POE-configuratie met APIC GUI.

Configureren:

Stap 1. Log in op de Cisco APIC GUI.

Stap 2. Navigeer in de menubalk naar Fabric —> Access Policy—>Policy—>InterfacePOE

VLAN, EPG, Max power-related configuratie kan op deze pagina worden bepaald

Stap 3. Navigeer in de menubalk naar Toegangsbeleid—>Interface—>Beleidsgroep—>Leaf access poort

wij vormen de Groep van het Beleid van de Interface (IPG) waaronder wij PoE interfacebeleid associëren dat wij in vorige stappen creeerden.

Stap 4.Ga in de menubalk naar Access Policies—>Beleid—>Switch—>POE-knooppunt

Hier moeten we het POE Node-beleid definiëren

Controleer en los problemen op:

Power over Ethernet-poortstaten

Als u Power over Ethernet (PoE) hebt ingeschakeld op een poortadapter, kunt u een van de onderstaande PoE-statussen op die switch zien

• Aan: PoE is ingeschakeld op de poort en de bijgeleverde voeding komt van de voeding. Het geleverde vermogen wordt vervolgens geleverd aan het PoE-aangedreven apparaat (PD)
• Pwr-deny: PoE is ingeschakeld op de poort, maar de voeding kan niet worden geleverd vanwege beperkingen van de gebruikersconfiguratie of een onvoldoende stroomcapaciteit van de Power Sourcing Equipment (PSE)
• Defect:De haven heeft een foutenvoorwaarde ervaren. Een defecte PoE-poortstaat kan zelfstandig een oplossing bieden of vergt tussenkomst van de gebruiker om het probleem op te lossen. In het geval van herstelbare fouten kan de PoE daemon op de switch in staat zijn om vermogen te herstellen en opnieuw toe te passen op basis van configuratie, klasse van het apparaat en geïnstalleerde stroomcapaciteit. Als u te maken hebt met herstelbare fouten, kunt u proberen de beheerstatus van de poort te wijzigen, de PoE-gerelateerde interfaceconfiguratie te wijzigen of de PDF in te voegen en te verwijderen om de poort uit de foutstatus te krijgen

    In het geval van niet-herstelbare fouten schakelt de PoE daemon op de switch de voeding naar de poort uit

• Uit: PoE is uitgeschakeld op de poort en de poortfunctie als een typische gegevenspoort

Deze toestanden kunnen worden geverifieerd in inline power en details worden vermeld in verificatie.

POE-verificatie via CLI

we gebruiken Cisco CP-8841 voor de verificatie en probleemoplossing die poort Eth 1/7 op blad verbindt

Blad: 

U kunt de interfacestatus op blad als volgt bevestigen:

1) Leaf# show interface ethernet 1/7 status

------------------------------------------------------------------------------------------------

 Port           Name                Status     Vlan       Duplex   Speed    Type               

------------------------------------------------------------------------------------------------

 Eth1/7         --                  connected  trunk      full     1G       1g     

Om te bevestigen dat de toestand van PoE en watt beschikbaar of geleverd is, controleren we inline voeding:

2) Leaf#show power inline

Module Available  Used    Remaining

       (Watts)   (Watts)   (Watts)

------ ---------  ------  ---------

1      305.0      7.4     297.6    




Interface   Admin  Oper        Supplied  Delivered Device               IEEE  Max 

                               (Watts)   (Watts)                        Class     

---------   -----  ----        --------  --------- ------               ----- --- 

Eth1/7      auto   on          7.4       6.5       Cisco IP Phone 8841  2     30.0    




If we need to check power inline for specific interface we mention the interface:




Leaf# show power inline ethernet 1/7




Interface   Admin  Oper     Supplied  Delivered Device               IEEE  Max 

                            (Watts)   (Watts)                        Class     

---------   -----  ----     --------  --------- ------               ----- --- 

Eth1/7      auto   on       7.4       6.5       Cisco IP Phone 8841  2     30.0


Interface   AdminPowerMax  AdminConsumption

            (Watts)        (Watts)         

---------   -------------  ----------------

Eth1/7      30.0           3.9             

Zo controleert u de status en interne PoE-details:

3 ) Leaf# show system internal poe info ethernet 1/7

Interface name        :   Eth1/7

Interface mode        :   auto

Interface Priority    :   low

PD description        :   Cisco IP Phone 8841

Policer action        :   error disable

Max power             :   30.0

Default power         :   4.0

PS supplied power     :   7.4

PD Base power         :   7.0

Port delivered power  :   6.5

Port consumption pwr  :   3.9

Max drawn power       :   5.1

Policer measured pwr  :   0.0

PD Class              :   IEEE 2

PD Discovery mode     :   IEEE

PD Detection status   :   Delivering    <<<<<

Num violations        :   0

Het gedetailleerde verbruik controleren:

4) Leaf# show power inline consumption

Interface            Consumption  Admin              

                     Configured   Consumption (Watts)

----------           -----------  -------------------

Eth1/1               NO           15.4               

Eth1/2               NO           15.4               

Eth1/3               NO           15.4               

Eth1/4               NO           15.4               

Eth1/5               NO           15.4               

Eth1/6               NO           15.4               

Eth1/7               YES          4.0                    <<<<<

Eth1/8               NO           15.4            

Om specifieke interface-gerelateerde PoE gebeurtenisgeschiedenislogboeken te controleren

5) Leaf# vsh -c "show system internal poe event-history interface ethernet 1/7"

FSM: <Ethernet1/7> has 4 logged transitions<<<<<

1.FSM:<Ethernet1/7> Transition at 2024-04-19T12:15:46.549+00:00T12:48:38.767242000+00:00

Previous state: [PORT_ST_POE_SHUT]

Triggered event: [POE_PORT_EV_START_DETECTION]

Next state: [PORT_ST_POE_DETECTING]  <-- Initial Status

2.FSM:<Ethernet1/7> Transition at 2024-04-19T12:15:46.549+00:00T12:50:03.337279000+00:00

Previous state: [PORT_ST_POE_DETECTING]

Triggered event: [POE_PORT_EV_START_DETECTION]

Next state: [No transition found]


3.FSM:<Ethernet1/7> Transition at 2024-04-19T12:16:53.135561000+00:00

Previous state: [PORT_ST_POE_DETECTING]

Triggered event: [POE_PORT_EV_LINK_UP]

Next state: [PORT_ST_POE_SHUT]


4.FSM:<Ethernet1/7> Transition at 2024-04-19T12:16:53.034089000+00:00

Previous state: [PORT_ST_POE_SHUT]

Triggered event: [POE_PORT_EV_LINK_DOWN]       <--Eth1/7 goes down, no further changes on the poe status

Next state: [FSM_ST_NO_CHANGE]

Curr state: [PORT_ST_POE_DETECTING]  <--Last poe State seen in the Port

Verificatie met behulp van MO

1) Leaf# moquery -c poeInst

Total Objects shown: 1

# poe.Inst

adminSt      : enabled

childAction  :

consumption  : 4000

ctrl         :

dn           : sys/poe/inst

lcOwn        : local

modTs        : 2024-04-19T12:11:46.549+00:00

monPolDn     : uni/infra/moninfra-default

name         :

operErr      :

pwrCtrl      :

rn           : inst

status       :

totalAvail   : 305000

totalFree    : 297565

2) Leaf# moquery -c poeIf

Total Objects shown: 1

# poe.If

id                       : eth1/7

absentCounter            : 1

adminSt                  : enabled

childAction              :

consumption              : 4000

cutoffPower              : 7955

deliveredPower           : 6543

descr                    :

devClass                 : IEEE PD - Class 2

devName                  : Cisco IP Phone 8841

dn                       : sys/poe/inst/if-[eth1/7]

faultStatus              : on

invalidSignatureCounter  : 0

lcOwn                    : local

max                      : 30000

modTs                    : 2024-04-19T12:09:04.695+00:00

mode                     : auto

monPolDn                 : uni/infra/moninfra-default

name                     : Hub_POE

operSt                   : on

overloadCounter          : 0

poeEpg                   : uni/tn-HUB/ap-Hub_Anp/epg-Hub_EPG1

poeVoiceVlan             : vlan-150

policeAct                : err-dis

policeSt                 : na

policingPower            : 7000

portConsumption          : 0

portPriority             : 0

powerDeniedCounter       : 2

prioHigh                 : no

rn                       : if-[eth1/7]

shortCounter             : 0

status                   :

suppliedPower            : 7435

used                     : 7435

3) Leaf# moquery -c poemodule

Total Objects shown: 1

# poe.Module

mac          : 30:30:3A:30:30:3A

vlan         : vlan-150

childAction  :

dn           : sys/poe/inst/if-[eth1/7]/mac-30:30:3A:30:30:3A-[vlan-150]

epg          : uni/tn-HUB/ap-Hub_Anp/epg-Hub_EPG1

id           : eth1/7

modTs        : never

rn           : mac-30:30:3A:30:30:3A-[vlan-150]

status       :

vlanType     : access

4) Leaf# moquery -c poeModuleVDAEp

Total Objects shown: 1

# poe.VDAEp

mac          : 30:30:3A:30:30:3A

vlan         : vlan-150

epg          : uni/tn-HUB/ap-Hub_Anp/epg-Hub_EPG1

childAction  :

dn           : sys/poe/inst/if-[eth1/7]/vdaep-30:30:3A:30:30:3A-[vlan-150]-[uni/tn-HUB/ap-Hub_Anp/epg-Hub_EPG1]

id           : unspecified

lcOwn        : local

modTs        : 2024-04-19T12:09:05.478+00:00

monPolDn     : uni/infra/moninfra-default

rn           : vdaep-30:30:3A:30:30:3A-[vlan-150]-[uni/tn-HUB/ap-Hub_Anp/epg-Hub_EPG1]

status       :

vlanType     : access

Algemene richtlijnen voor troubleshooting

Omgevingsomstandigheden en symptomen verifiëren

• Stroomt het aangedreven apparaat (PD) in kwestie helemaal niet, of wordt het kort opgestart en dan uitgeschakeld?
• Is het probleem begonnen tijdens de eerste installatie, of is er een periode gestart waarin het apparaat normaal werkte?
• Als het probleem begon nadat het aangedreven apparaat normaal werkte, wat veranderde? Was er sprake van hardware- of softwarewijzigingen? Enige omgevingsveranderingen (temperatuur, vochtigheid, luchtstroom, enzovoort)? Enige elektrische veranderingen (onderhoud, stroomuitval, interferentie, enzovoort)?
• Is er iets gebeurd in het lokale netwerk toen het probleem zich voordeed? Gebruik het APIC Dashboard om de Fouten & Gebeurtenissen te bekijken Zo ja, kan het gerelateerd zijn aan een ander probleem specifiek voor dat lokale netwerk?
• Gebeurt het probleem op een bepaalde tijd van dag of nacht? Zo ja, zijn er bekende omgevings-/elektrische veranderingen op die specifieke tijd/dag?
• Is er tegelijkertijd een netwerkgebeurtenis opgemerkt? Een verkeersoverstroming, storm, lus, verhoogde netwerkcongestie, hoger dan normaal resourcegebruik (CPU, interfaces, enzovoort) kan leiden tot tijdelijk verlies van connectiviteit tussen PD en een ander netwerkelement, waardoor de PD opnieuw kan worden opgestart.

Bijzonderheden van het gevoede apparaat en de switch verifiëren

• Is er genoeg inline voeding beschikbaar via de voeding op de betreffende switch?
• Verstrekken alle poorten van de switch geen PoE of slechts enkele?
• Hoe zit het met poorten op verschillende PoE-controllers op dezelfde switch?
• Verstrekken alleen nieuw verbonden poorten geen PoE en werken reeds verbonden poorten OK op dezelfde switch? 
• Als een van de reeds verbonden poorten (PoE-status OK) op dezelfde switch is geblokkeerd (gesloten/niet gesloten), wordt de PoE-functionaliteit dan verbroken of blijft deze goed werken?
• Is de gegevensconnectiviteit aangetast of is het slechts de PoE functionaliteit?
• Is het probleem beperkt tot één type/model PD?

Als de algemene probleemoplossing is voltooid, gaat u verder met de volgende stappen:

Stap 1. Controleer dat het aangedreven apparaat op andere poorten werkt en dat het probleem zich slechts op één poort voordoet

Stap 2. Gebruik het bevel van de showinterfacestatus om te verifiëren dat de haven niet buiten dienst of in een "verkeerd-gehandicapte"staat is

Stap 3. Gebruik de opdracht inline interface-id van de showstroom om te verifiëren dat de inline voeding "nooit" niet op de poort is geconfigureerd.

Stap 4. Controleer de Ethernet-kabel van de telefoon naar de switchpoort. Sluit een bekend-goed niet-PoE Ethernet-apparaat aan op de Ethernet-kabel en zorg ervoor dat er een koppeling wordt gemaakt en verkeer wordt uitgewisseld met een andere host

Stap 5. Zorg ervoor dat de totale kabellengte van het voorpaneel van de switch tot het aangesloten apparaat (aangedreven apparaat) niet meer dan 100 meter bedraagt

Stap 6. Koppel de Ethernet-kabel los van de switch. Gebruik een korte Ethernet-kabel om een bekend goed Ethernet-apparaat aan te sluiten op deze switch (niet op een patchpaneel). Controleer dat het apparaat een Ethernet-link maakt en verkeer met een andere host uitwisselt. Sluit vervolgens een aangedreven apparaat aan op deze poort en controleer of deze is ingeschakeld. Als deze niet wordt ingeschakeld

Stap 7. Gebruik de opdrachten inline voeding tonen en inline voeding tonen om het aantal aangesloten aangedreven apparaten te vergelijken met het energiebudget van de switch (beschikbare PoE). Controleer of het apparaat met het stroomverbruik van de switch van stroom kan worden voorzien

Log- en loglocatie

Wanneer algemene stappen voor probleemoplossing niet helpen, moeten we het probleem in de volgende stappen van de ACI-logbestanden isoleren:

poed_usd.log: Dit logbestand is integraal voor het bewaken van interacties tussen apparaten, met name PD. Het logt voornamelijk de eerste hardwarelaag, bekend als USD, verantwoordelijk voor de interface met PD-apparaten. Wanneer het oplossen van poortspecifieke problemen of het verifiëren van de eerste interactie met een voedingsapparaat, verwijzen wij naar dit logboek. Door vermeldingen in het bestand "poed_usd.log" te controleren, kunnen we bevestigen of de verwachte interactie op het eerste niveau tussen de hardwarelaag en het PD-apparaat plaatsvindt.

poed.log: Dit logbestand bevat logbestanden die worden gegenereerd door de Power over Ethernet (PoE) daemon, die een cruciale rol speelt in de interactie tussen verschillende processen binnen de ACI-omgeving. Deze daemon vergemakkelijkt de communicatie met essentiële processen zoals CDP, LLDP, en APIC. Daarom, wanneer het nodig is om de naadloze interactie tussen de PoE daemon en andere processen te controleren, verwijzen wij naar deze logboeken.

De logbestanden kunnen worden gevonden op de locatie "/var/log/dme/log" van het blad.