差分

このドキュメントは、hkatou Lab が [https://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/switches/catalyst-9000/white-paper-c11-742388.html#AppendixBUADPASICscale Cisco Catalyst 9000 Switching Platforms: QoS and Queuing White Paper] を非公式に翻訳したものです。

 

このドキュメントは、hkatou Lab が Cisco Catalyst 9500 Architecture White Paper を非公式に翻訳したものです。

原文・画像の著作権は Cisco Systems にあります。

原文・画像の著作権は Cisco Systems にあります。

==== 輻輳のタイプ ====

==== 輻輳のタイプ ====

[[ファイル:C90-QoS-01.png|なし|フレーム|画像 1. 輻輳のタイプ]]2 つのタイプの輻輳は画像 1. に示しています :

[[ファイル:C90-QoS-01.png|なし|画像 1. 輻輳のタイプ|代替文=|フレーム]]2 つのタイプの輻輳は画像 1. に示しています :

* '''複数ポートから単一ポートへ :''' 複数の送信元ポートから単一の宛先ポートへ同時に送信するとき、複数の送信元から合計されたトラフィックが届いてしまい、宛先ポートが服装します

* '''複数ポートから単一ポートへ :''' 複数の送信元ポートから単一の宛先ポートへ同時に送信するとき、複数の送信元から合計されたトラフィックが届いてしまい、宛先ポートが服装します

=== Cisco Catalyst 9000 ファミリにおける ASIC の QoS の統合 ===

=== Cisco Catalyst 9000 ファミリにおける ASIC の QoS の統合 ===

Cisco Catalyst 9000 スイッチング プラットフォームは、エンタープライズ LAN アクセス、ディストリビューション、コアスイッチにおける次世代の Cisco ファミリです。Cisco ユニファイド・アクセス・データ・プレーン (UADP) アプリケーション・スペシフィック・インテグレーテッド・サーキット (ASIC) はこのプラットフォームはより高速なパフォーマンス、多くの新機能と動作を提供します。

Cisco Catalyst 9000 スイッチング プラットフォームは、エンタープライズ LAN アクセス、ディストリビューション、コアスイッチにおける次世代の Cisco ファミリです。Cisco ユニファイド・アクセス・データ・プレーン (UADP) アプリケーション・スペシフィック・インテグレーテッド・サーキット (ASIC) はこのプラットフォームはより高速なパフォーマンス、多くの新機能と動作を提供します。

[[ファイル:C90-QoS-02.png|なし|フレーム|画像 2. Cisco Catalyst 9000 ファミリ スイッチ]]

[[ファイル:C90-QoS-02.png|なし|画像 2. Cisco Catalyst 9000 ファミリ スイッチ|代替文=|フレーム]]

Cisco Catalyst 9000 スイッチング プラットフォームは、一般的で強力なハードウェアとソフトウェア基盤で成り立っています。その性質と一貫性は、ネットワークエンジニアと管理者にシンプルさと運用のしやすさをもたらし、トータルで運用コストの削減とよりよい体験を創出します。

Cisco Catalyst 9000 スイッチング プラットフォームは、一般的で強力なハードウェアとソフトウェア基盤で成り立っています。その性質と一貫性は、ネットワークエンジニアと管理者にシンプルさと運用のしやすさをもたらし、トータルで運用コストの削減とよりよい体験を創出します。

例 2. のポリシーの結果として、すべてのキューがトラフィックの送信を有効化するためのバッファを持ちます。

例 2. のポリシーの結果として、すべてのキューがトラフィックの送信を有効化するためのバッファを持ちます。

[[ファイル:C90-QoS-0a.png|代替文=|なし|フレーム]]

 

[[ファイル:C90-QoS-0a.png|代替文=]]

 

もう一つ重要なコマンドとして、バッファ使用率がポート キューごとにどのように変化するか、リアルタイムで示します。このコマンドは、ASIC から値を読み取ります。

もう一つ重要なコマンドとして、バッファ使用率がポート キューごとにどのように変化するか、リアルタイムで示します。このコマンドは、ASIC から値を読み取ります。

   queue-limit dscp values af11 percent 100

   queue-limit dscp values af11 percent 100

</syntaxhighlight>ASIC で設定されたしきい値を見るためには、以下のコマンドを使用します。

</syntaxhighlight>ASIC で設定されたしきい値を見るためには、以下のコマンドを使用します。

[[ファイル:C90-QoS-0b.png|代替文=|なし|フレーム]]

[[ファイル:C90-QoS-0b.png|代替文=]]

'''ステップ 2.''' ラベルの値がキューかしきい値に該当させるために、次のコマンドを使用します。

'''ステップ 2.''' ラベルの値がキューかしきい値に該当させるために、次のコマンドを使用します。

* ウェイテッド・ランダム・アーリー・ディスカード (WRED)

* ウェイテッド・ランダム・アーリー・ディスカード (WRED)

<blockquote>WRED はキューがいっぱいになるために、帯域を超過したポートのキューで、ランダムにフレームを廃棄するためのアルゴリズムです。WRED はランダム・アーリー・ディスカード (RED) アルゴリズムがベースになっています。</blockquote><blockquote>RED と WRED を見る前に、TCP フロー管理を簡単に振り返ってみましょう。フロー管理は、TCP 送信側がネットワークを埋め尽くさないようにします。"TCP スロー スタート" アルゴリズム (RFC2001 で定義) はこれに対処するための解決策の一部です。それはフローを開始する時に指示し、1 つのパケットが送信されると、次に確認応答 (ACK) を待ちます。ACK が受信されると、TCP エンドポイントは 2 つのパケットを送信し、さらにデータを送る前に、次の ACK を待ちます。パケットの数を段々と増加させて送信します。これはフローが送信レベル (パケットを x 個送信) に達するまで継続し、ネットワークに混雑を伴う負荷を発生させないように、管理します。混雑が発生した場合、スロースタート アルゴリズムは、ウィンドウ サイズ (ACK を待つ前に送信したパケットの数) を抑制します。これによりネットワークがそれらをドロップせずに処理できる数に、送信が正規化されます。

<blockquote>WRED はキューがいっぱいになるために、帯域を超過したポートのキューで、ランダムにフレームを廃棄するためのアルゴリズムです。WRED はランダム・アーリー・ディスカード (RED) アルゴリズムがベースになっています。</blockquote><blockquote>RED と WRED を見る前に、TCP フロー管理を簡単に振り返ってみましょう。フロー管理は、TCP 送信側がネットワークを埋め尽くさないようにします。"TCP スロー スタート" アルゴリズム (RFC2001 で定義) はこれに対処するための解決策の一部です。それはフローを開始する時に指示し、1 つのパケットが送信されると、次に確認応答 (ACK) を待ちます。ACK が受信されると、TCP エンドポイントは 2 つのパケットを送信し、さらにデータを送る前に、次の ACK を待ちます。パケットの数を段々と増加させて送信します。これはフローが送信レベル (パケットを x 個送信) に達するまで継続し、ネットワークに混雑を伴う負荷を発生させないように、管理します。混雑が発生した場合、スロースタート アルゴリズムは、ウィンドウ サイズ (ACK を待つ前に送信したパケットの数) を抑制します。これによりネットワークがそれらをドロップせずに処理できる数に、送信が正規化されます。

以下のようにコマンドでマッピングを確認でき、フロント パネル ポートをインスタンスにマッピングできます

以下のようにコマンドでマッピングを確認でき、フロント パネル ポートをインスタンスにマッピングできます

[[ファイル:C90-QoS-0d.png|フレームなし]]

[[ファイル:C90-QoS-0d.png|代替文=]]

* "qos queue-softmax-multiplier <100-1200>" コマンドを使用します  このコマンドは、DTS セクションで説明したものです  マイクロ バーストを吸収するために、PBC の能力を増加させるには、1200 に近い値を使用します

* "qos queue-softmax-multiplier <100-1200>" コマンドを使用します  このコマンドは、DTS セクションで説明したものです  マイクロ バーストを吸収するために、PBC の能力を増加させるには、1200 に近い値を使用します

===== 2 ステージ リマーキング =====

===== 2 ステージ リマーキング =====

以下は 2 ステージ リマーキングを設定するための MQC ポリシーの例です :

以下は 2 ステージ リマーキングを設定するための MQC ポリシーの例です :

 

[[ファイル:C90-QoS-0e.png|代替文=|なし|フレーム]]

[[ファイル:C90-QoS-0e.png|フレームなし]]

まとめ : 出力クラシフィケーション、ポリシング、マーキングは、QoS に関する UADP ASIC の機能を更に拡張します。それらは複数の送信元ポートから、パケットを取り出すためのオプションを提供し、1 つの出力 MQC ポリシーのみを適用する選択肢を提供します。さらに 2 ステージ リマーキング or ポリシングのオプションも提供します。

まとめ : 出力クラシフィケーション、ポリシング、マーキングは、QoS に関する UADP ASIC の機能を更に拡張します。それらは複数の送信元ポートから、パケットを取り出すためのオプションを提供し、1 つの出力 MQC ポリシーのみを適用する選択肢を提供します。さらに 2 ステージ リマーキング or ポリシングのオプションも提供します。

その分類処理は、TCAM のテーブルを使用します。TCAM テーブルは MQC ポリシーをベースに事前プログラムされます。テーブルは必要とされるすべての分類に一致する、エントリが含まれています。

その分類処理は、TCAM のテーブルを使用します。TCAM テーブルは MQC ポリシーをベースに事前プログラムされます。テーブルは必要とされるすべての分類に一致する、エントリが含まれています。

スイッチはパケット ヘッダやマーカーを使用してハッシュキーを生成することで、ポリサーやリマークされた値を得ることができ、エントリと照合できます。

スイッチはパケット ヘッダやマーカーを使用してハッシュキーを生成することで、ポリサーやリマークされた値を得ることができ、エントリと照合できます。

* より大きい (GT) とより小さい (LT) は、1 つの VCU を消費します

* より大きい (GT) とより小さい (LT) は、1 つの VCU を消費します

* 送信元と宛先レイヤ 4 処理は、別々の VCUs を消費します

* 送信元と宛先レイヤ 4 処理は、別々の VCUs を消費します

 

[[ファイル:C90-QoS-50.png|なし|フレーム|画像 50. VCU 使用率]]

画像 50. VCU 使用率

VCU エントリは、ACL が複数の TCAM エントリ (アクセス リスト エントリ = ACE) で同じ範囲のポートを使用した場合、削減されます。

VCU エントリは、ACL が複数の TCAM エントリ (アクセス リスト エントリ = ACE) で同じ範囲のポートを使用した場合、削減されます。

=== 付録 B : UADP ASIC スケール ===

=== 付録 B : UADP ASIC スケール ===

表 4. に UADP ASICs スケールの情報をリストアップします。

表 4. に UADP ASICs スケールの情報をリストアップします。

=== 付録 C : パケット フォーマットの詳細 ===

=== 付録 C : パケット フォーマットの詳細 ===

以下の画像 51. は、異なるキャプチャでパケットの中でマーカーを見つけて、どのように読み取るか示したものです。

以下の画像 51. は、異なるキャプチャでパケットの中でマーカーを見つけて、どのように読み取るか示したものです。

画像 52. MPLS EXP パケットフォーマット

[[ファイル:C90-QoS-52.png|なし|フレーム|画像 52. MPLS EXP パケットフォーマット]]

タイプ・オブ・サービス (ToS) は 1 バイトのフィールドで、IPv4 ヘッダに存在します。IPv6 ヘッダでも似たフィールドがあり、トラフィック クラスと呼ばれます。

タイプ・オブ・サービス (ToS) は 1 バイトのフィールドで、IPv4 ヘッダに存在します。IPv6 ヘッダでも似たフィールドがあり、トラフィック クラスと呼ばれます。

ToS フィールドは 8 つのビットからなっており、最初の 3 ビットが IP パケットの優先度を示しています。これらの最初の 3 ビットは、IP プレシデンス ビットとして参照され、0 から 7 の値 (0 は低優先度で、7 が高優先度) を持ちます。Cisco IOS XE では IP プレシデンスによる設定を長年サポートしています。画像 54. は ToS ヘッダの IP プレシデンス ビットを説明しています。

ToS フィールドは 8 つのビットからなっており、最初の 3 ビットが IP パケットの優先度を示しています。これらの最初の 3 ビットは、IP プレシデンス ビットとして参照され、0 から 7 の値 (0 は低優先度で、7 が高優先度) を持ちます。Cisco IOS XE では IP プレシデンスによる設定を長年サポートしています。画像 54. は ToS ヘッダの IP プレシデンス ビットを説明しています。

ToS バイトは DSCP やトラフィック クラス フォーマットとして読むことができ、6 ビットを持っています。

ToS バイトは DSCP やトラフィック クラス フォーマットとして読むことができ、6 ビットを持っています。

 

[[ファイル:C90-QoS-55.png|なし|フレーム|画像 55. DSCP と IP プレシデンス間の比較]]

画像 55. DSCP と IP プレシデンス間の比較

* ToS バイトの 3 つの最上位ビット (MSB) は、DSCP と互換性を持ち、IP プレシデンスとして、解釈されます

* ToS バイトの 3 つの最上位ビット (MSB) は、DSCP と互換性を持ち、IP プレシデンスとして、解釈されます

* [https://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/switches/catalyst-9000/nb-09-cat-9k-aag-cte-en.html Cisco Catalyst 9000 At-a-Glance]

* [https://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/switches/catalyst-9000/nb-09-cat-9k-aag-cte-en.html Cisco Catalyst 9000 At-a-Glance]

* [https://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/ios-nx-os-software/ios-xe/nb-06-cisco-ios-xe-faq-en.html Open IOS XE FAQ]

* [https://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/ios-nx-os-software/ios-xe/nb-06-cisco-ios-xe-faq-en.html Open IOS XE FAQ]