為整合式服務路由器 4000 實作效能授權
簡介
本文件說明如何在思科整合式服務路由器 4000 (ISR4000) 系列路由器上實作效能授權。
必要條件
需求
本文件沒有特定需求。
採用元件
本文中的資訊係根據以下軟體和硬體版本：
- 思科整合式服務路由器4000(ISR4000)
本文中的資訊是根據特定實驗室環境內的裝置所建立。文中使用到的所有裝置皆從已清除（預設）的組態來啟動。如果您的網路運作中，請確保您瞭解任何指令可能造成的影響。
背景資訊
本文檔介紹在思科IOS® XE軟體上運行的Cisco Integrated Service Router 4000(ISR4000)系列路由器上實施效能許可證（也稱為吞吐量許可證）。類似概念適用於雲服務路由器1000虛擬(CSR1000v)平台。
效能許可證
ISR4000系列路由器基於多核控制、資料平面和服務平面CPU，並根據平台模型提供不同的效能級別。
效能授權可增加裝置所能提供的最大輸送量。
要確定吞吐量，請執行以下操作：
- 最大輸送量：運行show platform hardware throughput level命令。
- 目前輸送量：運行show platform hardware qfp active datapath utilization命令。
Router#show platform hardware qfp active datapath utilization
CPP 0: Subdev 0 5 secs 1 min 5 min 60 min
Input: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 0 0 0
Non-Priority (pps) 54 59 142 295
(bps) 39728 51128 490672 1136960
Total (pps) 54 59 142 295
(bps) 39728 51128 490672 1136960
Output: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 64 72 72
Non-Priority (pps) 14 6 100 255
(bps) 23200 14880 460904 1104712
Total (pps) 14 6 100 255
(bps) 23200 14944 460976 1104784 << consumed throughput
Processing: Load (pct) 0 0 0 0
ISR4000 的資料層核心
為了解釋效能許可證的概念，有必要說明ISR4000的各種型號在其資料平面架構方面的差異。
ISR4451 資料層
ISR4451最多可以使用九個資料包處理引擎(PPE)核心進行特徵處理、加密和解密，包括一個核心用於輸入和輸出(I/O)處理。每個 PPE 核心一次可以處理一個封包。
ISR4431 資料層
ISR4431與ISR4451擁有相同的資料平面架構，不同之處在於它最多可以使用五個PPE核心進行功能處理、加密和解密。
ISR4351 和 ISR4331 資料層
ISR4351和ISR4331資料平面架構包含最多三個用於功能處理的PPE核心，以及一個用於I/O和加密處理的單核心。
ISR4321 和 ISR4221 資料層
ISR4321和ISR4221具有單個PPE核心用於功能處理，另一個核心用於I/O和加密處理。
效能授權比較
各個 ISR4000 系列路由器在套用效能授權之前和之後的差異：
| 未使用效能授權 |
使用效能授權 |
|||
| 最大輸送量 |
PPE 核心 |
最大輸送量 |
PPE 核心 |
|
| 4221 |
35 Mbps |
1 個 PPE + 1 個 I/O |
75 Mbps |
無更改 |
| 4321 |
50 Mbps |
1 個 PPE + 1 個 I/O |
100 Mbps |
無更改 |
| 4331 |
100 Mbps |
2 個 PPE + 1 個 I/O |
300 Mbps |
3 個 PPE + 1 個 I/O |
| 4351 |
200 Mbps |
2 個 PPE + 1 個 I/O |
400 Mbps |
3 個 PPE + 1 個 I/O |
| 4431 |
500 Mbps |
3 個 PPE + 1 個 I/O |
1 Gbps |
5 個 PPE + 1 個 I/O |
| 4451 |
1 Gbps |
5 個 PPE + 1 個 I/O |
2 Gbps |
9 個 PPE + 1 個 I/O |
| 4461 |
1.5 Gbps |
8 個 PPE + 1 個 I/O |
3 Gbps |
15 個 PPE + 1 個 I/O |
組態
啟用 ISR4000 的效能授權
在可以應用效能許可證之前，必須滿足幾個先決條件之一。這取決於許可證模型（智慧或傳統）。
智慧型授權
將裝置註冊至智慧型/虛擬帳戶，並確認已為帳戶佈建正確的效能授權。
使用權 (RTU) 授權
在全域性配置模式下接受終端使用者許可協定(EULA)，許可證接受終端使用者協定。接受EULA後，將啟用演示或評估RTU效能許可證（評估期將在60天後到期）。
傳統許可證
將許可證檔案複製到路由器快閃記憶體中，然後使用license install <flash:license-file>命令進行安裝。
設定輸送量等級
在全域性配置模式下使用platform hardware throughput level命令啟用效能許可證。
Router(config)#platform hardware throughput level 300000 % Please write mem and reload % The config will take effect on next reboot
在 ISR400 路由器上啟用效能授權時：
- 啟用用於轉發的其他資料平面核心（不適用於ISR4221或ISR4321）。
- 內建彙總塑形器會根據授權的頻寬調整.
彙總塑形器功能實作於 I/O 操作專用的資料層 CPU 核心中。
根據效能許可證收取的流量
根據授權收費的流量
- 傳送到物理介面的所有出口流量（管理介面GigabitEthernet 0除外）。
- 通過內部服務模組上的UCS-E的流量（在邏輯上它是一個外部裝置）。
未根據授權收費的流量
- 輸入流量.
- 推送至控制層的流量.
- 為虛擬介面（例如MFR和MLPPP）計畫的流量（一旦在物理成員鏈路上計畫外即計費）。
- 在交換器模組內或透過同一VLAN中的多千兆位光纖在模組之間交換的流量（此類流量無法到達資料平面核心）。
流量超過許可吞吐量時
權杖儲存貯體系統（位元計數）實作在 I/O 資料層核心上，可判斷是否可透過輸出介面傳送封包。當目的地為外部介面的位元超過允許的授權時，便會套用流量調節。
只要儲存貯體中有權杖，即可傳送封包：
- 沒有其他可用權杖：封包已經過緩衝處理.
- 儲存貯體中可用的新權杖：緩衝的流量以假設的分層QoS框架(HQF)表示形式發出，在外部物理介面級別引入單獨的整形器節點。
此虛擬組態使用模組化 QoS CLI (MQC) 來說明一般概念：
policy-map Data PlaneExternalInterfaces
class GigabitEthernet0/0/0
bandwidth remaining ratio 1
service-policy <user defined>
class GigabitEthernet0/0/1
bandwidth remaining ratio 1
service-policy <user defined>
class Serial0/0/0
bandwidth remaining ratio 1
service-policy <user defined>
policy-map License
shape average license_level
service-policy Data PlaneExternalInterfaces
policy-map Root
class external_traffic
service-policy License
class control_plane_traffic
service-policy Punt
class recycled_traffic
service-policy Recycle
如果提供的保留率超過授權的頻寬：
- 排程器會將封包排入佇列並以相同的頻寬保留率排程介面.
- 可能會因為超過佇列限制而捨棄部分封包.
- 非 LLQ 流量的延遲和抖動可能會增加。優先順序流量受到的影響較小，因為它具有一些可以臨時繞過許可證的有限信用。
- 由於過度訂閱，所有外部介面將會同時出現壅塞；資源用盡 (OOR) 情況的風險提高.
通過任何超訂用期間，除非有優先順序流量，否則介面將平均共用頻寬。
驗證
許可頻寬超出故障症狀
輸送量限制指標：
- 在show platform hardware qfp active datapath utilization的輸出中，限製為許可吞吐量的出口流量總數：
Router#show platform hardware qfp active datapath utilization
CPP 0: Subdev 0 5 secs 1 min 5 min 60 min
Input: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 0 0 0
Non-Priority (pps) 18027 17536 17493 17740
(bps) 101806904 184352 195272 204816
Total (pps) 18207 17536 17493 17740
(bps) 101806904 184352 195272 204816
Output: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 0 0 0
Non-Priority (pps) 17916 17400 17361 17578
(bps) 99956512 198024 209024 218568
Total (pps) 17916 17400 17361 17578
(bps) 99956512 97592394 98694332 94902000
Processing: Load (pct) 7 7 7 7
- show platform hardware qfp active statistics drop的輸出中資料平面級別上報告的尾部丟棄：
Router#show platform hardware qfp active statistics drop ------------------------------------------------------------------------- Global Drop Stats Packets Octets ------------------------------------------------------------------------- TailDrop 4395 6634970
-
show platform hardware qfp active feature lic-bw oversubscription的輸出中介面上的均勻分佈緩衝區：
Router#show platform hardware qfp active feature lic-bw oversubscription
Interface: GigabitEthernet0/0/0, QFP interface: 7
Overall Traffic:
enqueued (bytes): 7188433, (packets): 75926 << signs of evenly distributed buffering on interfaces
tail_drops (bytes): 0, (packets): 0
total (bytes): 7188433, (packets): 75926
Interface: GigabitEthernet0/0/1, QFP interface: 8
Overall Traffic:
enqueued (bytes): 10492353355, (packets): 236972715 << signs of evenly distributed buffering on interfaces
tail_drops (bytes): 18809589, (packets): 56020 << drops on busy interfaces
total (bytes): 10511162944, (packets): 237028735
Interface: GigabitEthernet0/0/2, QFP interface: 9
Overall Traffic:
enqueued (bytes): 9544293, (packets): 57041 << signs of evenly distributed buffering on interfaces
tail_drops (bytes): 0, (packets): 0
total (bytes): 9544293, (packets): 57041
- 輸送量平均速率接近或超過授權頻寬時產生的系統記錄。
%BW_LICENSE-4-THROUGHPUT_MAX_LEVEL: F0: cpp_ha: Average throughput rate approached the licensed bandwidth of 100000000 bps during 1 sampling periods in the last 24 hours, sampling period is 300 seconds
警示臨界值為可設定的項目。系統記錄訊息可以當作授權頻寬的指標。要配置閾值級別和取樣間隔，請使用set platform hardware throughput-monitor threshold [percentage] interval [seconds]命令。
要顯示吞吐量監視器設定，請使用show platform hardware throughput-monitor parameters命令：
Router#show platform hardware throughput-monitor parameters Throughput monitor parameters Throughput monitor threshold: 90 percent Throughput monitor interval: 300 seconds Throughput monitor status: enabled
提升效能授權
ISR4000 平台提供提升效能授權，可讓您獲得未經調節的 Cisco Express Forwarding (CEF) 效能。裝置必須使用Cisco IOS XE軟體版本16.7.1或更高版本。提升授權啟用後，彙總塑形器會停用，因此最大輸送量將取決於使用的功能，且不再具有決定性。
啟用Boost效能許可證
傳統許可證
安裝:
- 將授權檔案上傳到路由器快閃記憶體.
- 安裝授權.
- 儲存組態。
- 重新載入裝置以啟用提升效能授權.
安裝許可證後，系統將自動啟用Boost Performance，並將平台硬體吞吐量級別boost命令新增到配置中。
使用 show license 命令以查看授權狀態。
Router#show license <output ommitted> Index 11 Feature: booster_performance Period left: Life time License Type: Permanent License State: Active, In Use License Count: Non-Counted License Priority: Medium
智慧型授權先前版本及 17.3.1
安裝:
- 確保在虛擬帳戶上調配了正確的Boost效能許可證（特定於ISR4000型號）。
- 向該虛擬帳戶註冊裝置。
- 在全域性配置模式下使用platform hardware throughput level boost命令。
- 儲存組態。
- 重新載入裝置以啟用提升效能授權.
運行show license all命令以檢視許可證狀態：
Router#show license all <output ommitted> License Usage ============== Boost Performance for ISR4431 (ISR_4431_BOOST): Description: Boost Performance for ISR4431 Count: 1 Version: 1.0 Status: AUTHORIZED
智慧型授權更新版本至 17.3.2
在Cisco IOS XE 17.3.2和更新軟體版本中，沒有向智慧許可門戶（智慧/虛擬帳戶）註冊裝置的概念。 未實施的許可證在配置更改時啟用，以後許可證使用情況將按策略報告給思科。有關詳細資訊，請參閱使用策略的智慧許可。
此外，在Cisco IOS XE 17.3.2及以上版本中，Boost Performance許可證成為使用權(RTU)許可證。這意味著啟用此許可證不需要預先授權。
安裝:
- 在全域性配置模式下使用platform hardware throughput level boost命令。
- 儲存組態。
- 重新載入裝置以啟用提升效能授權.
修訂記錄
| 修訂 | 發佈日期 | 意見 |
|---|---|---|
4.0 |
25-Jun-2026
|
更新的間距、拼寫、語法、句子結構。 |
3.0 |
16-Aug-2023
|
已更新標題、法律免責宣告、品牌要求、樣式要求和格式。 |
2.0 |
13-Jul-2022
|
已編輯並重新發佈。 |
1.0 |
05-Jul-2021
|
初始版本 |
意見