Opções de Qualidade de Serviço em Interfaces de Túnel GRE

Introdução

Este documento analisa quais recursos de Qualidade de Serviço (QoS - Quality of Service) podem ser configurados em interfaces de túnel usando o encapsulamento de roteamento genérico (GRE - Generic Routing Encapsulation). Os túneis configurados com Segurança IP (IPsec) estão fora do escopo deste documento.

Pré-requisitos

Requisitos

Não existem requisitos específicos para este documento.

Componentes Utilizados

Este documento não se restringe a versões de software e hardware específicas.

As informações neste documento foram criadas a partir de dispositivos em um ambiente de laboratório específico. Todos os dispositivos utilizados neste documento foram iniciados com uma configuração (padrão) inicial. Se a sua rede estiver ativa, certifique-se de que entende o impacto potencial de qualquer comando.

Conventions

Consulte as Convenções de Dicas Técnicas da Cisco para obter mais informações sobre convenções de documentos.

Visão geral de GRE

Antes de aprender sobre QoS nos túneis GRE, primeiro é necessário entender o formato de um pacote em túnel.

Uma interface de túnel é uma interface virtual ou lógica de um roteador que executa o Software Cisco IOS®. Ela cria um enlace virtual ponto-a-ponto entre dois Cisco routers em pontos remotos sobre uma inter-rede de IP.

O GRE é um protocolo de encapsulamento suportado pelo IOS e definido no RFC 1702. Os protocolos de encapsulamento encapsulam pacotes dentro de um protocolo de transporte.

Uma interface de túnel suporta um cabeçalho para cada um destes:

• Um protocolo passageiro ou encapsulado, como IP, AppleTalk, DECnet ou IPX.

• Um protocolo portador (GRE, neste caso).

• Um protocolo de transporte (neste caso, somente IP).

O formato de um pacote de túnel é ilustrado aqui:

Consulte Configuração de Interfaces Lógicas para obter mais informações sobre a configuração de túneis GRE.

Cisco QoS para GRE Tunnels

Uma interface de túnel suporta diversos dos mesmos recursos de QoS que uma interface física. Estas seções descrevem os recursos de QoS suportados.

Modelagem

O Cisco IOS Software Release 12.0(7)T introduziu o suporte para aplicar a modelagem de tráfego genérica (GTS - Generic Traffic Shaping) diretamente na interface de túnel. O exemplo de configuração a seguir molda a interface de túnel em uma taxa de saída geral de 500 kbps. Consulte Configuração da Modelagem de Tráfego Genérico para obter mais informações.

interface Tunnel0 
  ip address 130.1.2.1 255.255.255.0 
  traffic-shape rate 500000 125000 125000 1000 
  tunnel source 10.1.1.1 
  tunnel destination 10.2.2.2

O Cisco IOS Software Release 12.1(2)T adicionou suporte para modelagem baseada em classe usando a interface de linha de comando (MQC - Command-Line Interface) QoS modular. O exemplo de configuração a seguir mostra como aplicar a mesma política de modelagem à interface do túnel com os comandos MQC. Consulte Configuração da Modelagem Baseada em Classes para obter mais informações.

policy-map tunnel 
  class class-default 
    shape average 500000 125000 125000 
interface Tunnel0 
  ip address 130.1.2.1 255.255.255.0 
  service-policy output tunnel 
  tunnel source 130.1.35.1 
  tunnel destination 130.1.35.2

Vigilância

Quando uma interface torna-se congestionada e os pacotes entram na fila, é possível aplicar um método de enfileiramento para os pacotes que estão aguardando transmissão. As interfaces lógicas de Cisco IOS não suportam de forma inerente um estado de congestionamento e não suportam a aplicação direta de uma política de serviço que aplica um método de enfileiramento. Em vez disso, você precisa aplicar uma política hierárquica da seguinte maneira:

1. Crie uma "política infantil" ou uma política de nível mais baixo que configure um mecanismo de enfileiramento, como o enfileiramento de baixa latência com o comando priority e o enfileiramento CBWFQ com o comando bandwidth. Consulte Gerenciamento de congestionamento para obter mais informações.

   policy-map child 
    class voice 
     priority 512

2. Crie uma política “principal” ou de alto nível com aplicação de molde com base em classe. Aplique a política filho como um comando sob a política pai, já que o controle de admissão para a classe filho é feito com base na taxa de modelagem para a classe pai.

   policy-map tunnel 
    class class-default 
     shape average 2000000 
     service-policy child 

3. Aplique a política pai à interface de túnel.

   interface tunnel0 
      service-policy tunnel

O roteador imprime essa mensagem de log quando uma interface de túnel é configurada com uma política de serviço que aplica o enfileiramento sem modelagem.

router(config)# interface tunnel1
router(config-if)# service-policy output child
 Class Based Weighted Fair Queueing not supported on this interface

As interfaces de túnel também suportam vigilância baseada em classe, mas não suportam Taxa de Acesso Comprometida (CAR - Committed Access Rate).

Observação: as políticas de serviço não são suportadas em interfaces de túnel no 7500.

Evitando congestionamento

O Cisco IOS Software Release 11.3T introduziu a Marcação de Túnel GRE e os Valores de Precedência DSCP ou IP, que configura o roteador para copiar os valores de bit de precedência IP do byte ToS para o túnel ou cabeçalho IP GRE que encapsula o pacote interno. Anteriormente, esses bits estavam definidos como zero. Os roteadores intermediários entre os pontos finais do túnel podem usar os valores de precedência do IP a fim de classificar os pacotes para os recursos de QoS, como o Policy Routing, o WFQ e o Weighted Random Early Detection (WRED).

O comando qos pre-classify

Quando pacotes são encapsulados por cabeçalhos de túnel ou criptografia, os recursos de QoS não conseguem examinar os cabeçalhos originais dos pacotes nem classificar corretamente os pacotes. Os pacotes que percorrem o mesmo túnel possuem os mesmos cabeçalhos e por isso são tratados de forma idêntica quando a interface física está congestionada. Com a introdução do recurso VPNs (Qualidade de Serviço para Redes Virtuais Privadas), agora os pacotes podem ser classificados antes que ocorra o tunelamento e a criptografia.

Neste exemplo, tunnel0 é o nome do túnel. O comando qos pre-classify habilita o recurso QoS para VPNs em tunnel0:

Router(config)# interface tunnel0
Router(config-if)# qos pre-classify

Note:  O comando qos pre-classify pode ser usado para classificar o tráfego com base em valores diferentes de precedência de IP ou DSCP. Por exemplo, você pode querer classificar pacotes com base no fluxo IP ou nas informações da Camada 3, como o endereço IP de origem e de destino para o qual esse comando pode ser usado. O comando qos pre-classify é necessário apenas se você classificar o tráfego em IP, protocolo ou porta. Se a classificação for baseada no código DSCP, qos pre-classify não será necessário.

Caracterizando o tráfego para políticas QoS

Ao configurar uma política de serviço, você primeiro pode precisar caracterizar o tráfego que está atravessando o túnel. O Cisco IOS dá suporte à contabilização do Netflow e IP Cisco Express Forwarding (CEF) nas interfaces lógicas como túneis. Consulte o NetFlow Services Solutions Guide para obter mais informações.

Onde aplico a política de serviços?

É possível aplicar uma política de serviço à interface do túnel ou à interface física subjacente. A decisão de onde aplicar a política depende dos objetivos de QoS. Isso depende também de qual cabeçalho você precisa usar para classificação.

• Aplique a política à interface de túnel sem qos-preclassify se desejar classificar os pacotes com base no cabeçalho pré-túnel.

• Aplique a política à interface física sem qos-preclassify quando desejar classificar pacotes com base no cabeçalho pós-túnel. Além disso, aplique a política à interface física quando você quiser modelar ou vigiar todo o tráfego pertencente a um túnel e a interface física suportar diversos túneis.

• Aplique a política a uma interface física e habilite qos-preclassify em uma interface de túnel quando desejar classificar pacotes com base no cabeçalho de pré-túnel.

Interfaces de túnel multiponto

O CBWFQ dentro da modelagem baseada em classe não é suportado em uma interface multiponto. A identificação de bug Cisco CSCds87191 configura o roteador para imprimir uma mensagem de erro quando rejeitar a política.

Problemas conhecidos

Em condições raras, a aplicação de uma política de serviço configurada com o comando shape leva a uma alta utilização da CPU e a erros de alinhamento. A carga da CPU é causada pelo registro dos erros de alinhamento, que por sua vez são causados pelo CEF definindo incorretamente a interface de saída e as informações de regravação de adjacência. Esse problema afeta somente plataformas não RSP (low-end) e plataformas que usam switching CEF baseada em partícula, e é resolvido através das IDs de bug Cisco CSCdu45504 e CSCuk30302. Você também pode considerar estas soluções alternativas:

• Substitua o encapsulamento do GRE por um tunnel mode ipip.

• Substitua o comando shape pelo comando police.

• Configure a modelagem da interface física que suporta o túnel.

Informações Relacionadas

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