目錄

簡介

什麼是乙太網供電(POE)

如何使用PoEworks

負責PoE運行的不同軟體模組

乙太網供電(PoE)的系統流程

PoE -用電裝置(PD)檢測

組態:

使用APIC GUI配置POE。

驗證與疑難排解：

乙太網供電埠狀態

透過CLI進行POE驗證

一般疑難排解指南

確認環境條件和症狀

確認用電裝置和交換器的具體資料

記錄與記錄位置

簡介

本文檔介紹POE，並介紹ACI中PoE的驗證和故障排除。

什麼是乙太網供電(POE)

乙太網路供電技術透過乙太網路纜線傳輸電力及網路資料。藉助PoE，交換機的每個乙太網介面都可以為網際網路協定語音(VoIP)電話、網際網路協定相機（IP相機）或安全相機以及無線存取點(AP)等裝置供電。PoE裝置（例如提供電源的交換機）稱為電源裝置(PSE)。提供的電源為直流(DC)形式。IP電話或存取點等正在供電的裝置稱為用電裝置(PD)。

目前，支援PoE的架頂式交換機(TOR)包括N9K-C9358GY-FXP、N9K-C9348GC-FXP和N9K-C93108TC-FX3P。POE支援不同的功率水準，如802.3af/at，最大功率可達30W。

乙太網供電的工作原理

乙太網供電(PoE)的工作方式是透過標準乙太網電纜（通常是Cat5e或Cat6）傳輸電力和資料訊號。PoE功能的核心是電源裝置(PSE)，它可以是支援PoE的網路交換機或饋電器。當與Poe相容的受電裝置(PD)（例如無線存取點或IP相機）連線到網路時，PSE會檢測到其存在。此檢測會觸發PSE和PD之間的協商過程，在此過程中，PSE和PD進行通訊以確定電源需求和功能。然後，PSE透過向乙太網電纜注入低壓DC電流來向PD供電。此電源透過乙太網電纜中未使用的線對傳輸，通常是8線電纜中的引腳4/5和7/8，而資料訊號透過其他線對傳輸。該PD接收該電源，並利用該電源進行操作，而不需要單獨的電源。PoE標準(例如IEEE 802.3af、802.3at (PoE+)和802.3bt (PoE++))指定可透過乙太網電纜提供的最大功率電平，而新的標準支援對具有較高功率需求的裝置提出更高功率要求。

負責PoE運行的不同軟體模組

- PoE守護程式(SUP)：該守護程式位於交換機的Supervisor (SUP)端，是PoE操作的核心

- PoE USD (LC)：裝置驅動程式(USD)位於線卡(LC)站點，更接近硬體層或PoE控制器。它充當守護進程與控制器之間的管道，隨著我們的發展，它將負責所有控制器或硬體級別的操作

- 鏈路層發現協定(LLDP)和思科發現協定(CDP)用於功率協商：為了協商和調整功率，我們使用LLDP和CDP。一旦為裝置啟用了電源，如果裝置具有支援LLDP和CDP擴展電源TLV(型別長度值)的功能，則可以使用這些協定進行電源協商調整。我們還更改了支援PoE節點策略和介面策略的策略元素，以啟用此功能

- 應用策略基礎設施控制器(APIC) GUI/CLI與具代表性的狀態傳輸應用程式設計介面(REST API)整合以進行配置

乙太網供電(PoE)的系統流程

- 為簡化流程並減少交換機的負載，典型的系統流程涉及守護程式透過USD與PoE硬體通訊

- 託管對象(MO)處理透過APIC完成，並且與LLDP和CDP存在互動

- 最後，PoE終端是LLDP和CDP之間交換資訊的位置

PoE -用電裝置(PD)檢測

- PoE守護程式透過啟用對Titanium PoE控制器硬體和Portola USD PoE控制器硬體的檢測來觸發對已啟用PoE的埠的PD檢測Portola USD檢測準標準Cisco PD，而Titanium控制器檢測符合IEEE的PD

- 當Portola USD檢測到PD時，它會透過伺服器傳送事件(SSE)呼叫通知PoE守護程式。USD將檢測設定為連續模式並傳送特定的
Fast Link Pulse (FLP)檢查是否返回相同的FLP。如果返回相同的FLP，它生成一個返回到USD的DPMSTAT更改中斷來通知對PD的檢測。實體層(PHY)會繼續自動交涉以開啟連結

- 如果沒有偵測到用電裝置(PD)，系統會嘗試透過自動交涉來建立連結。如果沒有連線PD並且鏈路啟動，則生成鏈路啟動中斷，通常如果另一端是常規網路介面卡(NIC)

- 如果乙太網供電(PoE)守護進程在從PoEUSD收到任何檢測事件之前收到鏈路恢復事件，它將透過向USD發出SSE呼叫來停止這兩種型別的檢測

- 如果PoE守護進程從PoE USD收到檢測事件，則它會假設PD符合IEEE標準，並使用類資訊來決定為PD供電。它還停止Cisco PD檢測

- 如果PoE後台程式從USD收到檢測事件，它將停止PoE控制器的檢測。PoE守護程式檢查電源是否可用，並相應地直接通知PoE USD啟用埠電源

- PoE控制器根據埠消耗的電流斷開任一型別的PD。在PD斷開時，兩種檢測形式都會再次啟動

組態:

使用APIC GUI配置POE。

若要設定：

步驟 1.登入到Cisco APIC GUI。

步驟 2. 在選單欄上，導航到Fabric —> Access Policies—>Policy—>InterfacePOE

VLAN、EPG、最大功率相關配置可在此頁面中定義

步驟 3. 在選單欄上，導航到Access Policies—>Interface—>Policy Group—>Leaf Access Port

我們配置介面策略組(IPG)，在此組下關聯我們在之前步驟中建立的POE介面策略。

第4步：在選單欄上，導航到訪問策略—>策略—>交換機—>POE節點

在這裡，我們必須定義POE節點策略

驗證與疑難排解：

乙太網供電埠狀態

如果已在交換機埠上啟用乙太網供電(PoE)，則可以看到該埠上處於以下PoE狀態之一

- 開啟：埠上已啟用PoE，並且提供的電源來自電源。然後，將輸送的電力提供給PoE供電裝置(PD)

- Pwr-deny：已在埠上啟用PoE，但由於使用者配置限制或電源裝置(PSE)的電源容量不足，無法提供電源

- Faulty：埠遇到故障情況。故障的PoE埠狀態可以自行解決，或者需要使用者干預才能糾正問題。如果發生可恢復的錯誤，交換機上的PoE後台程式可以根據配置、裝置類別和已安裝的電源容量來恢復和重新應用電源。如果遇到可恢復的錯誤，可以嘗試更改埠的管理狀態，更改與PoE相關的介面配置，或者插入並刪除PD (OIR)以使埠脫離錯誤狀態

如果出現不可恢復的錯誤，交換機上的PoE守護程式將關閉埠的電源

- 關閉：埠上停用PoE，並且該埠用作典型資料埠

這些狀態可在內聯電源中驗證，驗證中會提及詳細資訊。

透過CLI進行POE驗證

我們使用Cisco CP-8841進行驗證和故障排除，它是枝葉上的連線埠Eth 1/7

枝葉：

要確認枝葉上的介面狀態，請執行以下操作：

1) Leaf# show interface ethernet 1/7 status

------------------------------------------------------------------------------------------------

Port           Name                Status     Vlan       Duplex   Speed    Type

------------------------------------------------------------------------------------------------

Eth1/7         --                  connected  trunk      full     1G       1g

要確認POE和瓦特可用或已提供，我們檢查內聯電源：

2) Leaf#show power inline

Module Available  Used    Remaining

(Watts)   (Watts)   (Watts)

------ ---------  ------  ---------

1      305.0      7.4     297.6

Interface   Admin  Oper        Supplied  Delivered Device               IEEE  Max

(Watts)   (Watts)                        Class

---------   -----  ----        --------  --------- ------               ----- ---

Eth1/7      auto   on          7.4       6.5       Cisco IP Phone 8841  2     30.0

If we need to check power inline for specific interface we mention the interface:

Leaf# show power inline ethernet 1/7

Interface   Admin  Oper     Supplied  Delivered Device               IEEE  Max

(Watts)   (Watts)                        Class

---------   -----  ----     --------  --------- ------               ----- ---

Eth1/7      auto   on       7.4       6.5       Cisco IP Phone 8841  2     30.0

Interface   AdminPowerMax  AdminConsumption

(Watts)        (Watts)

---------   -------------  ----------------

Eth1/7      30.0           3.9

要檢查狀態和內部PoE詳細資訊，請執行以下操作：

3 ) Leaf# show system internal poe info ethernet 1/7

Interface name        :   Eth1/7

Interface mode        :   auto

Interface Priority    :   low

PD description        :   Cisco IP Phone 8841

Policer action        :   error disable

Max power             :   30.0

Default power         :   4.0

PS supplied power     :   7.4

PD Base power         :   7.0

Port delivered power  :   6.5

Port consumption pwr  :   3.9

Max drawn power       :   5.1

Policer measured pwr  :   0.0

PD Class              :   IEEE 2

PD Discovery mode     :   IEEE

PD Detection status   :   Delivering    <<<<<

Num violations        :   0

若要檢查明細沖銷，請執行下列步驟：

4) Leaf# show power inline consumption

Interface            Consumption  Admin

Configured   Consumption (Watts)

----------           -----------  -------------------

Eth1/1               NO           15.4

Eth1/2               NO           15.4

Eth1/3               NO           15.4

Eth1/4               NO           15.4

Eth1/5               NO           15.4

Eth1/6               NO           15.4

Eth1/7               YES          4.0                    <<<<<

Eth1/8               NO           15.4

檢查特定介面相關的PoE事件歷史記錄日誌

5) Leaf# vsh -c "show system internal poe event-history interface ethernet 1/7"

FSM: <Ethernet1/7> has 4 logged transitions<<<<<

1.FSM:<Ethernet1/7> Transition at 2024-04-19T12:15:46.549+00:00T12:48:38.767242000+00:00

Previous state: [PORT_ST_POE_SHUT]

Triggered event: [POE_PORT_EV_START_DETECTION]

Next state: [PORT_ST_POE_DETECTING]  <-- Initial Status

2.FSM:<Ethernet1/7> Transition at 2024-04-19T12:15:46.549+00:00T12:50:03.337279000+00:00

Previous state: [PORT_ST_POE_DETECTING]

Triggered event: [POE_PORT_EV_START_DETECTION]

Next state: [No transition found]

3.FSM:<Ethernet1/7> Transition at 2024-04-19T12:16:53.135561000+00:00

Previous state: [PORT_ST_POE_DETECTING]

Triggered event: [POE_PORT_EV_LINK_UP]

Next state: [PORT_ST_POE_SHUT]

4.FSM:<Ethernet1/7> Transition at 2024-04-19T12:16:53.034089000+00:00

Previous state: [PORT_ST_POE_SHUT]

Triggered event: [POE_PORT_EV_LINK_DOWN]       <--Eth1/7 goes down, no further changes on the poe status

Next state: [FSM_ST_NO_CHANGE]

Curr state: [PORT_ST_POE_DETECTING]  <--Last poe State seen in the Port

使用MO驗證

1) Leaf# moquery -c poeInst

Total Objects shown: 1

# poe.Inst

adminSt      : enabled

childAction  :

consumption  : 4000

ctrl         :

dn           : sys/poe/inst

lcOwn        : local

modTs        : 2024-04-19T12:11:46.549+00:00

monPolDn     : uni/infra/moninfra-default

name         :

operErr      :

pwrCtrl      :

rn           : inst

status       :

totalAvail   : 305000

totalFree    : 297565

2) Leaf# moquery -c poeIf

Total Objects shown: 1

# poe.If

id                       : eth1/7

absentCounter            : 1

adminSt                  : enabled

childAction              :

consumption              : 4000

cutoffPower              : 7955

deliveredPower           : 6543

descr                    :

devClass                 : IEEE PD - Class 2

devName                  : Cisco IP Phone 8841

dn                       : sys/poe/inst/if-[eth1/7]

faultStatus              : on

invalidSignatureCounter  : 0

lcOwn                    : local

max                      : 30000

modTs                    : 2024-04-19T12:09:04.695+00:00

mode                     : auto

monPolDn                 : uni/infra/moninfra-default

name                     : Hub_POE

operSt                   : on

overloadCounter          : 0

poeEpg                   : uni/tn-HUB/ap-Hub_Anp/epg-Hub_EPG1

poeVoiceVlan             : vlan-150

policeAct                : err-dis

policeSt                 : na

policingPower            : 7000

portConsumption          : 0

portPriority             : 0

powerDeniedCounter       : 2

prioHigh                 : no

rn                       : if-[eth1/7]

shortCounter             : 0

status                   :

suppliedPower            : 7435

used                     : 7435

3) Leaf# moquery -c poemodule

Total Objects shown: 1

# poe.Module

mac          : 30:30:3A:30:30:3A

vlan         : vlan-150

childAction  :

dn           : sys/poe/inst/if-[eth1/7]/mac-30:30:3A:30:30:3A-[vlan-150]

epg          : uni/tn-HUB/ap-Hub_Anp/epg-Hub_EPG1

id           : eth1/7

modTs        : never

rn           : mac-30:30:3A:30:30:3A-[vlan-150]

status       :

vlanType     : access

4) Leaf# moquery -c poeModuleVDAEp

Total Objects shown: 1

# poe.VDAEp

mac          : 30:30:3A:30:30:3A

vlan         : vlan-150

epg          : uni/tn-HUB/ap-Hub_Anp/epg-Hub_EPG1

childAction  :

dn           : sys/poe/inst/if-[eth1/7]/vdaep-30:30:3A:30:30:3A-[vlan-150]-[uni/tn-HUB/ap-Hub_Anp/epg-Hub_EPG1]

id           : unspecified

lcOwn        : local

modTs        : 2024-04-19T12:09:05.478+00:00

monPolDn     : uni/infra/moninfra-default

rn           : vdaep-30:30:3A:30:30:3A-[vlan-150]-[uni/tn-HUB/ap-Hub_Anp/epg-Hub_EPG1]

status       :

vlanType     : access

一般疑難排解指南

確認環境條件和症狀

- 所述受電裝置(PD)是否完全不通電，或者短暫通電後斷電？

- 問題是在初始安裝期間開始的，還是在裝置正常工作的一段時間內開始的？

- 如果問題在用電裝置正常工作後出現，則發生了什麼變化？是否有任何硬體或軟體發生變化？是否有任何環境變化（溫度、濕度、氣流等）？是否有任何電氣變化（維護、停機、干擾等）？

- 發生問題時，本地網路中是否出現了問題？使用APIC控制台檢視故障和事件。如果是，它是否與該本地網路的另一個特定問題有關？

- 問題是否發生在白天或晚上某個特定時間？若如此，在該特定時間/日期是否發生任何已知的環境/電氣變化？

- 是否同時發現任何網路事件？流量泛洪、風暴、環路、網路擁塞增加、高於正常資源利用率（CPU、介面等）可能導致PD和另一個網元之間的連線暫時丟失，從而導致PD重新啟動。

確認用電裝置和交換器的具體資料

- 各台交換機上的電源線是否有足夠的線內電源？

- 交換機的所有埠是否不提供PoE，還是僅提供少量？

- 同一台交換機上不同PoE控制器上的埠呢？

- 是否只有新連線的埠不提供PoE，並且在同一交換機上已連線的埠運行是否正常？

- 如果同一交換機上已連線的埠之一（PoE狀態OK）被退回（關閉/不關閉），PoE功能是否中斷或繼續正常工作？

- 資料連線是否受到影響？還是僅僅是PoE功能？

- 問題是否僅限於一種PD型別/型號？

完成一般故障排除後，請繼續執行以下步驟：

步驟 1.驗證受電裝置是否在其他埠上工作，並且問題僅出現在一個埠上

步驟2.使用show interface status命令驗證埠未脫離服務或「Err-disabled」狀態

步驟3.使用show power inline interface-id命令驗證埠上沒有配置內聯「never」電源。

步驟4.確認從電話連接至交換器連接埠的乙太網路纜線狀況良好。將已知良好的非PoE乙太網裝置連線到乙太網電纜，並確保該裝置建立鏈路並與另一台主機交換流量

步驟5.確認從交換器前面板到連線裝置（用電裝置）的總纜線長度不超過100公尺

步驟6.從交換機埠拔下乙太網電纜。使用短乙太網電纜將已知良好的乙太網裝置連線到此交換機埠（不在配線面板上）。檢驗裝置是否建立了乙太網鏈路並與另一台主機交換流量。接下來，將用電裝置連線到此埠並驗證其電源是否已開啟。如果它不通電

步驟7.使用show power inline和show power inline detail命令將已連線用電裝置的數量與交換機電源預算（可用PoE）進行比較。驗證交換機功率預算是否能夠為裝置供電

記錄與記錄位置

當常規故障排除步驟不起作用時，我們必須使用後續步驟從ACI日誌隔離問題：

poed_usd.log：此日誌檔案對於監控裝置之間的互動（尤其是PD）是不可或缺的。它主要記錄初始硬體層（稱為USD），負責與PD裝置連線。排除埠特定問題故障或檢驗與電源裝置的初始互動時，請參考此日誌。透過檢查「poed_usd.log」檔案中的條目，我們可以確認硬體層和PD裝置之間是否正在進行預期的第一級互動。

poed.log：此日誌檔案包含乙太網供電(PoE)守護進程生成的日誌，在ACI環境中各種進程之間的互動中發揮著關鍵作用。此守護程式有助於與CDP、LLDP和APIC等基本進程進行通訊。因此，當需要檢查PoE守護進程與其他進程之間的無縫互動時，請參考這些日誌。

可以在枝葉的「/var/log/dme/log」位置找到這些日誌。