目錄

簡介

必要條件

需求

採用元件

背景資訊

效能許可證

ISR4000 的資料層核心

ISR4451 資料層

ISR4431 資料層

ISR4351 和 ISR4331 資料層

ISR4321 和 ISR4221 資料層

效能授權比較

組態

啟用 ISR4000 的效能授權

智慧型授權

使用權 (RTU) 授權

傳統許可證

設定輸送量等級

根據效能許可證收取的流量

根據授權收費的流量

未根據授權收費的流量

流量超過許可吞吐量時

驗證

許可頻寬超出故障症狀

提升效能授權

啟用Boost效能許可證

傳統許可證

智慧型授權先前版本及 17.3.1

智慧型授權更新版本至 17.3.2

簡介

本文檔介紹如何在思科整合服務路由器4000(ISR4000)系列路由器上實施效能許可證。

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）。類似的概念適用於 Cloud Service Router 1000 Virtual (CSR1000v) 平台。

效能許可證

ISR4000系列路由器基於多核控制、資料和服務平面CPU，並根據平台模型提供不同的效能級別。

注意：預設情況下，每個ISR4000系列型號都提供最大基本吞吐量。有關詳細資訊，請參閱產品概述網站。

效能授權可增加裝置所能提供的最大輸送量。

若要判斷輸送量：

- 最大吞吐量：運行show platform hardware throughput level命令。

- 當前吞吐量：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區別。

ISR4451 資料層

ISR4451 最多可以使用九個封包處理引擎 (PPE) 核心進行功能處理（包括加密和解密），並使用單一核心來進行輸入和輸出 (I/O) 處理。每個 PPE 核心一次可以處理一個封包。

ISR4431 資料層

ISR4431 具有與 ISR4451 相同的資料層架構，但最多只能使用五個 PPE 核心來進行功能處理（包括加密和解密）。

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

在可套用效能授權之前，必須滿足多項先決條件的其中一項。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。

注意:Cisco IOS XE 16.10.1和更新軟體版本僅是智慧許可證，不再支援傳統許可證。

Cisco IOS XE 17.3.2及更新軟體版本支援Smart Licensing Using Policy。此策略提供簡化的方法。

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，將會啟用 RTU 效能授權的示範和評估。評估期將於 60 天後到期。

傳統許可證

將授權檔案複製到路由器快閃記憶體。使用 license install<flash:license-file> 命令以安裝檔案。

設定輸送量等級

在全域組態模式下使用 platform hardware throughput level 命令，以啟用效能授權。

Router(config)#platform hardware throughput level 300000

% Please write mem and reload

% The config will take effect on next reboot

註：在CSR1000v上，更改會立即應用，不需要重新載入。要在ISR4000路由器上啟用許可證，需要重新載入。

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。

提示：許可的吞吐量適用於QFP輸出（傳出流量）。 當輸出流量超過授權的輸送量時，效能授權會造成資料層的外部介面輸出產生壅塞。 依預設，系統會調節超額流量。 在其他平台上，可以使用原則型選項。

根據效能許可證收取的流量

根據授權收費的流量

- 傳送至實體介面的所有輸出流量（管理介面 GigabitEthernet 0 除外）

- 通過外部服務模組（邏輯上為外部裝置）的 UCS-E 的流量

未根據授權收費的流量

- 輸入流量

- 推送至控制層的流量

- 針對虛擬介面（例如 MFR 和 MLPPP）排程的流量（排程實體成員連結後收費）

- 在相同 VLAN 中透過多個 Gigabit 光纖在交換器模組內或模組之間切換的流量（此類流量不會到達資料層核心）

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：

- 沒有更多可用的令牌：資料包被緩衝。

- 桶中可用的新令牌：以假設的分層QoS框架(HQF)表示形式傳送緩沖流量，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

注意：每個外部介面的頻寬剩餘比率相同。

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。優先流量較不會受到影響，因為其可取得一些有限額度來暫時略過授權.

- 由於超額訂閱，所有外部介面同時擁塞；資源不足(OOR)情況的風險增加。

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。

註：預設情況下，內建整形器不會區分LAN/WAN介面。 因此，當聚合輸出流量超過許可的吞吐量時，所有介面都會對資料包進行排隊。 在此情況下，您可以實作 QoS 原則來為所有介面上的流量排列優先順序並進行加權，而非僅限於 WAN 介面。

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

註：此示例基於100Mbps。

- 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

注意：超訂用事件中在許可吞吐量下處理的每個資料包的計數器會遞增。對於緩衝的隊列，它會增加一個入隊計數器；當必須丟棄資料包時，會增加一個丟棄計數器。

- 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:

1. 將授權檔案上傳到路由器快閃記憶體.

2. 安裝授權.

3. 儲存組態。

4. 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:

1. 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）。

2. 向該虛擬帳戶註冊裝置。

3. 在全域性配置模式下使用platform hardware throughput level boost命令。

4. 儲存組態。

5. 重新載入裝置以啟用提升效能授權.

注意：在Cisco IOS XE 17.3.1及更舊版本中，只有在CSSM中成功註冊後，才能使用platform hardware throughput level boost命令。如果在將許可證新增到虛擬帳戶許可證儲存庫之前，裝置已在CSSM中註冊，則此命令不可用。您必須註銷裝置並將其重新註冊到CSSM才能執行平台硬體吞吐量級別提升命令。

使用show license all命令檢視許可證狀態：

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，以後許可證的使用情況將根據策略報告給思科。有關詳細資訊，請參閱使用策略的智慧許可站點。

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:

1. 在全域性配置模式下使用platform hardware throughput level boost命令。

2. 儲存組態。

3. 重新載入裝置以啟用提升效能授權.