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  7. 2章 QoSでの障害切り分け方法 事例2
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UNIVERGE IXシリーズ 障害切り分けガイドライン

2章 QoSでの障害切り分け方法

事例2 映像の乱れが発生する、音声にノイズや遅延が発生する

確認ポイントに沿って、QoSによる廃棄が無いかを確認します。

確認ポイント

  1. QoSによる廃棄が無いか
  2. クラス/キューの割り振りは適切か
  3. シェーピングで指定した帯域を超えていないか

QoSによる廃棄が発生していないか

QoSによる廃棄が発生している場合、「tail drops」がカウントされます。

■QoSの状態を確認するコマンド
Router(config)# show policy-interface

  • Router(config)# show policy-map interface
  • Device FastEthernet0/0
  • Device buffer 0 packets, 0 bytes, peak 10864 bytes
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 31517 bytes
  • Interface FastEthernet0/0.0
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 31517 bytes
  • Traffic shaping is running, activated 4940410 times
  • CIR 20 Mbps, Bc 20000 bits, Be 20000 bits, Tc 1 ms
  • Current token 54656 bits
  • Output policy-map none
  • Class class-local
  • Bandwidth 10 percent, weight 512
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 2280 bytes
  • Queue normal 0 packets, peak 6 packets
  • Output 94082 packets, 10089112 bytes
  • 0 tail drops, 0 excess bandwidth, 0 buffer exhausted
  • Class class-default
  • Bandwidth 10 percent, weight 512
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 31517 bytes
  • Queue normal 0 packets, peak 79 packets
  • Output 51562395 packets, 34989086741 bytes
  • 154653 tail drops, 0 excess bandwidth, 0 buffer exhausted

クラス/キューの割り振りは適切か

クラスやキューの割り当てが適切に設定されていない場合、QoSによる廃棄の原因となる可能性があります。

(1) default-classのパケット処理数,廃棄数が多い

show policy-map interfaceの「Output *** packets」で該当キューにおいて処理したパケット数、「tail drop」で廃棄数を確認できます。

class-defaultは、どのクラスにも該当しないパケットが処理されます。
以下のようにclass-defaultでの処理数や廃棄数が、他のクラスと比較して多い場合にはクラス設定が適切ではない可能性が考えられます。

  • Router(config)# show policy-map interface
  • Device FastEthernet0/0
  • <省略>
  • Class class1
  • Bandwidth 10 percent, weight 512
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 1 packets, 122 bytes
  • Queue high 0 packets, peak 1 packets
  • Output 857 packets, 104554 bytes
  • 0 tail drops, 0 excess bandwidth, 0 buffer exhausted
  • Local fragments 0 output 0 discarded
  • Class class-local
  • Bandwidth 10 percent, weight 512
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 1 packets, 218 bytes
  • Queue normal 0 packets, peak 1 packets
  • Output 122 packets, 12460 bytes
  • 0 tail drops, 0 excess bandwidth, 0 buffer exhausted
  • Local fragments 0 output 0 discarded
  • Class class-default
  • Bandwidth 10 percent, weight 512
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 32 packets, 3520 bytes
  • Queue normal 0 packets, peak 32 packets
  • Output 11258 packets, 1238380 bytes
  • 1802 tail drops, 0 excess bandwidth, 0 buffer exhausted
  • Local fragments 0 output 0 discarded

以下の点に関して、問題が無いか確認してください。

  • 想定していないトラフィックが流れている
    • ネットワーク設計に問題が無いか確認してください。
  • 本来、別のクラスに流れるべきトラフィックが該当するクラスに割り当てられていない
    • コンフィグに間違いが無いか確認してください。
    • コンフィグ確認は、[事例1]を参照してください。

(2) 優先キューが大量に廃棄される

以下のように優先キュー(high)が多く廃棄され、低優先キュー(low)の廃棄が少ない場合、キューの割り当てが適切ではない可能性があります。

  • Router(config)# show policy-map interface
  • Device FastEthernet1/0
  • <省略>
  • Class class1
  • Bandwidth 10 percent, weight 512
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 32 packets, 3904 bytes
  • Queue high 0 packets, peak 32 packets
  • Output 10335 packets, 1260870 bytes
  • 1765 tail drops, 0 excess bandwidth, 0 buffer exhausted
  • Local fragments 0 output 0 discarded
  • Queue low 0 packets, peak 1 packets
  • Output 1478 packets, 150932 bytes
  • 1 tail drops, 0 excess bandwidth, 0 buffer exhausted
  • Local fragments 0 output 0 discarded

以下の点に関して、問題が無いか確認してください。

  • highに分類されるトラフィックが多い
    • ネットワーク設計に問題が無いか確認してください。
  • 本来、別のキューに流れるべきトラフィックがhighに流れている
    • コンフィグに間違いが無いか確認してください。
    • コンフィグ確認は、[事例1]を参照してください。

シェーピングで指定した帯域を超えていないか

トラフィックがシェーピング設定で指定した帯域(シェーピングレート)を超えている場合、QoSによる廃棄が発生します。

動画などのトラフィック量の変動が激しいアプリケーションをQoSで優先する場合、シェーピングレートがそのアプリケーションの平均レート以上に設定されていたとしても、一時的な大量データの発生(バーストトラフィック)によりQoSキューで輻輳が発生し、パケット廃棄が生じる場合があります。

対策1:トラフィックの送信レート変更
トラフィックの送信レート/バーストの調整が可能な場合は、シェーピングの設定を超えないように、送信レート/バーストサイズを調整してください。

■送信レート/バーストの調整

デフォルトでは、Bcはシェーピングレートの1/1000(1msecで送信できるデータ量)に設定されます。Bcに大きい値を設定することにより、Tcが大きくなり、一時的に送信するデータ量を増やすことができます。
以下は、Bcをデフォルト値から4倍に増やした場合の例です。

  • ◆設定例
  • Router(config-FastEthernet0/0.0)# traffic-shape rate 20000000 80000
  •  
  • ◆表示例
  • Router(config)# show policy-map interface
  • Device FastEthernet0/0
  • Device buffer 0 packets, 0 bytes, peak 0 packets, 0 bytes
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 0 packets, 0 bytes
  • Interface FastEthernet0/0.0
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 0 packets, 0 bytes
  • Burst size 140252 bytes for priority class
  • Traffic shaping is enabled, activated 0 times
  • CIR 20 Mbps, Bc 80000 bits, Be 0 bits, Tc 4 ms

対策2:キュー長の調整
QoSのキュー長の調整により、改善する場合があります。ただし、キュー長の調整により、別な問題(※)が発生する場合もあります。キュー長の変更の際は、十分に動作確認を行ってください。

■キュー長の調整

キューに溜められた最大数は、キューの状態の「peak ** packets」を確認します。
以下の例では、最大79パケット溜まっています。

  • Router(config)# show policy-map interface
  • Device FastEthernet0/0
  • <省略>
  • Class class1
  • Bandwidth 10 percent, weight 512
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 31517 bytes
  • Queue normal 0 packets, peak 79 packets
  • Output 51562395 packets, 34989086741 bytes
  • 154653 tail drops, 0 excess bandwidth, 0 buffer exhausted

デフォルトでは、QoS動作に必要な最小限の数に自動調整されます。
キュー長を固定設定することにより、キュー長を増やし、キューに溜めることができるパケット数を増やすことが可能です。
以下は、normalのキュー長を100に設定した場合の例です。

  • ◆設定例
  • Router(config)# policy-map out-map
  • Router(config-pmap-out-map)# class class1
  • Router(config-pmap-c-class1)# queue-limit 10 10 100 10
  • Router(config)# clear policy-map interface
  •  
  • ◆表示例
  • Router(config)# show policy-map interface
  • Device FastEthernet0/0
  • <省略>
  • Class class1
  • Bandwidth 10 percent, weight 512
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 1 packets, 98 bytes
  • Queue normal 0 packets, limit 100 packets, peak 1 packets
  • Output 1 packets, 98 bytes
  • 0 tail drops, 0 excess bandwidth, 0 buffer exhausted
  • Local fragments 0 output 0 discarded

  • 送信レート/バーストの調整やキュー長を増やす場合には、以下の点に注意が必要です。

  • (1)ルータから一時的に送信するデータ量が増加します。このため、網のバースト許容量を
    超えていると網で廃棄が発生する場合があります。
  • (2)ルータ内に滞留するパケットが増加します。このため、遅延が大きくなる場合があります。

パラメータを調整しても、改善しない場合があります。このような場合は、トラフィックの見直しが必要です。


[シェーピング動作に関しての補足]

QoSではTc時間にBc分のデータ通す処理を繰り返すことにより、シェーピングを実現します。

以下は、20Mbpsのシェーピングを設定した場合の値です。

  • ◆設定例
  • Router(config-FastEthernet0/0.0)# traffic-shape rate 20000000
  •  
  • ◆表示例
  • Router(config)# show policy-map interface
  • Device FastEthernet0/0
  • :
  • Interface FastEthernet0/0.0
  • Queued 0 packets, 0 bytes, peak 31517 bytes
  • Traffic shaping is running, activated 4940410 times
  • CIR 20 Mbps, Bc 20000 bits, Be 20000 bits, Tc 1 ms
  • Current token 54656 bits

この例では、Tc=1ms毎に20,000bitのデータを送信します。

以下のどちらも1秒間での送信データ量は同じです。

  • (A) 20,000bits/msecのレートで1秒(1000ms)で送信
  • (B) 100,000bits/msecのレートで0.2秒(200ms)送信、0.8秒(800ms)はデータを送信しない

(B)の場合は、Tc=1msの間に20,000bits分を送信しますが、80,000bits分は送信できないため、送信できない分はキューに 溜められ次の周期で送信されます。

これを繰り返すことにより、キューにパケットが溜まり、キュー長を超えると廃棄が発生します。

このように、長い時間の平均がシェーピングレートを超えていない場合でも、短い時間では一時的にシェーピングレートを 超えることにより、廃棄される場合があります。

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