Configurar e solucionar problemas de alocação de recursos de CPU do Catalyst 8000

Introdução

Este documento descreve a alocação de núcleo da CPU do Catalyst 8000, incluindo como configurar a distribuição de modelos de recursos e verificar sua utilização.

Componentes Utilizados

Este documento se aplica às plataformas Catalyst 8000 que utilizam um plano de dados de software (vQFP) baseado em x86. 

• Todos os comandos foram executados em um C8500L.
• Este documento se aplica a C8500L, C8300, C8200 e C8000v.

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 rede estiver ativa, certifique-se de que você entenda o impacto potencial de qualquer comando.

Configurar

O Catalyst 8000 Series emprega modelos de recursos para particionar núcleos físicos e lógicos (com hyperthread). Esse particionamento evita a contenção de recursos entre tarefas de gerenciamento em segundo plano e serviços de alta prioridade de encaminhamento de pacotes ou em contêineres.

1. Modelos de Recursos

Com base na implantação, você pode escolher entre vários modelos:

• Plano de serviço (SP) pesado: Aloca núcleos adicionais para serviços como AppQoE e Unified Threat Defense (UTD/Snort). Esse é o modo padrão para a operação do modo "controlador" do Cisco SD-WAN em plataformas como o C8500L.
• Plano de controle (CP) pesado: Prioriza o processamento do protocolo de roteamento. Recomendado para funções de Refletor de rota ou headends VPN de alta escala (por exemplo, FlexVPN).
• Plano de dados (DP) pesado: O modelo padrão para o roteamento padrão. Ele maximiza os núcleos dedicados ao encaminhamento de pacotes para atingir o throughput de pico.

2. Configurando o Modelo

Para aplicar um modelo de recurso, entre no modo de configuração global. 

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

Verificar e interpretar a utilização da CPU

Ao monitorar a CPU em um Catalyst 8000, a saída do comando show process cpu platfrom sorted pode mostrar a utilização em quase 100% em muitos núcleos. Isso é geralmente feito por projeto.

Entendendo ucode_pkt_PPE0 e "Hot-Spinning"

O processo ucode_pkt_PPE0 representa o microcódigo em execução nos Mecanismos de Processamento de Pacotes (PPE).

• Arquitetura de pesquisa: Ao contrário do plano de controle, que "dorme" quando ocioso, os núcleos do plano de dados usam um mecanismo de "polling" (ou "hot-spin"). Eles constantemente pesquisam as interfaces de hardware em busca de novos pacotes a serem processados para garantir a menor latência possível.
• A alta utilização é normal: Devido a essa pesquisa, é normal que os núcleos do plano de dados mostrem ~100% de utilização mesmo quando o throughput do tráfego é baixo.
• Porcentagem Agregada: Na lista de processos, ucode_pkt_PPE0 pode mostrar valores além de 100% (por exemplo, 1400%). É um total agregado de todos os núcleos atribuídos ao plano de dados.

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

• Núcleos 2-9 e 14-19: Mostrar ~99-100% de utilização indica que esses núcleos são dedicados ao plano de dados e estão pesquisando ativamente pacotes.
• ucode_pkt_PPE0 em 1442%: Isso confirma que 14 núcleos estão alocados atualmente no plano de dados/PPE e estão no modo operacional "hot-spin".
• Núcleos 0, 1, 12, 13: Mostrar baixa utilização (1-2%) indica que o plano de controle está íntegro e não está sob estresse.

Para a distribuição de núcleo específica da plataforma da série Catalyst 8000, é possível revisar os links:

Distribuição de núcleo 8200/8300.

Distribuição de núcleo 8000v

Verificar Alocação de CPU

Para verificar como os núcleos estão particionados no momento, use este comando de verificação:

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

Troubleshooting

Medição da carga real do plano de dados

Como os núcleos da CPU dedicados ao plano de dados mostram 100% de utilização, você deve usar esse comando para ver a carga de processamento real no Quantum Flow Processor (QFP):

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

O que procurar:

• Processamento: Carga (pct): Essa é a métrica mais importante. No exemplo anterior, a carga é de apenas 7-8%. Isso significa que, apesar de os núcleos da CPU mostrarem 100% (hot-spinning), o roteador realmente tem mais de 90% de sua capacidade de plano de dados restante.
• Criptografia: Carga (pct): Mostra a utilização dos mecanismos de criptografia de hardware. Se estiver alto, o dispositivo está muito carregado com tráfego VPN/IPsec.
• Entrada/Saída (pps/bps): Use-os para correlacionar picos de tráfego com a carga de processamento.

Identificando o congestionamento

• Quedas de QFP: Se a mensagem "Processing: Carga (pct)" é consistentemente alta (>80%), verifique se há descartes usando show platfrom hardware qfp ative statistics drop.
• Integridade do plano de controle: Os núcleos 0, 1, 12 e 13 não executam hot-spin. Se esses núcleos mostrarem alta utilização, isso indica altos recursos do Cisco IOS ou carga do protocolo de roteamento (por exemplo, convergência BGP, interrogação SNMP, sinalização de voz, etc.).
• Monitoramento do plano de serviço: Os núcleos 10 e 11 (no exemplo) mostram a carga de trabalho real para serviços como o Snort. Se eles atingirem 100%, o plano de serviço estará saturado, mesmo que a carga do plano de dados (QFP) esteja baixa.

Histórico de revisões

Revisão	Data de publicação	Comentários
1.0	24-Apr-2026	Versão inicial