了解无线9800 WLC的QoS并对其进行故障排除（快速参考）

简介

本文档介绍9800无线局域网控制器上的QoS

先决条件

要求

本文档介绍如何确定上游和下游流量的优先级并对其进行标记。  它解释了无线局域网控制器(WLC)上语音流量的最佳实践配置，以及常见语音相关问题的故障排除技术。  

使用的组件

基于17.12 Cisco IOS® XE版本的9800 WLC。

本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您的网络处于活动状态，请确保您了解所有命令的潜在影响。

背景信息

IEEE 802.11e标准和Wi-Fi多媒体(WMM)的简要说明

WMM是基于IEEE 802.11e标准的Wi-Fi联盟。WMM根据四个访问类别对流量进行优先级排序，从而提供服务质量(QoS)功能：基于增强型分布式信道接入(EDCA)方法的语音、视频、尽力而为和背景。

启用WMM对于在Wi-Fi网络中实现最佳性能至关重要，特别是在高带宽、低延迟应用普遍存在的环境中。例如，在802.11n网络中，WMM需要充分利用此高速Wi-Fi标准的功能。

WMM队列和增强型分布式信道访问(EDCA)

一般而言，任何站点在发送帧之前都必须侦听介质以检查其是否空闲。发送帧后，站点会侦听介质以查看是否发生了冲突。

无线客户端无法检测到冲突。为此，使用CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免）。它使用固定和随机计时器(CWmin、CWmax)，并且必须确认发送的每个帧，以便我们了解不存在冲突，并且所有客户端都可以发送其流量。

如前所述，我们有四个访问类别（队列），每个队列使用不同的计时器。具有更高优先级的帧以统计方式较早发送，而较低优先级的帧则具有回退参数，因此这些帧以后将以统计方式发送。

总之，仅存在四个队列并不能保证服务质量(QoS);真正重要的是如何有效地管理每个队列中的流量。

QoS 实施

默认情况下，如果未配置服务质量(QoS)，则使用尽力而为的交付模式对网络流量进行同等处理。这意味着所有流量，无论其类型或重要性如何，在任何给定时间都具有相同的优先级和交付机会。但是，当QoS功能已启用且配置正确时，可为特定类型的网络流量（例如语音和视频）分配优先级。

配置QoS涉及两个主要组件：分类和标记.

分类：

分类涉及根据特定条件（例如应用类型、源/目标IP地址、协议或端口号）对网络流量进行识别和分类。流量分为类或队列：

1.  语音：AC_VO
2.  视频：AC_VI
3.  最大努力:AC_BE
4.  背景：AC_BK

标记：

将流量分类为队列标记后，需要将QoS标记或标记分配给数据包，以指示其优先级。

标记流量有多种方法。主要两个标准是第2层802.1p CoS（服务类别）和第3层DSCP（差分服务代码点）。

第2层“802.1p”CoS（服务类别）

在802.1p标准中，有7个级别的CoS，每个级别由3位字段表示，可以采用0到7范围内的值。这些值表示流量的优先级，其中0表示最低优先级，7表示最高优先级。

注意：802.1p是802.1q标准的子集，它仅在存在VLAN标记时显示，例如在中继端口上。

表 1：802.1P和WMM分类

第3层DSCP（差分服务代码点）

DSCP是IP报头上的第3层标记，它使用6位，允许64个不同的值（0到63）。

表 2：DSCP和WMM分类 

主要的DSCP值包括46(EF)表示语音，34(AF41)表示视频，0(BE)表示尽力而为。

默认DSCP到UP映射

如前所述，UP是以太网帧中的3位字段，而DSCP是IP报头中的6位。

如何从第3层差分服务代码点(DSCP)值计算第2层用户优先级(UP)值？

目前，此映射没有特定的标准，但是使用了一种常用方法，称为“默认DSCP到UP映射”。

DSCP-to-UP映射方法从DSCP数据包的3个条目中获取UP值，然后将其映射到正确的访问类别中。

Microsoft Windows计算机使用此方法会产生已知问题，示例10中详细介绍此问#2:DSCP到UP映射中的常见Microsoft Windows客户端问题

表 3：默认DSCP到UP映射

数据包流和QoS信任

本节介绍以下不同场景中的数据包流和QoS信任：

1.  中央交换 — 下游信任。
2.  中央交换 — 上游信任。
3.  FlexConnect本地交换信任。

中央交换 — 下游信任

• 下行 — 从有线到无线的流量。

• 下行流量采用CAPWAP封装。

1 - WLC 802.1q中继端口上收到以太网帧。WLC使用从有线网络发送的内部DSCP值，并将其映射到CAPWAP报头中的外部DSCP，根据WLC上配置的QoS配置文件，将外部DSCP限制为最大值。

2 - AP收到此以太网帧后，AP将外部DSCP值映射为UP值，并将其发送到具有正确AC的无线客户端。

中央交换 — 上游信任

• 上游 — 从无线到有线的流量。

 1.无线客户端发送802.11e(WMM)帧，此帧由AP接收。

2 - AP将原始数据包封装到CAPWAP报头中，并映射至外部DSCP值，只要WLC上配置的QoS配置文件允许该QoS级别。使用原始DSCP值将数据包发送到有线网络。

Flexconnect本地交换信任

• Flexconnect本地交换 — 下游信任

对于本地交换VLAN，FlexConnect AP获取IP数据包的DSCP值，处理任何QoS策略（例如AVC策略），将其映射到无线帧上的802.11e UP值，并对帧进行排队。然后将其发送到客户端。

• Flexconnect本地交换 — 上游信任

客户端发送帧，AP接收该帧。AP在将数据包发送到有线之前查看原始数据包DSCP值以应用任何QoS策略。

上行流量的常见问题

上行场景（无线客户端和AP之间）中的流量无法控制；这意味着您不能控制从客户端通过空中发送的QoS。

对于工作场景，客户端应发送具有正确UP和DSCP值的数据包，以使流量处于正确的访问类别中。

如果客户端传输的UP值不正确，会发生什么情况？

示例 1:当客户端传输UP值为“2”的流量时

注意：AP离开信道进行扫描，以收集RRM算法所需的信息。这肯定会影响语音和视频等敏感流量。

Off Channel Scanning Defer选项在WLAN Advanced选项卡下配置。默认情况下，它对UP类4、5和6启用，时间阈值为100毫秒，这意味着AP在看到敏感流量（语音或视频）后不会离开信道扫描100ms。

假设无线客户端正在使用语音应用，预期的UP值为“6”，但客户端发送的数据包的UP值为“2”。然后，AP将进行信道外扫描，这会影响客户端性能和体验。

您能否为低UP优先级启用延迟扫描？

答案是肯定的。为低UP优先级流量启用Defer Scanning可有效防止接入点进行信道外扫描，从而影响RRM和欺诈检测算法的操作。要解决这一难题，需要采用另一种方法来促进信道扫描，同时仍然优先处理关键流量。

示例 2:DSCP到UP映射中的常见Microsoft Windows客户端问题

当使用DSCP和UP值之间的默认映射时，在MS Windows计算机中发现一个常见问题。在此映射中，用户优先级(UP)根据差分服务代码点(DSCP)值的三个最高有效位(msb)确定。例如，对于DSCP值为EF(101110)的语音流量，它将被映射到UP 5(101)。

默认情况下，上游中的AP信任UP值；导致语音流量在DSCP值为34的视频访问类别(AC_VI)中处理，而不是在DSCP值为46的语音访问类别(AC_VO)中处理。因此，语音帧的等待时间更长，重试机会更高。

有办法解决这个问题吗？

如果MS Windows计算机发送具有正确DSCP值的语音流量，则答案为是。

如何修复？

通过在WLC上使用“信任DSCP上游”选项。此选项强制AP信任上游中的内部DSCP，而不是UP。

有关配置Windows计算机以覆盖或标记流量的详细说明，请参阅如何在Windows计算机上启用DSCP标记”

要信任的协议：DSCP还是COS?

要为WLC交换机端口选择哪种信任类型？

实际上，我们可以选择任何信任选项。但是，如果您选择信任CoS，您必须记住上游方案的这一情况；交换机根据交换机上配置的CoS-DSCP映射表重写外部DSCP值。

但是，如果选择信任DSCP;交换机不重写外部DSCP值，因为它信任传入的内部DSCP。

对于下游场景，连接WLC的交换机根据其上配置的DSCP-CoS映射表添加802.1p值。如果您选择信任CoS;外部DSCP值根据传入的802.1p值进行更改。

但是，如果选择信任DSCP，交换机不会重写外部DSCP值。

作为上述示例；无线客户端连接到映射到本征VLAN上管理接口的SSID。

如果选择信任WLC交换机端口上的CoS，会发生什么情况？

客户端流量到达TRUNK端口，不会标记为802.1q，因为它是本地无标记VLAN。

您能做些什么来修复此问题？

您可以使用DSCP信任选项，而不使用CoS，CoS通常是推荐值。

无线局域网控制器QoS最佳实践

金属Qos配置文件

我们可以在WLC上配置四个主要QoS配置文件（白金级、金级、银级、铜级）。

●白金/语音 — 确保无线语音的高质量服务

●金牌/视频 — 支持高质量视频应用

●银牌/尽力而为 — 支持客户端的正常带宽；这是默认设置

● Bronze/background — 为访客服务提供最低带宽。

这些QoS配置文件的主要目的是限制上行和下行的CAPWAP报头上的最大外部DSCP值，而不影响内部DSCP。

注意：内部DSCP值由AVC修改。

对于本地交换流量，QoS配置文件根据UP值应用于下游流量。如果此值大于默认WLAN值，则使用默认WLAN值。

对于上游流量，如果客户端发送的UP值高于默认WLAN值；使用默认WLAN值。

有关9800 WLC最佳实践配置指南Catalyst 9800无线控制器的无线QoS的详细信息

故障排除步骤:

 1.了解问题。

 2.创建扎实的行动计划。

•    询问故障排除问题和网络拓扑图。
•    收集日志和调试。
•    询问PI热图。

 3.检查WLC配置。

 4.分析调试

 5.使用VoWLAN核对表确认是否遵循了最佳实践。

了解单向音频

主要是在客户端和AP之间存在电源不对称时会发生此问题。

AP可以使用最大功率进行传输，但无线设备（如Cisco电话）可以使用较小功率进行传输，这会导致Cisco电话听到来自AP的下游帧，但AP不会听到来自电话的上游帧。

建议不要将AP TX功率配置为高于无线设备上支持的最大TX功率。

• 行动计划:
  • 检查客户端连接，确保连接稳定且没有断开连接。
  • 检查RF环境(AP功率、信号强度……等等)。
  • 收集OTA捕获以检查音频流量；可以看到单向流量。

• 最佳实践：
  • 启用DTPC:它可帮助CCX客户端调整其TX功率，以匹配AP功率。
  • 检查客户端设备中的卷设置。

了解断断续续的机械音频

当数据包丢失率高或数据包被延迟时，就会出现“不稳定”和“机器人”音频。

声音波动描述声音中的间隙和延迟。这些是断断续续的机器记录的示例。

• 行动计划:
  
  • 检查客户端连接，确保连接稳定且没有断开连接。
  • 检查RF环境(高信道利用率、噪声和干扰设备……等等)。
  • 通过路径收集捕获以检查数据包丢弃。
• 最佳实践：
  • 检查WLC上的QoS配置。
  • 确保在有线端配置了QoS。

漫游时了解差距且无音频

当用户从一个位置漫游到另一个位置时，有时会报告音频连接断开和丢失。

• 行动计划:
  • 检查RF环境并确认在AP之间有一个良好的覆盖信元。
  • 获取PI热图。
  • 通过路径收集捕获以检查数据包丢弃。
• 最佳实践：
  • 检查客户端连接，确保连接稳定且没有断开连接。
  • 确保目标AP上的RSSI值大于或等于–67

参考

无线Qos建议

https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/wireless/controller/9800/17-9/config-guide/b_wl_17_9_cg/m_wireless_qos_cg_vewlc1_from_17_3_1_onwards.html

Cisco Catalyst 9800系列无线控制器的应用可视性与可控性部署指南

https://www.cisco.com/c/dam/en/us/td/docs/wireless/controller/9800/17-1/deployment-guide/c9800-avc-deployment-guide-rel-17-1.pdf