فهم &، أستكشاف أخطاء جودة الخدمة (QoS) وإصلاحها عبر عنصر التحكم في الشبكة المحلية اللاسلكية (WLC) طراز 9800 (المرجع السريع)

المقدمة

يوضح هذا المستند جودة الخدمة (QoS) على وحدات التحكم في الشبكة المحلية (LAN) اللاسلكية 9800

المتطلبات الأساسية

المتطلبات

يغطي هذا المستند كيفية ترتيب أولويات حركة مرور البيانات وتمييزها في كل من الخادم والخرج.  إنه يشرح تكوين أفضل ممارسة لحركة مرور الصوت على وحدة التحكم في الشبكة المحلية اللاسلكية (WLC) وتقنيات أستكشاف الأخطاء وإصلاحها للمشاكل الشائعة المتعلقة بالصوت.

المكونات المستخدمة

9800 WLC استنادا إلى الإصدار 17.12 Cisco IOS® XE.

تم إنشاء المعلومات الواردة في هذا المستند من الأجهزة الموجودة في بيئة معملية خاصة. بدأت جميع الأجهزة المُستخدمة في هذا المستند بتكوين ممسوح (افتراضي). إذا كانت شبكتك قيد التشغيل، فتأكد من فهمك للتأثير المحتمل لأي أمر.

معلومات أساسية

وصف موجز للمواصفات القياسية لمعيار IEEE 802. 11e والوسائط المتعددة بتقنية Wi-Fi (WMM)

WMM هو تحالف Wi-Fi يستند إلى مقياس IEEE 802. 11e. توفر WMM مميزات جودة الخدمة (QoS) من خلال ترتيب حركة المرور حسب الأولوية وفقا لأربع فئات وصول: الصوت والفيديو وأفضل الجهود والخلفية استنادا إلى أسلوب الوصول المحسن إلى القناة الموزعة (EDCA).

يعد تمكين WMM أمرا أساسيا لتحقيق الأداء الأمثل في شبكات Wi-Fi، لا سيما في البيئات التي تسود فيها التطبيقات ذات النطاق الترددي العريض وزمن الوصول المنخفض. على سبيل المثال، في شبكات 802.11n، يلزم إستخدام وحدة التحكم في الشبكة (WMM) لتحسين إمكانات معيار Wi-Fi فائق السرعة هذا بشكل كامل.

قوائم انتظار WMM والوصول المحسن للقناة الموزعة (EDCA)

بشكل عام، يجب أن تستمع أي محطة إلى الوسيط للتحقق من خمول المهمة قبل إرسال الإطارات. بمجرد إرسال الإطار، تستمع المحطة إلى الوسيط لترى إذا وقع تصادم.

يتعذر على العملاء اللاسلكيين اكتشاف التصادمات. ولهذه الغاية، يتم إستخدام CSMA/CA (الوصول المتعدد ذو الحساسية للحامل مع تجنب التصادم). وهو يستخدم مؤقت ثابت وعشوائي (CWmin، CWmax) ويجب الاعتراف بكل إطار يتم إرساله حتى نعلم عدم حدوث تصادم ويمكن لجميع العملاء إرسال حركة مرور البيانات الخاصة بهم.

كما ذكرنا سابقا، توجد أربع فئات وصول (قوائم انتظار)، تستخدم كل قائمة من قوائم الانتظار وحدات توقيت مختلفة. يتم إرسال الإطارات ذات الأولوية الأعلى بشكل إحصائي قبل ذلك، بينما تحتوي إطارات الأولوية الأقل على معلمات إحتياطية مما يجعلها ترسل إحصائيا بعد ذلك.

وباختصار، فإن وجود قوائم الانتظار الأربع فقط لا يضمن جودة الخدمة (QoS)، بل ما يهم حقا هو كيفية إدارة حركة المرور داخل كل قائمة انتظار بشكل فعال.

تنفيذ جودة الخدمة

وبشكل افتراضي، يتم التعامل مع حركة مرور الشبكة بشكل متساو دون تكوين جودة الخدمة (QoS)، باستخدام نموذج تسليم أفضل الجهود. وهذا يعني أن جميع حركات المرور، بغض النظر عن نوعها أو أهميتها، لها نفس الأولوية وفرصة التسليم في أي وقت. ومع ذلك، عند تمكين ميزات جودة الخدمة وتكوينها بشكل صحيح، يمكن تعيين الأولوية لأنواع محددة من حركة مرور الشبكة، مثل الصوت والفيديو.

يتضمن تكوين جودة الخدمة مكونين رئيسيين: التصنيف ووضع العلامات.

التصنيف:

يتضمن التصنيف تحديد حركة مرور الشبكة وتصنيفها استنادا إلى معايير محددة، مثل نوع التطبيق أو عنوان IP للمصدر/الوجهة أو البروتوكول أو رقم المنفذ. يتم تقسيم حركة المرور إلى فئات أو قوائم انتظار:

1.  الصوت: AC_VO
2.  الفيديو: AC_VI
3.  أفضل الجهود: AC_BE
4.  الخلفية: AC_BK

وضع العلامات:

بمجرد تصنيف حركة المرور في قوائم الانتظار، تتضمن تعيين علامات جودة الخدمة أو العلامات للحزم للإشارة إلى مستوى الأولوية الخاص بها.

هناك عدة طرق لتعليم الحركة. المعياران الرئيسيان هما CoS من الطبقة 2 802.1p (فئة الخدمة) و Layer 3 DSCP (نقطة كود الخدمات المميزة).

فئة الخدمة (CoS) للطبقة 2 "802.1p"

في معيار 802.1p، هناك سبعة مستويات من coS، كل يمثل بحقل 3 بت الذي يمكن أن يأخذ قيم تتراوح من 0 إلى 7. تدل هذه القيم على أولوية حركة المرور، حيث يمثل 0 أدنى أولوية و 7 أعلى أولوية.

ملاحظة: 802.1p هي مجموعة فرعية من معيار 802.1q، ويتم تقديمها فقط عندما يكون هناك علامة VLAN، مثل على منافذ خطوط الاتصال.

الجدول 1: تصنيف 802.1p و WMM

طبقة 3 DSCP (نقطة كود الخدمات المميزة)

DSCP هي علامة طبقة 3 على رأس IP، وهي تستخدم 6-بت مما يسمح ب 64 قيمة مختلفة (0 إلى 63).

الجدول 2: تصنيف DSCP و WMM 

تتضمن قيم DSCP السائدة 46 (EF) ل Voice، و 34 (AF41) للفيديو، و 0 (BE) المخصصة لأفضل الجهود.

تعيين DSCP-to-up الافتراضي

كما ناقشنا سابقا UP هو حقل 3-بت ضمن إطار الإيثرنت، بينما يكون DSCP هو 6-بت في رأس IP.

كيف يمكنك حساب قيمة أولوية المستخدم (UP) للطبقة 2 من قيمة نقطة كود الخدمات المميزة (DSCP) للطبقة 3؟

ولا يوجد حاليا أي معيار محدد لهذا التعيين، ومع ذلك، يتم إستخدام طريقة عامة تعرف باسم "تعيين DSCP الافتراضي إلى أعلى".

تستمد طريقة تخطيط DSCP-to-up قيم UP من ال 3 msb لحزمة DSCP ثم تقوم بتعيينها على فئة الوصول الصحيح.

يتم إستخدام هذه الطريقة من قبل أجهزة Microsoft Windows لتوفر مشكلة معروفة يتم تغطيتها بمزيد من التفاصيل في المثال رقم 2: مشكلة معروفة لعميل Microsoft Windows في تخطيط DSCP إلى UP

الجدول 3: تعيين DSCP-to-up افتراضي

تدفق الحزمة وثقة جودة الخدمة

يغطي هذا القسم تدفق الحزم وثقة جودة الخدمة في السيناريوهات المختلفة التالية:

1.  التحويل المركزي- ثقة تدفق البيانات.
2.  التحويل المركزي- ثقة تدفق البيانات.
3.  ثقة التحويل المحلي بتقنية FlexConnect.

التحويل المركزي - الثقة في تدفق البيانات

• تدفق البيانات من الخادم- حركة مرور البيانات من الاتصال السلكي إلى الاتصال اللاسلكي.

• يتم تضمين حركة مرور البيانات من الخادم CAPWAP.

1- يتم تلقي إطار إيثرنت على منفذ خط اتصال WLC 802.1Q. يستخدم عنصر التحكم في الشبكة المحلية اللاسلكية (WLC) قيمة DSCP الداخلية التي يتم إرسالها من الشبكة السلكية ويخططها إلى بروتوكول DSCP الخارجي في رأس CAPWAP، كما أنه يقوم بترشيح بروتوكول DSCP الخارجي إلى قيمة قصوى طبقا لتوصيف جودة الخدمة الذي تم تكوينه على عنصر التحكم في الشبكة المحلية اللاسلكية (WLC).

2- بمجرد إستلام إطار الإيثرنت هذا بواسطة نقطة الوصول (AP)، تقوم نقطة الوصول بتعيين قيمة DSCP الخارجية إلى قيمة UP وإرسالها إلى العميل اللاسلكي باستخدام التيار المتردد الصحيح.

التحويل المركزي - الثقة في الخادم

• تدفق بيانات من الخادم- حركة مرور بيانات من الاتصال اللاسلكي إلى الاتصال السلكي.

 1. يرسل العميل اللاسلكي إطار 802.11e (WMM) ويتلقى هذا بواسطة نقطة الوصول.

2- يقوم نقطة الوصول بتضمين الحزمة الأصلية في رأس CAPWAP ويعين قيمة UP إلى DSCP الخارجية طالما أن ملف تعريف جودة الخدمة الذي تم تكوينه على WLC يسمح بمستوى جودة الخدمة. يتم إرسال الحزمة إلى الشبكة السلكية باستخدام قيمة DSCP الأصلية.

تقنية FlexConnect للتحويل المحلي

• التحويل المحلي عبر تقنية FlexConnect - الثقة في تدفق البيانات من الخادم

بالنسبة لشبكات VLAN المحولة محليا، تأخذ نقطة الوصول FlexConnect قيمة DSCP الخاصة بحزمة IP، وتعالج أي سياسة لجودة الخدمة (على سبيل المثال سياسة AVC)، وتخططها إلى قيمة UP 802. 11e على الإطار اللاسلكي وتقف في قائمة انتظار الإطار . ثم يرسلها إلى العميل.

• التحويل المحلي بتقنية FlexConnect - الثقة في الخادم

يرسل العميل الإطار ويتم إستلامه بواسطة نقطة الوصول. تنظر نقطة الوصول إلى قيمة DSCP الخاصة بالحزمة الأصلية لتطبيق أي سياسة جودة خدمة قبل إرسال الحزمة إلى السلكية.

المشاكل المشتركة لحركة مرور البيانات من الخادم

يكون سير البيانات في سيناريو تدفق البيانات من الخادم - بين العميل اللاسلكي و AP - خارج نطاق التحكم، مما يعني أنك لا تملك أي تحكم على جودة الخدمة التي يتم إرسالها من العميل عبر الهواء.

لسيناريو عمل، من المتوقع أن يرسل العميل حزمة ذات قيم UP و DSCP صحيحة حتى تكون حركة المرور في فئة الوصول الصحيحة.

ماذا يحدث إذا قام العميل بإرسال حركة مرور البيانات بقيمة UP غير صحيحة؟

المثال #1: عندما يرسل العميل حركة مرور بقيمة UP "2"

ملاحظة: تنطلق نقاط الوصول من خارج القناة للمسح لتجميع المعلومات المطلوبة لخوارزمية RRM. هذا اكيد تاثير حساس حركة مرور مثل الصوت والفيديو.

تم تكوين خيار "تأجيل مسح القناة خارج" ضمن علامة التبويب "خيارات متقدمة ل WLAN". بشكل افتراضي، يتم تمكينها للفئات UP 4 و 5 و 6، مع حد زمني يبلغ 100 مللي ثانية، هذا يعني أن نقطة الوصول لا تنتقل خارج القناة للمسح الضوئي لفترة 100 مللي ثانية بعد رؤية حركة المرور الحساسة (الصوت أو الفيديو).

بافتراض أن العميل اللاسلكي يستخدم تطبيق الصوت، فإن القيمة UP المتوقعة هي "6" ومع ذلك، أرسل العميل الحزمة بقيمة UP خاطئة "2". ثم تنتقل نقطة الوصول بعد ذلك إلى الفحص خارج القناة وهذا يؤثر على أداء العملاء وتجاربهم.

هل يمكنك تمكين "تأجيل المسح الضوئي" للحصول على أولوية منخفضة؟

الجواب هو نعم. يؤدي تمكين ميزة المسح الضوئي لإعادة المسح بحثا عن حركة مرور ذات أولوية منخفضة إلى منع نقطة الوصول من إجراء عمليات المسح الضوئي خارج القناة على نحو فعال، مما يؤثر على تشغيل خوارزميات الكشف عن نقاط الوصول الوصول الوصول اللاسلكية (RRM) والشاشات المخادعة. ولمواجهة هذا التحدي، يلزم اتباع نهج بديل لتسهيل مسح القنوات مع الاستمرار في تحديد أولويات حركة المرور الحرجة.

المثال رقم 2: مشكلة معروفة لعميل Microsoft Windows في تعيين DSCP إلى UP

تحدث مشكلة شائعة في أجهزة MS Windows عند إستخدام التعيين الافتراضي بين قيم DHCP و UP. في هذا التعيين، يتم تحديد أولوية المستخدم (UP) من ثلاث وحدات بت (MSB) بالغة الأهمية لقيمة نقطة كود الخدمات المميزة (DSCP). على سبيل المثال، لحركة المرور الصوتية ذات قيمة DSCP الخاصة ب EF (101110)، سيتم تعيينها إلى ما يصل إلى 5 (101).

بشكل افتراضي، تثق نقاط الوصول في الخادم بقيمة UP، مما يؤدي إلى معالجة حركة مرور البيانات الصوتية في فئة الوصول إلى الفيديو (AC_VI) بقيمة DSCP مثل 34 بدلا من فئة الوصول الصوتي (AC_VO) بقيمة DSCP التي يتم التعامل معها على أنها 46. ولهذا السبب، فإن إطارات الصوت لديها أوقات انتظار أطول وفرصة أكبر لإعادة المحاولة.

هل هناك طريقة لإصلاح هذا؟

الإجابة هي نعم إذا قام جهاز MS Windows بإرسال حركة مرور الصوت بقيمة DSCP الصحيحة.

كيف يمكن إصلاحها؟

باستخدام خيار "الثقة DSCP Upstream" على عنصر التحكم في الشبكة المحلية اللاسلكية (WLC). يفرض هذا الخيار على نقطة الوصول الثقة في DSCP الداخلي في الخادم بدلا من UP.

للحصول على مزيد من التعليمات حول تكوين جهاز Windows الخاص بك لتجاوز حركة المرور أو وضع علامة عليها، الرجاء الرجوع إلى "كيفية تمكين وضع علامات DSCP على أجهزة Windows"

ما هو بروتوكول الثقة: DSCP أو CoS؟

ما نوع الثقة الذي سيتم تحديده لمنفذ محول WLC؟

في الواقع، يمكننا إختيار أي من خيارات الثقة. ومع ذلك، يجب عليك تذكر ذلك لسيناريو البث إذا أخترت أن تثق في CoS؛ سيقوم المحول بإعادة كتابة قيمة DSCP الخارجية استنادا إلى جدول تعيين CoS-DSCP الذي تم تكوينه على المحول.

ومع ذلك، إذا أخترت أن تثق في DSCP، فلن يقوم المحول بإعادة كتابة قيمة DSCP الخارجية لأنه يثق في بروتوكول DSCP الداخلي الوارد.

لسيناريو الإتجاه الهابط، يضيف المحول الذي يتم توصيل عنصر التحكم في الشبكة المحلية اللاسلكية (WLC) به قيمة 802.1p استنادا إلى جدول تعيين DSCP-CoS الذي تم تكوينه عليه. إذا أخترت أن تثق في CoS، فسيتم تغيير قيمة DSCP الخارجية بناء على قيمة 802.1p الواردة.

ومع ذلك، إذا أخترت أن تثق في DSCP، فإن المحول لا يعيد كتابة قيمة DSCP الخارجية.

على سبيل المثال، تم توصيل عميل لاسلكي بمعرف SSID معين على واجهة الإدارة على شبكة VLAN الأصلية.

ماذا يحدث إذا أخترت أن يثق CoS على ال WLC مفتاح ميناء؟

وصول حركة مرور العميل إلى منفذ خط الاتصال، لم يتم وضع علامة عليه إلى 802.1q بما أن هو شبكة VLAN أصلية غير مميزة.

ماذا يمكنك أن تفعل لإصلاح هذا؟

يمكنك إستخدام خيار الثقة لبروتوكول DSCP بدلا من بيانات التحكم في الوصول (CoS) التي تكون التوصية بشكل عام.

أفضل ممارسات جودة خدمة وحدة تحكم الشبكة المحلية (LAN) اللاسلكية

ملفات تعريف جودة خدمة المعدن

يمكننا تكوين أربع ملفات تعريف رئيسية لجودة الخدمة على عنصر التحكم في الشبكة المحلية اللاسلكية (البلاتيني والذهبي والفضي والبرونزي).

● البلاتين/الصوت - يضمن جودة خدمة فائقة لنقل الصوت عبر الشبكة اللاسلكية

● Gold/Video - يدعم تطبيقات الفيديو عالية الجودة

● Silver/Best Effort - يدعم النطاق الترددي العادي للعملاء، وهذا هو الإعداد الافتراضي

● البرونز/الخلفية - توفر أقل نطاق ترددي لخدمات الضيوف.

الغرض الرئيسي من ملف تعريف جودة الخدمة هذا هو تحديد الحد الأقصى لقيمة DSCP الخارجية على رأس CAPWAP لكل من الخادم والنزل دون التأثير على DSCP الداخلي.

ملاحظة: تم تعديل قيمة DSCP الداخلية بواسطة AVC.

بالنسبة لحركة المرور التي يتم تحويلها محليا، يتم تطبيق ملف تعريف QoS على حركة مرور البيانات من الخادم استنادا إلى القيمة UP. إذا كانت هذه القيمة أعلى من قيمة WLAN الافتراضية، يتم إستخدام قيمة WLAN الافتراضية.

بالنسبة لحركة مرور بيانات الخادم، إذا أرسل العميل قيمة UP أعلى من قيمة WLAN الافتراضية، فإنه يتم إستخدام قيمة WLAN الافتراضية.

للحصول على مزيد من التفاصيل حول دليل تكوين أفضل ممارسة WLC لعام 9800 Wireless QoS لوحدة التحكم اللاسلكية Catalyst 9800

خطوات أستكشاف الأخطاء وإصلاحها:

 1. فهم المشكلة.

 2. وضع خطة عمل متينة.

•    طرح أسئلة أستكشاف الأخطاء وإصلاحها ومخطط شبكة.
•    تجميع السجلات وتصحيح الأخطاء.
•    اسأل عن PI خرائط حرارية.

 3. راجع تكوينات WLC.

 4. تحليل تصحيح الأخطاء

 5. أستخدم القائمة المرجعية VoWLAN للتأكد من اتباع أفضل الممارسات.

فهم الصوت أحادي الإتجاه

وتحدث هذه المشكلة بشكل رئيسي عندما تكون لدينا قوة غير متماثلة بين العميل ونقطة الوصول.

يمكن أن ترسل نقاط الوصول بأقصى طاقة، ومع ذلك يمكن للأجهزة اللاسلكية مثل هواتف Cisco الإرسال باستخدام طاقة أقل، مما يتسبب في سماع هواتف Cisco لإطارات تدفق البيانات من نقطة الوصول، لكن نقطة الوصول لا تسمع الإطارات في الخادم من الهواتف.

يوصى بعدم تكوين طاقة AP TX أعلى من الحد الأقصى لقوة TX المدعومة على الجهاز اللاسلكي.

• خطة العمل:
  • تحقق من اتصال العميل وتأكد من ثبات إتصاله ومن عدم انقطاع إتصالاته.
  • افحص بيئة التردد اللاسلكي (طاقة نقطة الوصول وقوة الإشارة ... إلخ).
  • اجمع OTA على التقاط للتحقق من حركة المرور الصوتية، حيث يتم مشاهدة حركة مرور أحادي الإتجاه.

• أفضل الممارسات:
  • تمكين DTPC: يساعد عملاء CCX على ضبط طاقة TX الخاصة بهم لمطابقة طاقة نقطة الوصول.
  • تحقق من إعدادات وحدة التخزين في جهاز العميل.

فهم تقنية الصوت التشعبي والصوت الآلي

يحدث كل من الصوت "Choppy" والصوت "Robotic" عندما يكون لدينا فقدان عال للحزم أو تأخر الحزمة.

يصف الصوت الشفاف الفتحات والتأخير في الصوت. هذه أمثلة على سجلات روبوتية و مفروشة.

• خطة العمل:
  
  • تحقق من اتصال العميل وتأكد من أنه مستقر ومن عدم وجود انقطاع.
  • افحص بيئة التردد اللاسلكي (إستخدام القنوات بدرجة كبيرة والضوضاء وأجهزة التداخل ... إلخ).
  • تجميع الالتقاط من خلال المسار للتحقق من عمليات إسقاط الحزم.
• أفضل الممارسات:
  • تحقق من تكوينات جودة الخدمة على WLC.
  • تأكد من تكوين جودة الخدمة على الجانب السلكي.

فهم الثغرات وعدم وجود صوت أثناء التجوال

في بعض الأحيان، يبلغ المستخدمون عن وجود فجوات أو فقد الاتصال الصوتي أثناء التجوال من موقع إلى آخر.

• خطة العمل:
  • تحقق من بيئة التردد اللاسلكي وتأكد من وجود خلية تغطية جيدة بين نقاط الوصول.
  • الحصول على مخطط درجة حرارة PI.
  • تجميع الالتقاط من خلال المسار للتحقق من عمليات إسقاط الحزم.
• أفضل الممارسات:
  • تحقق من اتصال العميل وتأكد من ثبات إتصاله ومن عدم انقطاع إتصالاته.
  • تأكد من أن قيمة RSSI على نقطة الوصول الوجهة أكبر أو تساوي -67

المراجع

توصيات جودة الخدمة اللاسلكية

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

دليل نشر التحكم وإمكانية رؤية التطبيق لوحدات التحكم اللاسلكية Cisco Catalyst 9800 Series

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