瞭解&對無線9800 WLC的QoS進行故障排除（快速參考）

簡介

本檔案將說明9800無線LAN控制器上的QoS

必要條件

需求

本文說明如何區分上游和下游流量的優先順序和標籤。  其中說明無線LAN控制器(WLC)上語音流量的最佳實踐組態，以及常見語音相關問題的疑難排解技巧。  

採用元件

9800 WLC基於17.12 Cisco IOS® XE版本。

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

IEEE 802.11e標準和Wi-Fi多媒體(WMM)的簡要說明

WMM是基於IEEE 802.11e標準的Wi-Fi聯盟。WMM根據四個接入類別對流量進行優先順序排序，從而提供服務品質(QoS)功能：語音、視訊、盡力而為和背景基於增強型分散式通道存取(EDCA)方法。

啟用WMM對於在Wi-Fi網路中實現最佳效能至關重要，尤其是在高頻寬、低延遲應用盛行的環境中。例如，在802.11n網路中，WMM需要充分利用此高速Wi-Fi標準的功能。

WMM佇列和增強型分散式通道存取(EDCA)

一般來說，任何站點在傳送幀之前都必須偵聽介質以檢查其是否空閒。傳送幀後，站點會偵聽介質以檢視是否發生了衝突。

無線使用者端無法偵測衝突。為此，使用CSMA/CA（載波偵聽多路訪問/衝突避免）。它使用固定和隨機計時器(CWmin、CWmax)，並且必須確認傳送的每個幀，這樣我們就知道沒有衝突，並且所有客戶端都可以傳送其流量。

正如我們前面提到的，我們有四個訪問類別（隊列），每個隊列使用不同的計時器。具有更高優先順序的幀被以統計方式較早地傳送，而較低優先順序的幀具有回退引數，使得它們以統計方式隨後被傳送。

總之，僅存在四個隊列並不能保證服務品質(QoS);真正重要的是如何有效管理每個隊列中的流量。

QoS實施

預設情況下，如果未配置服務品質(QoS)，則使用盡力交付模型平等處理網路流量。這意味著所有流量，無論其型別或重要性如何，在任何給定時間都具有相同的優先順序和傳送機會。但是，當QoS功能啟用並正確配置時，可以為特定型別的網路流量（如語音和影片）分配優先順序。

配置QoS包括兩個主要元件：分類和標籤。

分類：

分類涉及根據特定標準（例如應用型別、源/目標IP地址、協定或埠號）識別和分類網路流量。流量分為類或隊列：

1.  語音：AC_VO
2.  影片：AC_VI
3.  盡力而為：AC_BE
4.  背景:AC_BK

標籤:

將流量分類到隊列標籤後，需要將QoS標籤或標籤分配給資料包，以指示其優先順序。

標籤流量有多種方法。主要兩項標準是第2層802.1p CoS（服務類別）和第3層DSCP（差分服務代碼點）。

第2層「802.1p」CoS（服務類別）

在802.1p標準中，有七個CoS級別，每個級別由3位欄位表示，可以採用從0到7之間的值。這些值表示流量的優先順序，其中0表示最低優先順序，7表示最高優先順序。

附註：802.1p是802.1q標準的子集，它僅在存在VLAN標籤時顯示，例如在中繼埠上。

表 1：802.1P和WMM分類

第3層DSCP（區別服務代碼點）

DSCP是IP報頭上的第3層標籤，它使用6位，允許64個不同的值（0到63）。

表 2：DSCP和WMM分類 

主要的DSCP值包括46(EF)表示語音，34(AF41)表示影片，0(BE)表示盡力而為。

預設DSCP到UP對映

如前所述，UP是乙太網幀中的3位欄位，而DSCP是IP報頭中的6位。

如何從第3層差分服務代碼點(DSCP)值計算第2層使用者優先順序(UP)值？

目前，此對映沒有特定的標準，但是使用了一種常用的方法，稱為「預設DSCP到UP對映」。

DSCP到UP的對映方法從DSCP資料包的3個msb中獲取UP值，然後將其對映到正確的訪問類別中。

Microsoft Windows電腦使用此方法會導致出現已知問題，示例中會對此進行詳細介紹#2:DSCP到UP對映中的一個眾所周知的Microsoft Windows客戶端問題

表 3：預設DSCP到UP對映

資料包流和QoS信任

本節介紹以下不同場景中的資料包流和QoS信任：

1.  中央交換 — 下游信任。
2.  集中交換 — 上游信任。
3.  FlexConnect本地交換信任。

中央交換 — 下游信任

• 下游 — 從有線到無線的流量。

• 下游流量採用CAPWAP封裝。

1 - WLC 802.1q主干連線埠上收到乙太網路訊框。WLC使用從有線網路傳送的內部DSCP值，並將其對映到CAPWAP標頭中的外部DSCP，根據WLC上配置的QoS配置檔案，將外部DSCP設定為最大值。

2 - AP收到此乙太網幀後，AP將外部DSCP值對映為UP值，並將其傳送到具有正確AC的無線客戶端。

中央交換 — 上游信任

• 上游 — 從無線到有線的流量。

 1.無線客戶端傳送802.11e(WMM)幀，此幀由AP接收。

2- AP將原始資料包封裝到CAPWAP報頭中，並且只要WLC上配置的QoS配置檔案允許該QoS級別，AP就會將UP對映到外部DSCP值。將資料包傳送到具有原始DSCP值的有線網路。

Flexconnect本地交換信任

• Flexconnect本地交換 — 下游信任

對於本地交換的VLAN，FlexConnect AP獲取IP資料包的DSCP值，處理任何QoS策略（例如AVC策略），將其對映到無線幀上的802.11e UP值，並對該幀進行排隊。然後傳送給使用者端。

• Flexconnect本地交換 — 上游信任

客戶端傳送幀，然後由AP接收。在將資料包傳送到有線網路之前，AP會檢視原始資料包DSCP值以應用任何QoS策略。

上游流量的常見問題

上遊方案中的流量 — 無線客戶端和AP之間的流量 — 不受控制；表示您無法控制從客戶端無線傳送的QoS。

對於工作情況，客戶端應傳送具有正確UP和DSCP值的資料包，以便流量處於正確的Access-Category。

如果客戶端傳輸的UP值不正確，會出現什麼情況？

範例#1:使用者端傳輸UP值為「2」的流量時

附註：AP離開通道進行掃描以收集RRM演算法所需的資訊。這肯定會影響語音和影片等敏感流量。

Off Channel Scanning Defer選項在WLAN Advanced頁籤下配置。預設情況下，它對UP類4、5和6啟用，時間閾值為100毫秒，這意味著AP在看到敏感流量（語音或影片）後，不會離開通道掃描100毫秒。

假設無線客戶端正在使用語音應用，預期的UP值為"6"，但客戶端傳送的資料包的UP值為"2"。然後AP會進行通道外掃描，這將影響客戶端的效能和體驗。

是否可為低運行優先順序啟用延遲掃描？

答案是肯定的。為低UP優先順序流量啟用延遲掃描可有效防止接入點進行通道外掃描，從而影響RRM和欺詐檢測演算法的操作。要解決這一難題，需要採用另一種方法來簡化通道掃描，同時仍然優先處理關鍵流量。

範例#2:DSCP到UP對映中的一個眾所周知的Microsoft Windows客戶端問題

在使用DSCP和UP值之間的預設對映時，在MS Windows電腦中觀察到一個常見問題。在此對映中，使用者優先順序(UP)是根據區別服務代碼點(DSCP)值的三個最高有效位元(msb)而確定的。例如，對於DSCP值為EF(101110)的語音流量，它將被對映到UP 5(101)。

預設情況下，上游中的AP信任UP值；導致語音流量在DSCP值為34的影片訪問類別(AC_VI)中處理，而不是在DSCP值為46的語音訪問類別(AC_VO)中處理。因此，語音幀的等待時間更長，重試機會更大。

有辦法解決這個問題嗎？

如果MS Windows電腦傳送具有正確DSCP值的語音流量，則答案為是。

如何修復？

使用WLC上的「信任DSCP上游」選項。此選項會強制AP信任上游中的內部DSCP，而不是UP。

有關將Windows電腦配置為覆蓋或標籤流量的詳細說明，請參閱「如何在Windows電腦上啟用DSCP標籤」

要信任的協定：DSCP還是COS?

要為WLC交換機埠選擇哪種信任型別？

實際上，我們可以選擇任何信任選項。但是，如果您選擇信任CoS，您必須記住，對於Upstream方案，交換機根據交換機上配置的CoS-DSCP對映表重寫外部DSCP值。

但是，如果您選擇信任DSCP;交換器不會重寫外部DSCP值，因為它信任傳入的內部DSCP。

對於下遊方案，連線WLC的交換器會根據在其上設定的DSCP-CoS對應表增加802.1p值。如果您選擇信任CoS;外部DSCP值將根據傳入的802.1p值進行更改。

但是，如果選擇信任DSCP，交換機不會重寫外部DSCP值。

作為上述示例；連線到對映到本徵VLAN上管理介面的SSID的無線客戶端。

如果您選擇信任WLC交換器連線埠上的CoS，會發生什麼情況？

使用者端流量到達主干連線埠，不會將其標籤到802.1q，因為它是一個本機未標籤的VLAN。

您能做些什麼來修復此問題？

您可以使用DSCP信任選項來代替CoS（通常為建議）。

無線區域網控制器QoS最佳實踐

金屬QoS配置檔案

我們可在WLC上設定四個主要QoS設定檔（白金、金牌、銀牌、銅牌）。

●白金/語音 — 確保無線語音的高品質服務

●金牌/影片 — 支援高品質影片應用

● Silver/Best Effort — 支援客戶端的正常頻寬；這是預設設定

● Bronze/background — 為訪客服務提供最低頻寬。

這些QoS配置檔案的主要目的是限制上游和下游的CAPWAP報頭上的最大外部DSCP值，而不影響內部DSCP。

注意：內部DSCP值由AVC修改。

對於本地交換流量，QoS配置檔案基於UP值應用於下游流量。如果此值大於預設WLAN值，則使用預設WLAN值。

對於上游流量，如果使用者端傳送的UP值高於預設的WLAN值；使用預設的WLAN值。

如需更多有關9800 WLC最佳實踐設定指南Catalyst 9800無線控制器的無線QoS的詳細資訊，

故障排除步驟：

 1.瞭解問題。

 2.建立紮實的行動計畫。

•    詢問故障排除問題和網路拓撲圖。
•    收集日誌和調試。
•    請求PI熱圖。

 3.檢查WLC設定。

 4.分析調試過程

 5.使用VoWLAN核對表確認是否遵循了最佳實踐。

瞭解單向音訊

主要是在客戶端和AP之間存在電源不對稱時會發生此問題。

AP可以使用最大功率進行傳輸，但是Cisco電話等無線裝置可以使用較小功率進行傳輸，這會導致Cisco電話聽到來自AP的下游幀，但AP沒有聽到來自電話的上游幀。

建議不要將AP TX功率配置為高於無線裝置上支援的最大TX功率。

• 行動計畫：
  • 請檢查客戶端連線，確保連線穩定且沒有斷開連線。
  • 檢查RF環境(AP功率、訊號強度……等等)。
  • 收集OTA捕獲以檢查音訊流量；可看到單向流量。

• 最佳實踐：
  • 啟用DTPC:它可幫助CCX客戶端調整其TX功率，以匹配AP功率。
  • 檢查客戶端裝置中的卷設定。

理解斷斷續續的語音和機械音訊

「斷斷續續」和「機械式」音訊都發生在資料包丟失率較高或資料包被延遲時。

斷斷續續的語音描述聲音中的間隙和延遲。這些是斷斷續續的機器記錄的例子。

• 行動計畫：
  
  • 檢查客戶端連線，確保連線穩定且沒有斷開連線。
  • 檢查RF環境(高通道利用率、雜訊和干擾裝置……等等)。
  • 通過路徑收集捕獲以檢查資料包丟棄。
• 最佳實踐：
  • 檢查WLC上的QoS配置。
  • 確保在有線端配置了QoS。

漫遊時瞭解Gaps且無音訊

有時，當使用者從一個位置漫遊到另一個位置時，會報告音訊連線斷開和丟失。

• 行動計畫：
  • 檢查RF環境並確認在AP之間有一個良好的覆蓋信元。
  • 獲取PI熱圖。
  • 通過路徑收集捕獲以檢查資料包丟棄。
• 最佳實踐：
  • 請檢查客戶端連線，確保連線穩定且沒有斷開連線。
  • 確保目標AP上的RSSI值大於或等於–67

參考資料

無線QoS建議

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系列無線控制器的應用可視性與控制部署指南

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