Resolución de problemas de uso elevado de la CPU en switches Catalyst 4500
Contenido
Introducción
Este documento describe la arquitectura de manejo de paquetes de CPU y muestra cómo identificar las causas del uso excesivo de CPU en los switches Catalyst 4500.
Prerequisites
Requirements
No hay requisitos específicos para este documento.
Componentes Utilizados
La información que contiene este documento se basa en las siguientes versiones de software y hardware.
-
Catalyst 4500 Series Switch
-
Catalyst 4948 Series Switch
Nota: Este documento se aplica solamente a los switches basados en el software Cisco IOS®.
La información que contiene este documento se creó a partir de los dispositivos en un ambiente de laboratorio específico. Todos los dispositivos que se utilizan en este documento se pusieron en funcionamiento con una configuración verificada (predeterminada). Si tiene una red en vivo, asegúrese de entender el posible impacto de cualquier comando.
Convenciones
Consulte el documento Cisco Technical Tips Conventions (Convenciones sobre consejos técnicos de Cisco) para obtener más información sobre las convenciones de los documentos.
Antecedentes
Los switches Catalyst 4500 Series, que incluyen los switches Catalyst 4948, tienen una metodología de dirección del paquete sofisticada para el tráfico dirigido hacia la CPU. Un problema comúnmente conocido es la elevada utilización de la CPU de estos switches. Este documento proporciona detalles sobre la arquitectura de dirección del paquete de la CPU y muestra cómo identificar las causas de la elevada utilización de la CPU en estos switches. El documento también enumera algunos escenarios comunes de configuración o de red que causan una elevada utilización de la CPU en las series Catalyst 4500
Antes de observar la arquitectura de gestión de paquetes de la CPU y solucionar problemas de alto uso de la CPU, debe entender las diferentes formas en las que los switches de reenvío basados en hardware y los routers basados en software de Cisco IOS usan la CPU. El error común es creer que el alto uso de la CPU indica el agotamiento de recursos en un dispositivo y la amenaza de un fallo. Un problema de capacidad es uno de los síntomas de alto uso de la CPU en los routers de Cisco IOS. Sin embargo, un problema de capacidad casi nunca es un síntoma de uso elevado de la CPU con switches de reenvío basados en hardware como el Catalyst 4500. Catalyst 4500 está diseñado para reenviar paquetes en el circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) de hardware y alcanzar velocidades de reenvío de tráfico de hasta 102 millones de paquetes por segundo (Mpps).
La CPU Catalyst 4500 realiza estas funciones:
-
Administra los protocolos de software configurados, por ejemplo:
- Spanning Tree Protocol (STP)
-
Protocolo de ruteo
-
Protocolo de detección de Cisco (CDP)
-
Port Aggregation Protocol (PAgP)
-
Protocolo troncal de VLAN (VTP)
-
Protocolo de concentración de enlaces dinámico (DTP)
-
Entradas dinámicas/de configuración de programas en los ASIC de hardware, por ejemplo:
-
Listas de Control de Acceso (ACLs)
-
Entradas CEF
-
-
Gestiona internamente varios componentes, por ejemplo:
-
Tarjetas de línea con alimentación a través de Ethernet (PoE)
-
Fuentes de alimentación
-
Bandeja de ventilador
-
-
Administra el acceso al switch, por ejemplo:
-
TELNET
-
Consola
-
‘Protocolo de administración de red simple (SNMP)
-
-
Reenvía paquetes a través de la ruta del software, por ejemplo:
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Paquetes enrutados por Intercambio de paquetes entre redes (IPX), que sólo se admiten en la ruta de software
-
Fragmentación de la unidad de transmisión máxima (MTU)
-
Según esta lista, la CPU puede utilizar mucho la CPU al recibir o procesar paquetes. Algunos de los paquetes que se envían para el proceso pueden ser esenciales para el funcionamiento de la red. Un ejemplo de estos paquetes esenciales son las unidades de datos de protocolo de puente (BPDU) para las configuraciones de topología de árbol de expansión. Sin embargo, otros paquetes pueden ser tráfico de datos reenviado por software. Estos escenarios requieren que los ASIC de conmutación envíen paquetes a la CPU para su procesamiento:
-
Paquetes que se copian a la CPU, pero los paquetes originales se conmutan en hardware.
Un ejemplo es el aprendizaje de direcciones MAC de host.
-
Paquetes enviados a la CPU para su procesamiento
Entre los ejemplos, se encuentran los siguientes:
-
Actualizaciones de Routing Protocol
-
BPDU
-
Inundación de tráfico intencionada o no intencionada
-
-
Paquetes que se envían a la CPU para su reenvío
Un ejemplo son los paquetes que necesitan ruteo IPX o AppleTalk.
Comprender la arquitectura de manejo de paquetes de la CPU Catalyst 4500
El Catalyst 4500 cuenta con un mecanismo incorporado de calidad de servicio (QoS) para diferenciar entre los tipos de tráfico destinados a la CPU. El mecanismo realiza la diferenciación en función de la información de paquetes de capa 2 (L2)/capa 3 (L3)/capa 4 (L4). El Supervisor packet Engine tiene 16 colas para manejar varios tipos de paquetes o eventos. La figura 1 muestra estas colas. La tabla 1 enumera las colas y los tipos de paquetes que se colocan en cola en cada una de ellas. Las 16 colas permiten que el Catalyst 4500 ponga en cola los paquetes según el tipo de paquete o la prioridad.
Figura 1: Catalyst 4500 utiliza varias colas de CPU
Catalyst 4500 utiliza varias colas de CPU
Tabla 1: Descripción de la cola de Catalyst 4500
| Número de cola | Nombre de cola | Paquetes en cola |
|---|---|---|
| 0 | Esmp | Paquetes ESMP1 (paquetes de administración interna) para los ASIC de la tarjeta de línea u otra administración de componentes |
| 1 | Control | Paquetes del plano de control L2, como STP, CDP, PAgP, LACP2, o UDLD3 |
| 2 | Aprendizaje de organizador | Tramas con direcciones MAC de origen desconocidas que se copian en la CPU para crear la tabla de reenvío L2 |
| 3, 4, 5 | L3 Fwd Más Alto,L3 Fwd Alto/Medio,L3 Fwd Bajo | Paquetes que se deben reenviar en el software, como GRE4tunnels Si ARP5no se resuelve para la dirección IP de destino, los paquetes se envían a esta cola. |
| 6, 7, 8 | L2 Dsv Mayor,L2 Dsv Alto/Medio,L2 Dsv Bajo | Paquetes que se reenvían como resultado de la conexión en puente
|
| 9, 10 | L3 Rx Alta, L3 Rx Baja | Tráfico del plano de control L3, por ejemplo, protocolos de ruteo, que está destinado a direcciones IP de CPU. Ejemplos: Telnet, SNMP y SSH8. |
| 11 | Falla de RPF | Paquetes de multidifusión que no pasaron la comprobación RPF90 |
| 12 | ACL fwd (snooping) | Paquetes procesados por las funciones de detección DHCP10snooping, inspección ARP dinámica o detección IGMP11snooping |
| 13 | Registro de ACL, fuera de alcance | Paquetes que alcanzaron un ACE12 con la palabra clave log o paquetes que fueron descartados debido a una negación en una ACL de salida o a la falta de una ruta al destino. Estos paquetes requieren la generación de mensajes de ICMP inalcanzable. |
| 14 | ACL sw processing | Paquetes que se dirigen a la CPU debido a la falta de recursos de hardware ACL adicionales, como TCAM13, para la ACL de seguridad |
| 15 | Error de MTU/No válido | Paquetes que deben fragmentarse porque el tamaño de la MTU de la interfaz de salida es menor que el tamaño del paquete |
1ESMP = Protocolo de administración simple.
2LACP = Link Aggregation Control Protocol .
3UDLD = Detección de Link Unidireccional.
4GRE = encapsulación de ruteo genérico.
5ARP = Protocolo de resolución de direcciones.
6SVI = interfaz virtual conmutada.
7TTL = Tiempo de vida.
8SSH = Protocolo de Secure Shell.
9RPF = Reenvío de ruta inversa
10DHCP = Protocolo de configuración dinámica de host.
11IGMP = Protocolo de administración de grupos de Internet.
12ACE = entrada de control de acceso.
13TCAM = memoria direccionable de contenido ternario.
Estas colas son colas separadas:
-
L2 Fwd HighestorL3 Fwd Highest
-
L2 Dsv alto/medioL3 Dsv alto/medio
-
L2 Fwd LoworL3 Fwd Low
-
L3 Rx MayorL3 Rx Baja
Los paquetes se ponen en cola en estas colas en función de la etiqueta QoS, que es el valor de punto de código de servicios diferenciados (DSCP) del tipo de servicio IP (ToS). Por ejemplo, los paquetes con un DSCP de 63 se ponen en cola en la cola L3 Fwd Highest. Puede ver los paquetes que se reciben y se descartan para estas 16 colas en la salida del comando show platform cpu packet statistics. El resultado de este comando es muy largo. Ejecute el comando show platform cpu packet statistics para mostrar solamente los eventos distintos de cero. Un comando alternativo es el comando show platform cpuport. Utilice solamente el comando show platform csupport si ejecuta Cisco IOS Software Release 12.1(11)EW o anterior. Este comando ha quedado obsoleto. Sin embargo, este comando anterior era parte del comando show tech-support en las versiones del software Cisco IOS anteriores a la versión 12.2(20)EWA del software Cisco IOS.
Utilice el comando show platform cpu packet statistics para todas las soluciones de problemas.
Switch#show platform cpu packet statistics all !--- Output suppressed. Total packet queues 16 Packets Received by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Esmp 0 0 0 0 0 Control 48 0 0 0 0 Host Learning 0 0 0 0 0 L3 Fwd High 0 0 0 0 0 L3 Fwd Medium 0 0 0 0 0 L3 Fwd Low 0 0 0 0 0 L2 Fwd High 0 0 0 0 0 L2 Fwd Medium 0 0 0 0 0 L2 Fwd Low 0 0 0 0 0 L3 Rx High 0 0 0 0 0 L3 Rx Low 0 0 0 0 0 RPF Failure 0 0 0 0 0 ACL fwd(snooping) 0 0 0 0 0 ACL log, unreach 0 0 0 0 0 ACL sw processing 0 0 0 0 0 MTU Fail/Invalid 0 0 0 0 0 Packets Dropped by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Esmp 0 0 0 0 0 Control 0 0 0 0 0 Host Learning 0 0 0 0 0 L3 Fwd High 0 0 0 0 0 L3 Fwd Medium 0 0 0 0 0 L3 Fwd Low 0 0 0 0 0 L2 Fwd High 0 0 0 0 0 L2 Fwd Medium 0 0 0 0 0 L2 Fwd Low 0 0 0 0 0 L3 Rx High 0 0 0 0 0 L3 Rx Low 0 0 0 0 0 RPF Failure 0 0 0 0 0 ACL fwd(snooping) 0 0 0 0 0 ACL log, unreach 0 0 0 0 0 ACL sw processing 0 0 0 0 0 MTU Fail/Invalid 0 0 0 0 0
La CPU de Catalyst 4500 asigna pesos a las diversas colas que enumera la Tabla 1. La CPU asigna los pesos en función de la importancia, el tipo y la prioridad de tráfico o DSCP. La CPU atiende la cola en base a los pesos relativos de la cola. Por ejemplo, si tanto un paquete de control, como una BPDU, como una solicitud de eco ICMP están pendientes, la CPU atiende primero el paquete de control. Una cantidad excesiva de tráfico de baja prioridad o menos importante no priva a la CPU de la capacidad de procesar o administrar el sistema. Este mecanismo garantiza que la red sea estable incluso con un uso elevado de la CPU. Esta capacidad de la red para permanecer estable es información crítica que debe comprender.
Existe otro detalle de implementación muy importante del manejo de paquetes de CPU de Catalyst 4500. Si la CPU ya ha servido paquetes o procesos de alta prioridad pero tiene más ciclos de CPU de repuesto para un período de tiempo determinado, la CPU atiende los paquetes de cola de baja prioridad o realiza procesos en segundo plano de menor prioridad. La alta utilización de la CPU como resultado del procesamiento de paquetes de baja prioridad o de los procesos en segundo plano se considera normal porque la CPU constantemente intenta utilizar todo el tiempo disponible. De esta manera, la CPU se esfuerza por obtener el máximo rendimiento del switch y de la red sin poner en riesgo la estabilidad del switch. Catalyst 4500 considera que la CPU está infrautilizada a menos que la CPU se utilice al 100% para una sola ranura de tiempo.
Cisco IOS Software Release 12.2(25)EWA2 y versiones posteriores han mejorado el mecanismo de administración de procesos y paquetes de CPU y la contabilidad. Por lo tanto, utilice estas versiones en sus implementaciones de Catalyst 4500.
Identifique la razón del uso excesivo de la CPU en Catalyst 4500
Ahora que comprende la arquitectura y el diseño de la gestión de paquetes de la CPU de Catalyst 4500, puede desear identificar por qué su utilización de la CPU de Catalyst 4500 es alta. El Catalyst 4500 tiene los comandos y las herramientas que son necesarios para identificar la causa raíz de la alta utilización de la CPU. Después de identificar el motivo, los administradores pueden realizar cualquiera de estas acciones:
-
Acción correctiva: esto puede incluir cambios en la configuración o la red, o la creación de una solicitud de servicio de soporte técnico de Cisco para un análisis adicional.
-
Sin acción: el Catalyst 4500 funciona de acuerdo con las expectativas. La CPU exhibe una alta utilización de la CPU porque Supervisor Engine maximiza los ciclos de la CPU para realizar todos los trabajos de reenvío de paquetes de software y en segundo plano necesarios.
Asegúrese de identificar la razón de la alta utilización de la CPU, aunque no sea necesario tomar medidas correctivas en todos los casos. Un uso elevado de la CPU puede ser solo un síntoma de un problema en la red. Una resolución de la causa raíz de ese problema puede ser necesaria para reducir el uso de la CPU.
La Figura 2 muestra la metodología de troubleshooting que se debe utilizar para identificar la causa raíz de la alta utilización de la CPU de Catalyst 4500.
Figura 2: Metodología de resolución de problemas de uso elevado de la CPU en switches Catalyst 4500
Metodología de resolución de problemas de uso elevado de la CPU en switches Catalyst 4500
Los pasos generales para la resolución de problemas son:
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Ejecute el comando show processes cpu para identificar los procesos de Cisco IOS que consumen ciclos de CPU.
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Ejecute el comando show platform health para identificar aún más los procesos específicos de la plataforma.
-
Si el proceso altamente activo es K2CpuMan Review, ejecute el comando show platform cpu packet statistics para identificar el tipo de tráfico que llega a la CPU.
Si la actividad no se debe al procesoK2CpuMan Review, omita el paso 4 y vaya al paso 5.
-
Identifique los paquetes que llegan a la CPU mediante las herramientas de solución de problemas para analizar el tráfico destinado a la CPU, si es necesario.
Un ejemplo de las herramientas de solución de problemas que se deben utilizar es el analizador de puertos conmutados de la CPU (SPAN).
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Revise este documento y la sección Resolución de Problemas Comunes de Uso Excesivo de CPU para conocer las causas comunes.
Si sigue sin poder identificar la causa principal, póngase en contacto con el soporte técnico de Cisco.
Establecer como línea base el uso de CPU
El primer paso importante es conocer el uso de la CPU del switch para la configuración y la configuración de la red. Utilice el comando show processes cpucommand para identificar el uso de la CPU en el switch Catalyst 4500. La actualización continua de la utilización de la CPU de línea base puede ser necesaria a medida que agregue más configuración a la configuración de red o a medida que cambie el patrón de tráfico de red.La figura 2indica este requisito.
Este resultado proviene de un Catalyst 4507R completamente cargado. La CPU en estado estacionario es de aproximadamente 32 a 38 por ciento, lo cual es necesario para realizar las funciones de administración para este switch:
Switch#show processes cpu CPU utilization for five seconds: 38%/1%; one minute: 32%; five minutes: 32% PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process 1 0 63 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Chunk Manager 2 60 50074 1 0.00% 0.00% 0.00% 0 Load Meter 3 0 1 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Deferred Events !--- Output suppressed. 27 524 250268 2 0.00% 0.00% 0.00% 0 TTY Background 28 816 254843 3 0.00% 0.00% 0.00% 0 Per-Second Jobs 29 101100 5053 20007 0.00% 0.01% 0.00% 0 Per-minute Jobs 30 26057260 26720902 975 12.07% 11.41% 11.36% 0 Cat4k Mgmt HiPri 31 19482908 29413060 662 24.07% 19.32% 19.20% 0 Cat4k Mgmt LoPri 32 4468 162748 27 0.00% 0.00% 0.00% 0 Galios Reschedul 33 0 1 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Cisco IOS ACL Helper 34 0 2 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 NAM Manager
La utilización de CPU en cinco segundos se expresa como:
x%/y%
Thex% representa la utilización total de la CPU, yy% representa la CPU que se gasta en el nivel de interrupción. Cuando resuelva problemas de switches Catalyst 4500, céntrese solamente en la utilización total de la CPU.
Comprenda el comando show processes cpu en los switches Catalyst 4500
Este resultado de show processes cpuoutput muestra que hay dos procesos que utilizan la CPU: Cat4k Mgmt HiPriandCat4k Mgmt LoPri. Estos dos procesos agregan varios procesos específicos de la plataforma que realizan las funciones de administración esenciales en Catalyst 4500. Estos procesos procesan el plano de control, así como los paquetes de datos que deben conmutarse por software o procesarse.
Para ver cuál de los procesos específicos de la plataforma utiliza la CPU bajo el contexto de Cat4k Mgmt HiPriandCat4k Mgmt LoPri, ejecute el comando show platform healthcommand.
Cada uno de los procesos específicos de la plataforma tiene un destino/uso esperado de la CPU. Cuando ese proceso está dentro del objetivo, la CPU ejecuta el proceso en el contexto de alta prioridad. El comando show procesa los recuentos de salida de cpucommand que utilizan Cat4k Mgmt HiPri. Si un proceso excede el uso previsto o de destino, ese proceso se ejecuta en el contexto de baja prioridad. El comando show procesa los recuentos de salida de cpucommand que la utilización adicional bajo Cat4k Mgmt LoPri. Esta LoPriis de administración Cat4k también se usa para ejecutar procesos en segundo plano y otros de baja prioridad, como la comprobación de coherencia y la lectura de contadores de interfaz. Este mecanismo permite que la CPU ejecute procesos de alta prioridad cuando sea necesario, y los ciclos de CPU inactivos que permanecen se utilizan para los procesos de baja prioridad. Superar el uso de la CPU objetivo en una pequeña cantidad, o un pico momentáneo en el uso, no es una indicación de un problema que necesita investigación.
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
Lj-poll 1.00 0.02 2 1 100 500 0 0 0 1:09
GalChassisVp-review 3.00 0.29 10 3 100 500 0 0 0 11:15
S2w-JobEventSchedule 10.00 0.32 10 7 100 500 0 0 0 10:14
Stub-JobEventSchedul 10.00 12.09 10 6 100 500 14 13 9 396:35
StatValueMan Update 1.00 0.22 1 0 100 500 0 0 0 6:28
Pim-review 0.10 0.00 1 0 100 500 0 0 0 0:22
Ebm-host-review 1.00 0.00 8 0 100 500 0 0 0 0:05
Ebm-port-review 0.10 0.00 1 0 100 500 0 0 0 0:01
Protocol-aging-revie 0.20 0.00 2 0 100 500 0 0 0 0:00
Acl-Flattener e 1.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
KxAclPathMan create/ 1.00 0.00 10 5 100 500 0 0 0 0:39
KxAclPathMan update 2.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
KxAclPathMan reprogr 1.00 0.00 2 0 100 500 0 0 0 0:00
TagMan-RecreateMtegR 1.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2CpuMan Review 30.00 10.19 30 28 100 500 14 13 9 397:11
K2AccelPacketMan: Tx 10.00 2.20 20 0 100 500 2 2 1 82:06
K2AccelPacketMan: Au 0.10 0.00 0 0 100 500 0 0 0 0:00
K2AclMan-taggedFlatA 1.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2AclCamMan stale en 1.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2AclCamMan hw stats 3.00 1.04 10 5 100 500 1 1 0 39:36
K2AclCamMan kx stats 1.00 0.00 10 5 100 500 0 0 0 13:40
K2AclCamMan Audit re 1.00 0.00 10 5 100 500 0 0 0 13:10
K2AclPolicerTableMan 1.00 0.00 10 1 100 500 0 0 0 0:38
K2L2 Address Table R 2.00 0.00 12 5 100 500 0 0 0 0:00
K2L2 New Static Addr 2.00 0.00 10 1 100 500 0 0 0 0:00
K2L2 New Multicast A 2.00 0.00 10 5 100 500 0 0 0 0:01
K2L2 Dynamic Address 2.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2L2 Vlan Table Revi 2.00 0.00 12 9 100 500 0 0 0 0:01
K2 L2 Destination Ca 2.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2PortMan Review 2.00 0.72 15 11 100 500 1 1 0 37:22
Gigaport65535 Review 0.40 0.07 4 2 100 500 0 0 0 3:38
Gigaport65535 Review 0.40 0.08 4 2 100 500 0 0 0 3:39
K2Fib cam usage revi 2.00 0.00 15 0 100 500 0 0 0 0:00
K2Fib IrmFib Review 2.00 0.00 15 0 100 500 0 0 0 0:00
K2Fib Vrf Default Ro 2.00 0.00 15 0 100 500 0 0 0 0:00
K2Fib AdjRepop Revie 2.00 0.00 15 0 100 500 0 0 0 0:00
K2Fib Vrf Unpunt Rev 2.00 0.01 15 0 100 500 0 0 0 0:23
K2Fib Consistency Ch 1.00 0.00 5 2 100 500 0 0 0 29:25
K2FibAdjMan Stats Re 2.00 0.30 10 4 100 500 0 0 0 6:21
K2FibAdjMan Host Mov 2.00 0.00 10 4 100 500 0 0 0 0:00
K2FibAdjMan Adj Chan 2.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2FibMulticast Signa 2.00 0.01 10 2 100 500 0 0 0 2:04
K2FibMulticast Entry 2.00 0.00 10 7 100 500 0 0 0 0:00
K2FibMulticast Irm M 2.00 0.00 10 7 100 500 0 0 0 0:00
K2FibFastDropMan Rev 2.00 0.00 7 0 100 500 0 0 0 0:00
K2FibPbr route map r 2.00 0.06 20 5 100 500 0 0 0 16:42
K2FibPbr flat acl pr 2.00 0.07 20 2 100 500 0 0 0 3:24
K2FibPbr consolidati 2.00 0.01 10 0 100 500 0 0 0 0:24
K2FibPerVlanPuntMan 2.00 0.00 15 4 100 500 0 0 0 0:00
K2FibFlowCache flow 2.00 0.01 10 0 100 500 0 0 0 0:23
K2FibFlowCache flow 2.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2FibFlowCache adj r 2.00 0.01 10 0 100 500 0 0 0 0:20
K2FibFlowCache flow 2.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:06
K2MetStatsMan Review 2.00 0.14 5 2 100 500 0 0 0 23:40
K2FibMulticast MET S 2.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2QosDblMan Rate DBL 2.00 0.12 7 0 100 500 0 0 0 4:52
IrmFibThrottler Thro 2.00 0.01 7 0 100 500 0 0 0 0:21
K2 VlanStatsMan Revi 2.00 1.46 15 7 100 500 2 2 1 64:44
K2 Packet Memory Dia 2.00 0.00 15 8 100 500 0 1 1 45:46
K2 L2 Aging Table Re 2.00 0.12 20 3 100 500 0 0 0 7:22
RkiosPortMan Port Re 2.00 0.73 12 7 100 500 1 1 1 52:36
Rkios Module State R 4.00 0.02 40 1 100 500 0 0 0 1:28
Rkios Online Diag Re 4.00 0.02 40 0 100 500 0 0 0 1:15
RkiosIpPbr IrmPort R 2.00 0.02 10 3 100 500 0 0 0 2:44
RkiosAclMan Review 3.00 0.06 30 0 100 500 0 0 0 2:35
MatMan Review 0.50 0.00 4 0 100 500 0 0 0 0:00
Slot 3 ILC Manager R 3.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Slot 3 ILC S2wMan Re 3.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Slot 4 ILC Manager R 3.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Slot 4 ILC S2wMan Re 3.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Slot 5 ILC Manager R 3.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Slot 5 ILC S2wMan Re 3.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Slot 6 ILC Manager R 3.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Slot 6 ILC S2wMan Re 3.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Slot 7 ILC Manager R 3.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Slot 7 ILC S2wMan Re 3.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
EthHoleLinecardMan(1 1.66 0.04 10 0 100 500 0 0 0 1:18
EthHoleLinecardMan(2 1.66 0.02 10 0 100 500 0 0 0 1:18
EthHoleLinecardMan(6 1.66 0.17 10 6 100 500 0 0 0 6:38
-------------
%CPU Totals 212.80 35.63
Comprenda el comando show platform health en los switches Catalyst 4500
El comando show platform health proporciona una gran cantidad de información que sólo es relevante para un ingeniero de desarrollo. Para resolver problemas de uso excesivo de la CPU, busque un número más alto en la columna %CPU actualen el resultado. Además, asegúrese de echar un vistazo al lado derecho de esa fila para verificar el uso de la CPU de ese proceso en las columnas %CPU de 1 minuto y 1 media. A veces, los procesos alcanzan un pico momentáneamente pero no retienen la CPU durante mucho tiempo. Parte de la utilización momentáneamente alta de la CPU ocurre durante la programación de hardware o la optimización de la programación. Por ejemplo, un pico de utilización de la CPU es normal durante la programación de hardware de una ACL grande en el TCAM.
En el resultado del comando show platform healthcommand de la secciónComprensión del comando show processes cpu en los switches Catalyst 4500, los procesos Stub-JobEventScheduland theK2CpuMan Reviewutilizan un número mayor de ciclos de CPU.La Tabla 2proporciona información básica sobre los procesos comunes específicos de la plataforma que aparecen en el resultado del comando show platform.
Tabla 2: Descripción de los procesos específicos de la plataforma del comando show platform health
| Nombre de proceso específico de la plataforma | Descripción |
|---|---|
| Pim-review | Gestión del estado de la tarjeta de línea/chasis |
| Ebm | Módulo de puente Ethernet, como antigüedad y supervisión |
| Acl-Flattener/K2AclMan | Proceso de fusión de ACL |
| KxAclPathMan: rutaTagMan-Review | Administración y mantenimiento del estado de ACL |
| Revisión de K2CpuMan | El proceso que realiza el reenvío de paquetes de software Si observa una alta utilización de la CPU debido a este proceso, investigue los paquetes que llegan a la CPU con el uso del comando show platform cpu packet statistics. |
| K2AccelPacketMan | El controlador que interactúa con el motor de paquetes para enviar paquetes que se destinan desde la CPU |
| K2AclCamMan | Administra el hardware TCAM de entrada y salida para QoS y funciones de seguridad |
| K2AclPolicerTableMan | Administra los reguladores de entrada y salida |
| K2L2 | Representa el subsistema de reenvío L2 del software Cisco IOS Catalyst 4500. Estos procesos son responsables del mantenimiento de las diversas tablas L2. |
| Revisión de K2PortMan | Administra las diversas funciones de programación relacionadas con los puertos |
| K2Fib | administración FIB1 |
| K2FibFlowCache | PBR2cache management |
| K2FibAdjMan | Administración de tabla de adyacencia FIB |
| K2FibMulticast | Administra entradas FIB multidifusión |
| Revisión de K2MetStatsMan | Administra las estadísticas MET3 |
| Revisión De K2QosDblMan | Administra QoS DBL4 |
| Thro del acelerador IrmFib | módulo de routing IP |
| K2 L2 Tabla de envejecimiento Re | Gestiona la función de envejecimiento de L2 |
| GalChassisVp-review | Supervisión del estado del chasis |
| S2w-JobEventSchedule | Administra los protocolos S2W5para monitorear el estado de las tarjetas de línea |
| Stub-JobEventSchedul | Supervisión y mantenimiento de tarjetas de línea basadas en ASIC Stub |
| RkiosPortMan PortRe | Supervisión y mantenimiento del estado de los puertos |
| Estado R Del Módulo Rkios | Supervisión y mantenimiento de la tarjeta de línea |
| EthHoleLinecardMan | Administra GBIC6en cada una de las tarjetas de línea |
1FIB = Base de información de reenvío.
2PBR = routing basado en políticas.
3MET = Tabla de expansión de multidifusión.
4DBL = Límite de búfer dinámico.
5S2W = de serie a cable.
6GBIC = Conversor de interfaz Gigabit.
Solucionar problemas comunes de uso elevado de la CPU
Esta sección trata algunos de los problemas comunes de uso elevado de la CPU en los switches Catalyst 4500.
Uso elevado de la CPU debido a paquetes conmutados por proceso
Una de las razones comunes para el uso elevado de la CPU es que la CPU Catalyst 4500 está ocupada con el proceso de paquetes para paquetes reenviados por software o paquetes de control. Algunos ejemplos de paquetes reenviados por software son IPX o paquetes de control, como BPDU. Un pequeño número de estos paquetes se envía normalmente a la CPU. Sin embargo, una cantidad consistentemente grande de paquetes puede indicar un error de configuración o un evento de red. Debe identificar la causa de los eventos que llevan al reenvío de paquetes a la CPU para su procesamiento. Esta identificación le permite depurar los problemas de uso elevado de la CPU.
Algunas de las razones comunes para una alta utilización de la CPU debido a los paquetes conmutados por proceso son:
-
Un alto número de instancias de puerto de árbol de expansión
-
Mensajes de redirección ICMP; ruteo de paquetes en la misma interfaz
Otras razones para el cambio de paquetes a la CPU son:
-
Fragmentación de MTU: asegúrese de que todas las interfaces a lo largo de la trayectoria del paquete tengan la misma MTU.
-
ACL con indicadores TCP distintos de establecida
-
Routing IP versión 6 (IPv6): solo se admite a través de la ruta de switching de software.
-
GRE: solo se admite a través de la ruta de switching de software.
-
Denegación de tráfico en la ACL del router de entrada o salida (RACL)
Nota: Esta velocidad está limitada en Cisco IOS Software Release 12.1(13)EW1 y versiones posteriores.
Ejecute el comando no ip unreachablescommand en la interfaz de la ACL.
-
El tráfico ARP y DHCP excesivo llega a la CPU para su procesamiento debido a un gran número de hosts conectados directamente
Si sospecha un ataque DHCP, utilice la indagación DHCP para limitar la velocidad del tráfico DHCP desde cualquier puerto de host específico.
-
Sondeo SNMP excesivo por una estación final legítima o que se comporta mal
Un alto número de instancias de puertos de árbol de expansión
Catalyst 4500 admite 3000 instancias de puertos de árbol de extensión o puertos activos en el modo Per VLAN Spanning Tree+ (PVST+). El soporte está disponible en todos los Supervisor Engines, excepto en Supervisor Engine II+ y II+TS, y en Catalyst 4948. Supervisor Engine II+ y II+TS y Catalyst 4948 admiten hasta 1500 instancias de puertos. Si excede estas recomendaciones de instancia STP, el switch exhibe un uso elevado de la CPU.
Catalyst 4500
Este diagrama muestra un Catalyst 4500 con tres puertos troncales que transportan VLAN del 1 al 100. Esto equivale a 300 instancias de puerto de árbol de expansión. En general, puede calcular las instancias de puerto de árbol de expansión con esta fórmula:
Total number of STP instances = Number of access ports + Sum of all VLANs that are carried in each of the trunks
En el diagrama, no hay puertos de acceso, pero los tres trunks llevan las VLAN del 1 al 100:
Total number of STP instances = 0 + 100 + 100 + 100 = 300
Paso 1: Verifique el proceso del IOS de Cisco con show processes cpu el comando.
En esta sección se revisan los comandos que utiliza un administrador para reducir el problema del uso elevado de la CPU. Si ejecuta el comando show processes cpu, puede ver que dos procesos principales, Cat4k Mgmt LoPriandSpanning Tree, utilizan principalmente la CPU. Con solo esta información, sabrá que el proceso de spanning tree consume una porción considerable de los ciclos de la CPU.
Switch#show processes cpu CPU utilization for five seconds: 74%/1%; one minute: 73%; five minutes: 50% PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process 1 4 198 20 0.00% 0.00% 0.00% 0 Chunk Manager 2 4 290 13 0.00% 0.00% 0.00% 0 Load Meter !--- Output suppressed. 25 488 33 14787 0.00% 0.02% 0.00% 0 Per-minute Jobs 26 90656 223674 405 6.79% 6.90% 7.22% 0 Cat4k Mgmt HiPri 27 158796 59219 2681 32.55% 33.80% 21.43% 0 Cat4k Mgmt LoPri 28 20 1693 11 0.00% 0.00% 0.00% 0 Galios Reschedul 29 0 1 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Cisco IOS ACL Helper 30 0 2 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 NAM Manager !--- Output suppressed. 41 0 1 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 SFF8472 42 0 2 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 AAA Dictionary R 43 78564 20723 3791 32.63% 30.03% 17.35% 0 Spanning Tree 44 112 999 112 0.00% 0.00% 0.00% 0 DTP Protocol 45 0 147 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Ethchnl
Paso 2: Verifique el proceso específico de Catalyst 4500 con el comando show platform health.
Para comprender qué proceso específico de la plataforma consume la CPU, ejecute el comando show platform health. En esta salida, puede ver que el proceso K2CpuMan Review, un trabajo para manejar paquetes enlazados a la CPU, utiliza la CPU:
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
!--- Output suppressed.
TagMan-RecreateMtegR 1.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2CpuMan Review 30.00 37.62 30 53 100 500 41 33 1 2:12
K2AccelPacketMan: Tx 10.00 4.95 20 0 100 500 5 4 0 0:36
K2AccelPacketMan: Au 0.10 0.00 0 0 100 500 0 0 0 0:00
K2AclMan-taggedFlatA 1.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Paso 3: Verifique la cola de CPU que recibe el tráfico para identificar el tipo de tráfico enlazado a la CPU.
Ejecute elshow platform cpu packet statisticscomando para verificar qué cola de CPU recibe el paquete enlazado a CPU. El resultado de esta sección muestra que la cola de control recibe una gran cantidad de paquetes. Utilice la información de la Tabla 1y la conclusión que extrajo enPaso 1. Puede determinar que los paquetes que procesa la CPU y la razón de la alta utilización de la CPU es el procesamiento BPDU.
Switch#show platform cpu packet statistics !--- Output suppressed. Total packet queues 16 Packets Received by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Esmp 202760 196 173 128 28 Control 388623 2121 1740 598 16 Packets Dropped by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Control 17918 0 19 24 3
Paso 4: Identifique la causa raíz.
Ejecute elshow spanning-tree summarycomando. Puede verificar si la recepción de las BPDU se debe a un alto número de instancias de puerto de árbol de expansión. El resultado identifica claramente la causa raíz:
Switch#show spanning-tree summary Switch is in pvst mode Root bridge for: none Extended system ID is enabled Portfast Default is disabled PortFast BPDU Guard Default is disabled Portfast BPDU Filter Default is disabled Loopguard Default is disabled EtherChannel misconfig guard is enabled UplinkFast is disabled BackboneFast is disabled Configured Pathcost method used is short !--- Output suppressed. Name Blocking Listening Learning Forwarding STP Active ---------------------- -------- --------- -------- ---------- ---------- 2994 vlans 0 0 0 5999 5999
Hay un gran número de VLAN con la configuración de modo PVST+. Para resolver el problema, cambie el modo STP a Árbol de expansión múltiple (MST). En algunos casos, el número de instancias de STP es alto porque un número alto de VLAN se reenvían en todos los puertos trunk. En este caso, recorte manualmente las VLAN que no son necesarias desde el trunk para reducir el número de puertos activos STP a muy por debajo del valor recomendado.
Sugerencia: asegúrese de no configurar los puertos del teléfono IP como puertos troncales. Este es un error de configuración común. Configure los puertos del teléfono IP con una configuración de VLAN de voz. Esta configuración crea un pseudotrunk, pero no requiere que recorte manualmente las VLAN innecesarias. Para obtener más información sobre cómo configurar los puertos de voz, refiérase a la guía de configuración del software Configuración de Interfaces de Voz. Los teléfonos IP que no son de Cisco no admiten esta configuración de VLAN de voz o VLAN auxiliar. Debe eliminar manualmente los puertos con teléfonos IP que no sean de Cisco.
Mensajes de redirección ICMP; Enrutamiento de paquetes en la misma interfaz
El ruteo de paquetes en la misma interfaz, o el ingreso y egreso del tráfico en la misma interfaz L3, puede resultar en una redirección ICMP por parte del switch. Si el switch sabe que el dispositivo de salto siguiente al destino final está en la misma subred que el dispositivo de envío, el switch genera redirección ICMP al origen. Los mensajes de redirección indican al origen que envíe el paquete directamente al dispositivo de salto siguiente. Los mensajes indican que el dispositivo de salto siguiente tiene una mejor ruta al destino, una ruta de un salto menos que este switch.
En el diagrama de esta sección, el PC A se comunica con el servidor Web. El gateway predeterminado de la PC A apunta a la dirección IP de la interfaz VLAN 100. Sin embargo, el router de salto siguiente que permite que el Catalyst 4500 alcance el destino está en la misma subred que la PC A. La mejor trayectoria en este caso es enviar directamente al "Router". Catalyst 4500 envía un mensaje de redirección ICMP al PC A. El mensaje indica al PC A que envíe los paquetes destinados al servidor web a través del router, en lugar de a través de Catalyst 4500. Sin embargo, en la mayoría de los casos, los dispositivos finales no responden a la redirección ICMP. La falta de respuesta hace que el Catalyst 4500 gaste muchos ciclos de CPU en la generación de estos redireccionamientos ICMP para todos los paquetes que el Catalyst reenvía a través de la misma interfaz que los paquetes de ingreso.
De forma predeterminada, ICMP Redirect está habilitado.
De forma predeterminada, la redirección ICMP está habilitada. Para desactivarlo, utilice elip icmp redirectscomando. Ejecute el comando en la interfaz SVI o L3 relevante.
Nota: Dado que ip icmp redirects es un comando predeterminado, no está visible en el resultado delshow running-configurationcomando.
Paso 1: Verifique el proceso del IOS de Cisco con el show processes cpu comando.
Ejecute elshow processes cpucomando. Puede ver que dos procesos principales, Cat4k Mgmt LoPriandIP Input, utilizan principalmente la CPU. Con sólo esta información, sabe que el proceso de paquetes IP gasta una porción considerable de la CPU.
Switch#show processes cpu CPU utilization for five seconds: 38%/1%; one minute: 32%; five minutes: 32% PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process 1 0 63 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Chunk Manager 2 60 50074 1 0.00% 0.00% 0.00% 0 Load Meter 3 0 1 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Deferred Events !--- Output suppressed. 27 524 250268 2 0.00% 0.00% 0.00% 0 TTY Background 28 816 254843 3 0.00% 0.00% 0.00% 0 Per-Second Jobs 29 101100 5053 20007 0.00% 0.01% 0.00% 0 Per-minute Jobs 30 26057260 26720902 975 5.81% 6.78% 5.76% 0 Cat4k Mgmt HiPri 31 19482908 29413060 662 19.64% 18.20% 20.48% 0 Cat4k Mgmt LoPri !--- Output suppressed.show platform health35 60 902 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 DHCP Snooping 36 504625304 645491491 781 72.40% 72.63% 73.82% 0 IP Input
Paso 2: Verifique el proceso específico de Catalyst 4500 con el show platform health comando.
La salida del show platform healthcomando confirma el uso de la CPU para procesar los paquetes enlazados a la CPU.
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
--- Output suppressed.
TagMan-RecreateMtegR 1.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2CpuMan Review 330.00 19.18 150 79 25 500 20 19 18 5794:08
K2AccelPacketMan: Tx 10.00 4.95 20 0 100 500 5 4 0 0:36
K2AccelPacketMan: Au 0.10 0.00 0 0 100 500 0 0 0 0:00
K2AclMan-taggedFlatA 1.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Paso 3: Verifique la cola de CPU que recibe el tráfico para identificar el tipo de tráfico enlazado a la CPU.
Ejecute elshow platform cpu packet statisticscomando para verificar qué cola de CPU recibe el paquete enlazado a CPU. Puede ver que la cola L3 Fwd Lowqueue recibe bastante tráfico.
Switch#show platform cpu packet statistics !--- Output suppressed. Packets Received by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Esmp 48613268 38 39 38 39 Control 142166648 74 74 73 73 Host Learning 1845568 2 2 2 2 L3 Fwd High 17 0 0 0 0 L3 Fwd Medium 2626 0 0 0 0 L3 Fwd Low 4717094264 3841 3879 3873 3547 L2 Fwd Medium 1 0 0 0 0 L3 Rx High 257147 0 0 0 0 L3 Rx Low 5325772 10 19 13 7 RPF Failure 155 0 0 0 0 ACL fwd(snooping) 65604591 53 54 54 53 ACL log, unreach 11013420 9 8 8 8
Paso 4: Identifique la causa raíz.
En este caso, utilice la CPU SPAN para determinar el tráfico que llega a la CPU. Para obtener información sobre el SPAN de la CPU, consulte laHerramienta 1: Monitoree el Tráfico de CPU con SPAN—Sección Posterior y Versión 12.1(19)EW del Software del IOS de Cisco de este documento. Complete un análisis del tráfico y una configuración con el uso delshow running-configurationcomando. En este caso, un paquete se rutea a través de la misma interfaz, lo que conduce al problema de una redirección ICMP para cada paquete. Esta causa raíz es una de las razones comunes para la alta utilización de la CPU en el Catalyst 4500.
Puede esperar que el dispositivo de origen actúe en el redireccionamiento ICMP que el Catalyst 4500 envía y cambie el salto siguiente para el destino. Sin embargo, no todos los dispositivos responden a una redirección ICMP. Si el dispositivo no responde, el Catalyst 4500 debe enviar redirecciones para cada paquete que el switch recibe del dispositivo de envío. Estas redirecciones pueden consumir una gran cantidad de recursos de la CPU. La solución es inhabilitar la redirección ICMP. Ejecute elno ip redirectscomando en las interfaces.
Este escenario puede ocurrir cuando también ha configurado direcciones IP secundarias. Cuando habilita las direcciones IP secundarias, la redirección IP se inhabilita automáticamente. Asegúrese de que no activa manualmente las redirecciones IP.
Como thisICMP redirige; Como se ha indicado en la sección Routing Packets on the Same Interface, la mayoría de los dispositivos finales no responden a las redirecciones ICMP. Por lo tanto, como práctica general, desactive esta función.
Ruteo IPX o AppleTalk
El Catalyst 4500 admite el ruteo IPX y AppleTalk solamente a través de la trayectoria de reenvío de software. Con la configuración de dichos protocolos, es normal una mayor utilización de la CPU.
Nota: El switching del tráfico IPX y AppleTalk en la misma VLAN no requiere el process switching. Sólo los paquetes que deben enrutarse requieren el reenvío de la ruta de software.
Paso 1: Verifique el proceso del IOS de Cisco con el show processes cpu comando.
Ejecute el show processes cpu comando para verificar qué proceso del IOS de Cisco consume la CPU. En esta salida de comando, observe que el proceso superior es la LoPri de administración Cat4k:
witch#show processes cpu CPU utilization for five seconds: 87%/10%; one minute: 86%; five minutes: 87% PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process 1 4 53 75 0.00% 0.00% 0.00% 0 Chunk Manager !--- Output suppressed. 25 8008 1329154 6 0.00% 0.00% 0.00% 0 Per-Second Jobs 26 413128 38493 10732 0.00% 0.02% 0.00% 0 Per-minute Jobs 27 148288424 354390017 418 2.60% 2.42% 2.77% 0 Cat4k Mgmt HiPri 28 285796820 720618753 396 50.15% 59.72% 61.31% 0 Cat4k Mgmt LoPri
Paso 2: Verifique el proceso específico de Catalyst 4500 con el show platform health comando.
La salida delshow platform healthcomando confirma el uso de la CPU para procesar los paquetes enlazados a la CPU.
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
!--- Output suppressed.
TagMan-RecreateMtegR 1.00 0.00 10 4 100 500 0 0 0 0:00
K2CpuMan Review 30.00 27.39 30 53 100 500 42 47 42 4841:
K2AccelPacketMan: Tx 10.00 8.03 20 0 100 500 21 29 26 270:4
Paso 3: Verifique la cola de la CPU que recibe el tráfico para identificar el tipo de tráfico enlazado a la CPU.
Para determinar el tipo de tráfico que llega a la CPU, ejecute elshow platform cpu packet statisticscomando.
Switch#show platform cpu packet statistics !--- Output suppressed. Packets Received by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Esmp 48613268 38 39 38 39 Control 142166648 74 74 73 73 Host Learning 1845568 2 2 2 2 L3 Fwd High 17 0 0 0 0 L3 Fwd Medium 2626 0 0 0 0 L3 Fwd Low 1582414 1 1 1 1 L2 Fwd Medium 1 0 0 0 0 L2 Fwd Low 576905398 1837 1697 1938 1515 L3 Rx High 257147 0 0 0 0 L3 Rx Low 5325772 10 19 13 7 RPF Failure 155 0 0 0 0 ACL fwd(snooping) 65604591 53 54 54 53 ACL log, unreach 11013420 9 8 8 8
Paso 4: Identifique la causa raíz.
Dado que el administrador ha configurado el ruteo IPX o AppleTalk, la identificación de la causa raíz debe ser sencilla. Pero para confirmar, SPAN el tráfico de la CPU y asegúrese de que el tráfico que vea sea el tráfico esperado. Para obtener información sobre el SPAN de la CPU, consulte laHerramienta 1: Monitoree el Tráfico de CPU con SPAN—Sección Posterior y Versión 12.1(19)EW del Software del IOS de Cisco de este documento.
En este caso, el administrador debe actualizar la CPU de línea base al valor actual. La CPU Catalyst 4500 se comporta como se esperaba cuando la CPU procesa paquetes conmutados por software.
Aprendizaje de organizador
El Catalyst 4500 aprende las direcciones MAC de varios hosts, si la dirección MAC no está ya en la tabla de direcciones MAC. El motor de conmutación reenvía una copia del paquete con la nueva dirección MAC a la CPU.
Todas las interfaces VLAN (capa 3) utilizan la dirección de hardware de la base del chasis como dirección MAC. Como resultado, no hay una entrada en la tabla de direcciones MAC, y los paquetes destinados a estas interfaces VLAN no se envían a la CPU para su procesamiento.
Si hay un número excesivo de nuevas direcciones MAC para que el switch las detecte, puede producirse un uso elevado de la CPU.
Paso 1: Verifique el proceso del IOS de Cisco con el show processes cpu comando.
Ejecute show processes cpuel comando para verificar qué proceso del IOS de Cisco consume la CPU. En este resultado del comando, observe que el proceso superior es el Cat4k Mgmt LoPri:
Switch#show processes cpu CPU utilization for five seconds: 89%/1%; one minute: 74%; five minutes: 71% PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process 1 4 53 75 0.00% 0.00% 0.00% 0 Chunk Manager !--- Output suppressed. 25 8008 1329154 6 0.00% 0.00% 0.00% 0 Per-Second Jobs 26 413128 38493 10732 0.00% 0.02% 0.00% 0 Per-minute Jobs 27 148288424 354390017 418 26.47% 10.28% 10.11% 0 Cat4k Mgmt HiPri 28 285796820 720618753 396 52.71% 56.79% 55.70% 0 Cat4k Mgmt LoPri
Paso 2: Verifique el proceso específico de Catalyst 4500 con el comando show platform health.
El resultado del comando show platform health confirma el uso de la CPU para procesar los paquetes enlazados a la CPU.
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
!--- Output suppressed.
TagMan-RecreateMtegR 1.00 0.00 10 4 100 500 0 0 0 0:00
K2CpuMan Review 30.00 46.88 30 47 100 500 30 29 21 265:01
K2AccelPacketMan: Tx 10.00 8.03 20 0 100 500 21 29 26 270:4
Paso 3: Verifique la cola de la CPU que recibe el tráfico para identificar el tipo de tráfico enlazado a la CPU.
Para determinar el tipo de tráfico que llega a la CPU, ejecute el comando show platform cpu packet statistics.
Switch#show platform cpu packet statistics !--- Output suppressed. Packets Received by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Esmp 48613268 38 39 38 39 Control 142166648 74 74 73 73 Host Learning 1845568 1328 1808 1393 1309 L3 Fwd High 17 0 0 0 0 L3 Fwd Medium 2626 0 0 0 0 L3 Fwd Low 1582414 1 1 1 1 L2 Fwd Medium 1 0 0 0 0 L2 Fwd Low 576905398 37 7 8 5 L3 Rx High 257147 0 0 0 0 L3 Rx Low 5325772 10 19 13 7 RPF Failure 155 0 0 0 0 ACL fwd(snooping) 65604591 53 54 54 53 ACL log, unreach 11013420 9 8 8 8
Paso 4: Identifique la causa raíz.
La salida delshow platform healthcomando muestra que la CPU ve muchas direcciones MAC nuevas. Esta situación es a menudo el resultado de la inestabilidad de la topología de red. Por ejemplo, si cambia la topología del árbol de expansión, el switch genera notificaciones de cambio de topología (TCN). El problema de los TCN reduce el tiempo de envejecimiento a 15 segundos en el modo PVST+. Las entradas de direcciones MAC se vacían si las direcciones no se vuelven a aprender dentro del período de tiempo. En el caso de STP rápido (RSTP) (IEEE 802.1w) o MST (IEEE 802.1s), las entradas se desactualizan inmediatamente si la TCN proviene de otro switch. Esta antigüedad hace que las direcciones MAC se aprendan de nuevo. Este no es un problema importante si los cambios de topología son raros. Sin embargo, puede haber un número excesivo de cambios de topología debido a un link inestable, un switch defectuoso o puertos host que no están habilitados para PortFast. Se puede producir un gran número de vaciados de la tabla MAC y el reaprendizaje posterior. El siguiente paso en la identificación de la causa raíz es resolver problemas de la red. El switch funciona según lo esperado y envía los paquetes a la CPU para el aprendizaje de la dirección del host. Identifique y corrija el dispositivo defectuoso que resulta en TCN excesivos.
Su red puede tener muchos dispositivos que envían tráfico en ráfagas, lo que hace que las direcciones MAC se desactualicen y posteriormente se vuelvan a aprender en el switch. En este caso, aumente el tiempo de vencimiento de la tabla de direcciones MAC para proporcionar algún alivio. Con un tiempo de envejecimiento más largo, los switches conservan las direcciones MAC del dispositivo en la tabla durante un período de tiempo más largo antes de que caduque.
Precaución: Haga que este cambio de edad solo después de una cuidadosa consideración. El cambio puede provocar un agujero negro en el tráfico si tiene dispositivos móviles en la red.
Falta de recursos de hardware (TCAM) para ACL de seguridad
Catalyst 4500 programa las ACL configuradas con el uso de Cisco TCAM. TCAM permite la aplicación de las ACL en el trayecto de reenvío de hardware. No hay impacto en el rendimiento del switch, con o sin ACL en la trayectoria de reenvío. El rendimiento es constante a pesar del tamaño de la ACL porque el rendimiento de las búsquedas de ACL es a velocidad de línea. Sin embargo, TCAM es un recurso limitado. Por lo tanto, si configura un número excesivo de entradas ACL, excede la capacidad TCAM.La Tabla 3muestra el número de recursos TCAM disponibles en cada uno de los switches y motores supervisores Catalyst 4500.
Tabla 3: Capacidad de TCAM en switches/motores supervisores Catalyst 4500
| Producto | Función TCAM (por dirección) | QoS TCAM (por dirección) |
|---|---|---|
| Supervisor Engine II+/II+TS | 8192 entradas con 1024 máscaras | 8192 entradas con 1024 máscaras |
| Supervisor Engine III/IV/V y Catalyst 4948 | 16.384 entradas con 2.048 máscaras | 16.384 entradas con 2.048 máscaras |
| Supervisor Engine V-10GE y Catalyst 4948-10GE | 16 384 entradas con 16 384 máscaras | 16 384 entradas con 16 384 máscaras |
El switch utiliza la función TCAM para programar la ACL de seguridad, como RACL y VLAN ACL (VACL). El switch también utiliza la función TCAM para funciones de seguridad como IP Source Guard (IPSG) para ACL dinámicas. El switch utiliza QoS TCAM para programar la clasificación y las ACL del regulador.
Cuando el Catalyst 4500 se queda sin recursos TCAM durante la programación de una ACL de seguridad, se produce una aplicación parcial de la ACL a través de la trayectoria del software. Los paquetes que llegan a esas ACE se procesan en el software, lo que causa una alta utilización de la CPU. ACL se programa de arriba hacia abajo. En otras palabras, si la ACL no encaja en el TCAM, es probable que el ACE en la parte inferior de la ACL no esté programado en el TCAM.
Este mensaje de advertencia aparece cuando ocurre un desbordamiento de TCAM:
%C4K_HWACLMAN-4-ACLHWPROGERRREASON: (Suppressed 1times) Input(null, 12/Normal) Security: 140 - insufficient hardware TCAM masks. %C4K_HWACLMAN-4-ACLHWPROGERR: (Suppressed 4 times) Input Security: 140 - hardware TCAM limit, some packet processing can be software switched.
Puede ver este mensaje de error en el resultado del comando show logging. El mensaje indica de manera concluyente que puede tener lugar algún procesamiento de software y, en consecuencia, puede haber una alta utilización de la CPU.
Nota: Si cambia una ACL grande, puede ver este mensaje brevemente antes de que la ACL cambiada se programe nuevamente en el TCAM.
Paso 1: Verifique el proceso de Cisco IOS con el comando show processes cpu.
Ejecute el comando show processes cpucommand. Puede ver que el uso de la CPU es alto porque el proceso LoP de administración de Cat4k ocupa la mayoría de los ciclos de la CPU.
Switch#show processes cpu CPU utilization for five seconds: 99%/0%; one minute: 99%; five minutes: 99% PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process 1 0 11 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Chunk Manager 2 9716 632814 15 0.00% 0.00% 0.00% 0 Load Meter 3 780 302 2582 0.00% 0.00% 0.00% 0 SpanTree Helper !--- Output suppressed. 23 18208 3154201 5 0.00% 0.00% 0.00% 0 TTY Background 24 37208 3942818 9 0.00% 0.00% 0.00% 0 Per-Second Jobs 25 1046448 110711 9452 0.00% 0.03% 0.00% 0 Per-minute Jobs 26 175803612 339500656 517 4.12% 4.31% 4.48% 0 Cat4k Mgmt HiPri 27 835809548 339138782 2464 86.81% 89.20% 89.76% 0 Cat4k Mgmt LoPri 28 28668 2058810 13 0.00% 0.00% 0.00% 0 Galios Reschedul
Paso 2: Verifique el Proceso Específico de Catalyst 4500 con el show platform health Comando.
Ejecute elshow platform healthcomando. Puede ver que K2CpuMan Review, un trabajo para manejar paquetes enlazados a la CPU, utiliza la CPU.
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
Lj-poll 1.00 0.01 2 0 100 500 0 0 0 13:45
GalChassisVp-review 3.00 0.20 10 16 100 500 0 0 0 88:44
S2w-JobEventSchedule 10.00 0.57 10 7 100 500 1 0 0 404:22
Stub-JobEventSchedul 10.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
StatValueMan Update 1.00 0.09 1 0 100 500 0 0 0 91:33
Pim-review 0.10 0.00 1 0 100 500 0 0 0 4:46
Ebm-host-review 1.00 0.00 8 4 100 500 0 0 0 14:01
Ebm-port-review 0.10 0.00 1 0 100 500 0 0 0 0:20
Protocol-aging-revie 0.20 0.00 2 0 100 500 0 0 0 0:01
Acl-Flattener 1.00 0.00 10 5 100 500 0 0 0 0:04
KxAclPathMan create/ 1.00 0.00 10 5 100 500 0 0 0 0:21
KxAclPathMan update 2.00 0.00 10 6 100 500 0 0 0 0:05
KxAclPathMan reprogr 1.00 0.00 2 1 100 500 0 0 0 0:00
TagMan-InformMtegRev 1.00 0.00 5 0 100 500 0 0 0 0:00
TagMan-RecreateMtegR 1.00 0.00 10 14 100 500 0 0 0 0:18
K2CpuMan Review 30.00 91.31 30 92 100 500 128 119 84 13039:02
K2AccelPacketMan: Tx 10.00 2.30 20 0 100 500 2 2 2 1345:30
K2AccelPacketMan: Au 0.10 0.00 0 0 100 500 0 0 0 0:00
Paso 3: Verifique la cola de la CPU que recibe el tráfico para identificar el tipo de tráfico enlazado a la CPU.
Debe comprender mejor qué cola de CPU y, por lo tanto, qué tipo de tráfico llega a la cola de CPU. Ejecute el comando show platform cpu packet statistics. Puede ver que la cola de procesamiento de sw ACL recibe un alto número de paquetes. Por lo tanto, el desbordamiento de TCAM es la causa de este problema de uso elevado de la CPU.
Switch#show platform cpu packet statistics !--- Output suppressed. Packets Received by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Control 57902635 22 16 12 3 Host Learning 464678 0 0 0 0 L3 Fwd Low 623229 0 0 0 0 L2 Fwd Low 11267182 7 4 6 1 L3 Rx High 508 0 0 0 0 L3 Rx Low 1275695 10 1 0 0 ACL fwd(snooping) 2645752 0 0 0 0 ACL log, unreach 51443268 9 4 5 5 ACL sw processing 842889240 1453 1532 1267 1179 Packets Dropped by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- L2 Fwd Low 3270 0 0 0 0 ACL sw processing 12636 0 0 0 0
Paso 4: Resolver el problema.
En el paso 3, ha determinado la causa raíz de este escenario. Quite la ACL que causó el desbordamiento o minimice la ACL para evitar el desbordamiento. Además, revise la guía de configuración Configuración de la Seguridad de la Red con ACLs para optimizar la configuración y programación de ACL en el hardware.
La palabra clave log en ACL
El Catalyst 4500 admite el registro de detalles de paquetes que llegan a cualquier entrada de ACL específica, pero el registro excesivo puede causar una alta utilización de la CPU. Evite el uso de palabras clave de registro, excepto durante la etapa de detección de tráfico. Durante la etapa de detección de tráfico, se identifica el tráfico que fluye a través de la red para el cual no ha configurado explícitamente las ACE. No utilice la palabra clave log para recopilar estadísticas. En Cisco IOS Software Release 12.1(13)EW y posteriores, losmensajes de registro están limitados por velocidad. Si utiliza mensajes de registro para contar el número de paquetes que coinciden con la ACL, el recuento no es preciso. En su lugar, utilice elshow access-listcomando para obtener estadísticas precisas. La identificación de esta causa raíz es más fácil porque una revisión de la configuración olos mensajes de registro pueden indicar el uso de la función de registro ACL.
Paso 1: Verifique el proceso de Cisco IOS con el comando show processes cpu.
Ejecute el comandoshow processes cpupara verificar qué proceso del IOS de Cisco consume la CPU. En este resultado del comando, se encuentra que el proceso principal es la LoPri de administración Cat4k:
Switch#show processes cpu CPU utilization for five seconds: 99%/0%; one minute: 99%; five minutes: 99% PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process 1 0 11 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Chunk Manager 2 9716 632814 15 0.00% 0.00% 0.00% 0 Load Meter !--- Output suppressed. 26 175803612 339500656 517 4.12% 4.31% 4.48% 0 Cat4k Mgmt HiPri 27 835809548 339138782 2464 86.81% 89.20% 89.76% 0 Cat4k Mgmt LoPri 28 28668 2058810 13 0.00% 0.00% 0.00% 0 Galios Reschedul
Paso 2: Verifique el proceso específico de Catalyst 4500 con el comando show platform health.
Verifique el proceso específico de la plataforma que utiliza la CPU. Ejecute elshow platform healthcomando. En el resultado, observe que el proceso K2CpuMan Review utiliza la mayoría de los ciclos de la CPU. Esta actividad indica que la CPU está ocupada mientras procesa los paquetes destinados a ella.
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
Lj-poll 1.00 0.01 2 0 100 500 0 0 0 13:45
GalChassisVp-review 3.00 0.20 10 16 100 500 0 0 0 88:44
S2w-JobEventSchedule 10.00 0.57 10 7 100 500 1 0 0 404:22
Stub-JobEventSchedul 10.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
StatValueMan Update 1.00 0.09 1 0 100 500 0 0 0 91:33
Pim-review 0.10 0.00 1 0 100 500 0 0 0 4:46
Ebm-host-review 1.00 0.00 8 4 100 500 0 0 0 14:01
Ebm-port-review 0.10 0.00 1 0 100 500 0 0 0 0:20
Protocol-aging-revie 0.20 0.00 2 0 100 500 0 0 0 0:01
Acl-Flattener 1.00 0.00 10 5 100 500 0 0 0 0:04
KxAclPathMan create/ 1.00 0.00 10 5 100 500 0 0 0 0:21
KxAclPathMan update 2.00 0.00 10 6 100 500 0 0 0 0:05
KxAclPathMan reprogr 1.00 0.00 2 1 100 500 0 0 0 0:00
TagMan-InformMtegRev 1.00 0.00 5 0 100 500 0 0 0 0:00
TagMan-RecreateMtegR 1.00 0.00 10 14 100 500 0 0 0 0:18
K2CpuMan Review 30.00 91.31 30 92 100 500 128 119 84 13039:02
K2AccelPacketMan: Tx 10.00 2.30 20 0 100 500 2 2 2 1345:30
K2AccelPacketMan: Au 0.10 0.00 0 0 100 500 0 0 0 0:00
Paso 3: Verifique la cola de la CPU que recibe el tráfico para identificar el tipo de tráfico enlazado a la CPU.
Para determinar el tipo de tráfico que llega a la CPU, ejecute show platform cpu packet statisticsel comando. En este resultado del comando, puede ver que la recepción de paquetes se debe a la palabra clave ACLlogkeyword:
Switch#show platform cpu packet statistics !--- Output suppressed. Total packet queues 16 Packets Received by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ----------------- -------------------- --------- --------- --------- ---------- Control 1198701435 35 35 34 35 Host Learning 874391 0 0 0 0 L3 Fwd High 428 0 0 0 0 L3 Fwd Medium 12745 0 0 0 0 L3 Fwd Low 2420401 0 0 0 0 L2 Fwd High 26855 0 0 0 0 L2 Fwd Medium 116587 0 0 0 0 L2 Fwd Low 317829151 53 41 31 31 L3 Rx High 2371 0 0 0 0 L3 Rx Low 32333361 7 1 2 0 RPF Failure 4127 0 0 0 0 ACL fwd (snooping) 107743299 4 4 4 4 ACL log, unreach 1209056404 1987 2125 2139 2089 Packets Dropped by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ----------------- -------------------- --------- --------- --------- ---------- ACL log, unreach 193094788 509 362 437 394
Paso 4: resolver el problema.
En el paso 3, ha determinado la causa raíz de este escenario. Para evitar este problema, quite la palabra clave log de las ACL. En Cisco IOS Software Release 12.1(13)EW1 y versiones posteriores, los paquetes están limitados por velocidad de modo que el uso de la CPU no llega a ser demasiado alto. Utilice los contadores de la lista de acceso como una manera de realizar un seguimiento de los aciertos de ACL. Puede ver los contadores de la lista de acceso en el show access-list acl_idresultado del comando.
Bucles de reenvío de capa 2
Los loops de reenvío de Capa 2 pueden ser causados por una implementación deficiente del Spanning Tree Protocol (STP) y varios problemas que pueden afectar el STP.
Paso 1: Verifique el proceso de Cisco IOS con el show processes cpu comando
En esta sección se revisan los comandos que utiliza un administrador para reducir el problema del uso elevado de la CPU. Si ejecuta elshow processes cpucomando, puede ver que dos procesos principales, Cat4k Mgmt LoPriandSpanning Tree, utilizan principalmente la CPU. Con solo esta información, sabrá que el proceso de spanning tree consume una porción considerable de los ciclos de la CPU.
Switch#show processes cpu CPU utilization for five seconds: 74%/1%; one minute: 73%; five minutes: 50% PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process 1 4 198 20 0.00% 0.00% 0.00% 0 Chunk Manager 2 4 290 13 0.00% 0.00% 0.00% 0 Load Meter !--- Output suppressed. 25 488 33 14787 0.00% 0.02% 0.00% 0 Per-minute Jobs 26 90656 223674 405 6.79% 6.90% 7.22% 0 Cat4k Mgmt HiPri 27 158796 59219 2681 32.55% 33.80% 21.43% 0 Cat4k Mgmt LoPri 28 20 1693 11 0.00% 0.00% 0.00% 0 Galios Reschedul 29 0 1 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 IOS ACL Helper 30 0 2 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 NAM Manager !--- Output suppressed. 41 0 1 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 SFF8472 42 0 2 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 AAA Dictionary R 43 78564 20723 3791 32.63% 30.03% 17.35% 0 Spanning Tree 44 112 999 112 0.00% 0.00% 0.00% 0 DTP Protocol 45 0 147 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Ethchnl
Paso 2: Verifique el proceso específico de Catalyst 4500 con el comando show platform health
Para comprender qué proceso específico de la plataforma consume la CPU, ejecute elshow platform healthcomando. En esta salida, puede ver que el proceso K2CpuMan Review, un trabajo para manejar paquetes enlazados a la CPU, utiliza la CPU:
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
!--- Output suppressed.
TagMan-RecreateMtegR 1.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2CpuMan Review 30.00 37.62 30 53 100 500 41 33 1 2:12
K2AccelPacketMan: Tx 10.00 4.95 20 0 100 500 5 4 0 0:36
K2AccelPacketMan: Au 0.10 0.00 0 0 100 500 0 0 0 0:00
K2AclMan-taggedFlatA 1.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
Paso 3: Verifique la cola de la CPU que recibe el tráfico para identificar el tipo de tráfico enlazado a la CPU
Ejecute elshow platform cpu packet statisticscomando para verificar qué cola de CPU recibe el paquete enlazado a CPU. El resultado de esta sección muestra que la cola de control recibe una gran cantidad de paquetes. Utilice la información de la Tabla 1y la conclusión que extrajo enPaso 1. Puede determinar que los paquetes que procesa la CPU y la razón de la alta utilización de la CPU es el procesamiento BPDU.
Switch#show platform cpu packet statistics !--- Output suppressed. Total packet queues 16 Packets Received by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Esmp 202760 196 173 128 28 Control 388623 2121 1740 598 16 Packets Dropped by Packet Queue Queue Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Control 17918 0 19 24 3
Paso 4: Identifique la causa principal y solucione el problema
Generalmente, puede completar estos pasos para resolver problemas (dependiendo de la situación, algunos pasos no serán necesarios):
-
Identificar el loop.
-
Descubra el alcance del bucle.
-
Interrumpa el loop.
-
Corrija la causa del loop.
-
Restaurar redundancia.
Cada uno de los pasos se explica en detalle en Troubleshooting Forwarding Loops - Troubleshooting STP on Catalyst Switches Running Cisco IOS System Software.
Paso 5: Implemente funciones avanzadas de STP
-
BDPU Guard: Protege STP de dispositivos de red no autorizados conectados a puertos habilitados para portfast. Consulte Mejora de la Protección de BPDU PortFast del Spanning Tree para obtener más información.
-
Protección de loop: aumenta la estabilidad de las redes de capa 2. Consulte Mejoras en el Spanning-Tree Protocol con las Funciones de Protección de Loop y Detección de Desviación de BPDU para obtener más información.
-
Protección de raíz: aplica la ubicación del puente raíz en la red. Consulte Mejora de Protección de Raíz del Spanning Tree Protocol para obtener más información.
-
UDLD: detecta los links unidireccionales y evita los loops de reenvío. Consulte Comprensión y Configuración de la Función Unidirectional Link Detection Protocol para obtener más información.
Otras causas del uso elevado de la CPU
Estas son algunas otras causas conocidas de uso elevado de la CPU:
-
Picos en la utilización de la CPU debido a la comprobación de coherencia de FIB
-
Uso elevado de la CPU en el proceso de movimiento del host de K2FibAdjMan
-
Uso elevado de la CPU en el proceso de revisión del puerto RkiosPortMan
-
Uso elevado de la CPU cuando se conecta a un teléfono IP mediante el uso de puertos troncales
-
Uso elevado de la CPU con RSPAN y paquetes de control de capa 3
-
Pico durante la programación de ACL grande
El pico en la utilización de la CPU ocurre durante la aplicación o la remoción de una ACL grande de una interfaz.
Inestabilidades de link excesivas
El Catalyst 4500 exhibe una alta utilización de la CPU cuando uno o más de los links adjuntos comienzan a inestabilizarse excesivamente. Esta situación ocurre en las versiones del software del IOS de Cisco anteriores a la versión 12.2(20)EWA del software del IOS de Cisco.
Paso 1: Verifique el proceso de Cisco IOS con el comando show processes cpu.
Ejecute el comando show processes cpucommand para verificar qué proceso de Cisco IOS consume la CPU. En esta salida de comando, observe que el proceso superior es la LoPri de administración Cat4k:
Switch#show processes cpu CPU utilization for five seconds: 96%/0%; one minute: 76%; five minutes: 68% PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process 1 0 4 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Chunk Manager 2 9840 463370 21 0.00% 0.00% 0.00% 0 Load Meter 3 0 2 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 SNMP Timers !--- Output suppressed. 27 232385144 530644966 437 13.98% 12.65% 12.16% 0 Cat4k Mgmt HiPri 28 564756724 156627753 3605 64.74% 60.71% 54.75% 0 Cat4k Mgmt LoPri 29 9716 1806301 5 0.00% 0.00% 0.00% 0 Galios Reschedul
Paso 2: Verifique el proceso específico de Catalyst 4500 con el comando show platform health.
El resultado del comando show platform healthcommand indica que el proceso de creación de KxAclPathMan utiliza la CPU. Este proceso es para la creación de rutas internas.
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
Lj-poll 1.00 0.03 2 0 100 500 0 0 0 9:49
GalChassisVp-review 3.00 1.11 10 62 100 500 0 0 0 37:39
S2w-JobEventSchedule 10.00 2.85 10 8 100 500 2 2 2 90:00
Stub-JobEventSchedul 10.00 5.27 10 9 100 500 4 4 4 186:2
Pim-review 0.10 0.00 1 0 100 500 0 0 0 2:51
Ebm-host-review 1.00 0.00 8 4 100 500 0 0 0 8:06
Ebm-port-review 0.10 0.00 1 0 100 500 0 0 0 0:14
Protocol-aging-revie 0.20 0.00 2 0 100 500 0 0 0 0:00
Acl-Flattener 1.00 0.00 10 5 100 500 0 0 0 0:00
KxAclPathMan create/ 1.00 69.11 10 5 100 500 42 53 22 715:0
KxAclPathMan update 2.00 0.76 10 6 100 500 0 0 0 86:00
KxAclPathMan reprogr 1.00 0.00 2 1 100 500 0 0 0 0:00
TagMan-InformMtegRev 1.00 0.00 5 0 100 500 0 0 0 0:00
TagMan-RecreateMtegR 1.00 0.00 10 227 100 500 0 0 0 0:00
K2CpuMan Review 30.00 8.05 30 57 100 500 6 5 5 215:0
K2AccelPacketMan: Tx 10.00 6.86 20 0 100 500 5 5 4 78:42
Paso 3: Identifique la causa raíz.
Activar registro para mensajes de enlace activo/inactivo. Este registro no está habilitado de forma predeterminada. Esta habilitación le ayuda a reducir los enlaces infractores muy rápidamente. Ejecute el comando logging event link-status en todas las interfaces. Puede utilizar interface range command para habilitar cómodamente en un rango de interfaces, como se muestra en este ejemplo:
Switch#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Switch(config)#interface range gigabitethernet 5/1 - 48 Switch(config-if-range)#logging event link-status Switch(config--if-range)#end
Switch#show logging !--- Output suppressed. 3w5d: %LINK-3-UPDOWN: Interface GigabitEthernet5/24, changed state to down 3w5d: %LINK-3-UPDOWN: Interface GigabitEthernet5/24, changed state to up 3w5d: %LINK-3-UPDOWN: Interface GigabitEthernet5/24, changed state to down 3w5d: %LINK-3-UPDOWN: Interface GigabitEthernet5/24, changed state to up 3w5d: %LINK-3-UPDOWN: Interface GigabitEthernet5/24, changed state to down 3w5d: %LINK-3-UPDOWN: Interface GigabitEthernet5/24, changed state to up
Después de haber identificado la interfaz defectuosa o inestable, apague la interfaz para resolver el problema de uso elevado de la CPU. Cisco IOS Software Release 12.2(20)EWA y versiones posteriores han mejorado el comportamiento de Catalyst 4500 para esta condición de links inestables. Por lo tanto, el impacto en la CPU no es tan grande como antes de la mejora. Recuerde que este proceso es un proceso en segundo plano. La alta utilización de la CPU debido a este problema no causa efectos adversos en los switches Catalyst 4500.
picos en el uso de la CPU debido a la comprobación de coherencia de FIB
El Catalyst 4500 puede mostrar picos momentáneos en la utilización de la CPU durante una verificación de consistencia de la tabla FIB. La tabla FIB es la tabla de reenvío L3 que crea el proceso CEF. La verificación de consistencia mantiene la consistencia entre la tabla FIB del software Cisco IOS y las entradas de hardware. Esta coherencia garantiza que los paquetes no se enruten incorrectamente. La comprobación se realiza cada 2 segundos y se ejecuta como un proceso en segundo plano de baja prioridad. Este proceso es un comportamiento normal y no interfiere con otros procesos o paquetes de alta prioridad.
El resultado del comando show platform healthcommand muestra queK2Fib Consistency Chconsume la mayor parte de la CPU.
Nota: El uso medio de la CPU para este proceso es insignificante en un minuto o una hora, lo que confirma que la comprobación es una revisión periódica breve. Este proceso en segundo plano sólo utiliza los ciclos de CPU inactivos.
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
Lj-poll 1.00 0.02 2 1 100 500 0 0 0 1:09
GalChassisVp-review 3.00 0.29 10 3 100 500 0 0 0 11:15
!--- Output suppressed.
K2Fib cam usage revi 2.00 0.00 15 0 100 500 0 0 0 0:00
K2Fib IrmFib Review 2.00 0.00 15 0 100 500 0 0 0 0:00
K2Fib Vrf Default Ro 2.00 0.00 15 0 100 500 0 0 0 0:00
K2Fib AdjRepop Revie 2.00 0.00 15 0 100 500 0 0 0 0:00
K2Fib Vrf Unpunt Rev 2.00 0.01 15 0 100 500 0 0 0 0:23
K2Fib Consistency Ch 1.00 60.40 5 2 100 500 0 0 0 100:23
K2FibAdjMan Stats Re 2.00 0.30 10 4 100 500 0 0 0 6:21
K2FibAdjMan Host Mov 2.00 0.00 10 4 100 500 0 0 0 0:00
K2FibAdjMan Adj Chan 2.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2FibMulticast Signa 2.00 0.01 10 2 100 500 0 0 0 2:04
Uso elevado de la CPU en el proceso de movimiento de host K2FibAdjMan
El Catalyst 4500 puede mostrar una alta utilización de la CPU en el proceso de movimiento de host de K2FibAdjMan. Esta alta utilización aparece en el resultado del comando show platform health. Muchas direcciones MAC caducan con frecuencia o se aprenden en los puertos nuevos, lo que causa esta alta utilización de la CPU. El valor predeterminado de mac-address-table aging-time es de 5 minutos o 300 segundos. La solución alternativa para este problema es aumentar el tiempo de envejecimiento de las direcciones MAC, o puede diseñar la red para evitar el alto número de movimientos de direcciones MAC. El software Cisco IOS versión 12.2(18)EW y posteriores han mejorado este comportamiento del proceso para consumir menos CPU. Consulte Cisco bug IDCSCed15021.
Nota: Solo los usuarios registrados de Cisco pueden tener acceso a las herramientas y la información para el uso interno de Cisco.
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
Lj-poll 1.00 0.02 2 1 100 500 0 0 0 1:09
GalChassisVp-review 3.00 0.29 10 3 100 500 0 0 0 11:15
S2w-JobEventSchedule 10.00 0.32 10 7 100 500 0 0 0 10:14
!--- Output suppressed.
K2FibAdjMan Stats Re 2.00 0.30 10 4 100 500 0 0 0 6:21
K2FibAdjMan Host Mov 2.00 18.68 10 4 100 500 25 29 28 2134:39
K2FibAdjMan Adj Chan 2.00 0.00 10 0 100 500 0 0 0 0:00
K2FibMulticast Signa 2.00 0.01 10 2 100 500 0 0 0 2:04
K2FibMulticast Entry 2.00 0.00 10 7 100 500 0 0 0 0:00
Puede modificar el tiempo de caducidad máximo de una dirección MAC en el modo de configuración global. La sintaxis del comando ismac-address-table aging-time seconds para un router y mac-address-table aging-time seconds [vlan vlan-id]para un switch Catalyst. Para obtener más información, refiérase a la Guía de Referencia de Comandos de Servicios de Switching de Cisco IOS.
Uso elevado de la CPU en el proceso de revisión de puertos RkiosPortMan
El Catalyst 4500 puede mostrar una alta utilización de la CPU en el proceso de revisión del puerto RkiosPortMan en la salida del comando show platformhealthcommand en Cisco IOS Software Release 12.2(25)EWA y 12.2(25)EWA1. El error de Cisco IDCSCeh08768 causa la alta utilización, que resuelve Cisco IOS Software Release 12.2(25)EWA2. Este proceso es un proceso en segundo plano y no afecta la estabilidad de los switches Catalyst 4500.
Nota: Solo los usuarios registrados de Cisco pueden tener acceso a las herramientas y la información para el uso interno de Cisco.
Switch#show platform health
%CPU %CPU RunTimeMax Priority Average %CPU Total
Target Actual Target Actual Fg Bg 5Sec Min Hour CPU
Lj-poll 1.00 0.02 2 1 100 500 0 0 0 1:09
GalChassisVp-review 3.00 0.29 10 3 100 500 0 0 0 11:15
S2w-JobEventSchedule 10.00 0.32 10 7 100 500 0 0 0 10:14
!--- Output suppressed.
K2 Packet Memory Dia 2.00 0.00 15 8 100 500 0 1 1 45:46
K2 L2 Aging Table Re 2.00 0.12 20 3 100 500 0 0 0 7:22
RkiosPortMan Port Re 2.00 87.92 12 7 100 500 99 99 89 1052:36
Rkios Module State R 4.00 0.02 40 1 100 500 0 0 0 1:28
Rkios Online Diag Re 4.00 0.02 40 0 100 500 0 0 0 1:15
Uso elevado de la CPU al conectarse a un teléfono IP mediante el uso de puertos troncales
Si se configura un puerto tanto para la opción de VLAN de voz como para la opción de VLAN de acceso, el puerto actúa como un puerto de acceso de VLAN múltiple. La ventaja es que solo las VLAN que se configuran para las opciones de VLAN de acceso y voz se conectan mediante trunking.
Las VLAN que se conectan al teléfono aumentan el número de instancias STP. El switch administra las instancias STP. La administración del aumento en las instancias STP también aumenta la utilización de la CPU STP.
El trunking de todas las VLAN también hace que el tráfico innecesario de broadcast, multicast y unicast desconocido llegue al link telefónico.
Switch#show processes cpu CPU utilization for five seconds: 69%/0%; one minute: 72%; five minutes: 73% PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process 1 4 165 24 0.00% 0.00% 0.00% 0 Chunk Manager 2 29012 739091 39 0.00% 0.00% 0.00% 0 Load Meter 3 67080 13762 4874 0.00% 0.00% 0.00% 0 SpanTree Helper 4 0 1 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 Deferred Events 5 0 2 0 0.00% 0.00% 0.00% 0 IpSecMibTopN 6 4980144 570766 8725 0.00% 0.09% 0.11% 0 Check heaps 26 539173952 530982442 1015 13.09% 13.05% 13.20% 0 Cat4k Mgmt HiPri 27 716335120 180543127 3967 17.61% 18.19% 18.41% 0 Cat4k Mgmt LoPri 33 1073728 61623 17424 0.00% 0.03% 0.00% 0 Per-minute Jobs 34 1366717824 231584970 5901 38.99% 38.90% 38.92% 0 Spanning Tree 35 2218424 18349158 120 0.00% 0.03% 0.02% 0 DTP Protocol 36 5160 369525 13 0.00% 0.00% 0.00% 0 Ethchnl 37 271016 2308022 117 0.00% 0.00% 0.00% 0 VLAN Manager 38 958084 3965585 241 0.00% 0.01% 0.01% 0 UDLD 39 1436 51011 28 0.00% 0.00% 0.00% 0 DHCP Snooping 40 780 61658 12 0.00% 0.00% 0.00% 0 Port-Security 41 1355308 12210934 110 0.00% 0.01% 0.00% 0 IP Input
Uso elevado de la CPU con RSPAN y paquetes de control de capa 3
Los paquetes de control de Capa 3 que se capturan con RSPAN se destinan a la CPU en lugar de solamente a la interfaz de destino de RSPAN, lo que causa una CPU alta. Los paquetes de control L3 son capturados por entradas CAM estáticas con acción de reenvío a la CPU. Las entradas CAM estáticas son globales para todas las VLAN. Para evitar la inundación innecesaria de la CPU, utilice la función Per-VLAN Control Traffic Intercept, disponible en las versiones 12.2(37)SG y posteriores del software Cisco IOS.
Switch(config)#access-list hardware capture mode vlan
Las ACL estáticas se instalan en la parte superior de la TCAM de la función de entrada para capturar los paquetes de control destinados a las direcciones de multidifusión IP conocidas en el rango 224.0.0.*. Las ACL estáticas se instalan durante el arranque y aparecen antes que cualquier ACL configurada por el usuario. Las ACL estáticas siempre se golpean primero e interceptan el tráfico de control a la CPU en todas las VLAN.
La función de intercepción de tráfico de control por VLAN proporciona un modo administrado de trayecto por VLAN selectivo para capturar el tráfico de control. Las entradas CAM estáticas correspondientes en la TCAM de la función de entrada no son válidas en el nuevo modo. Los paquetes de control son capturados por la ACL específica de la función conectada a las VLAN en las que se habilitan las funciones de indagación o ruteo. No hay ninguna ACL específica de la función conectada a la VLAN RSPAN. Por lo tanto, todos los paquetes de control de capa 3 recibidos de la VLAN RSPAN no se reenvían a la CPU.
Herramientas de solución de problemas para analizar el tráfico destinado a la CPU
Como se ha mostrado en este documento, el tráfico destinado a la CPU es una de las principales causas de la alta utilización de la CPU en el Catalyst 4500. El tráfico destinado a la CPU puede ser intencional debido a la configuración, o no intencional debido a una configuración incorrecta o a un ataque de denegación de servicio. La CPU cuenta con un mecanismo de QoS integrado para evitar cualquier efecto adverso en la red debido a este tráfico. Sin embargo, identifique la causa raíz del tráfico dirigido a la CPU y elimine el tráfico si no es deseable.
Herramienta 1: Supervisión del tráfico de la CPU con SPAN: Cisco IOS Software Release 12.1(19)EW y posteriores
Catalyst 4500 permite supervisar el tráfico destinado a la CPU, ya sea de entrada o de salida, mediante la función SPAN estándar. La interfaz de destino se conecta a un monitor de paquetes o a un portátil de administración que ejecuta el software del sabueso de paquetes. Esta herramienta ayuda a analizar de forma rápida y precisa el tráfico que procesa la CPU. La herramienta proporciona la capacidad de supervisar colas individuales que están vinculadas al motor de paquetes de CPU.
Nota: El motor de conmutación tiene 32 colas para el tráfico de CPU y el motor de paquetes de CPU tiene 16 colas.
Switch(config)#monitor session 1 source cpu ?
both Monitor received and transmitted traffic
queue SPAN source CPU queue
rx Monitor received traffic only
tx Monitor transmitted traffic only
<cr>
Switch(config)#monitor session 1 source cpu queue ?
<1-32> SPAN source CPU queue numbers
acl Input and output ACL [13-20]
adj-same-if Packets routed to the incoming interface [7]
all All queues [1-32]
bridged L2/bridged packets [29-32]
control-packet Layer 2 Control Packets [5]
mtu-exceeded Output interface MTU exceeded [9]
nfl Packets sent to CPU by netflow (unused) [8]
routed L3/routed packets [21-28]
rpf-failure Multicast RPF Failures [6]
span SPAN to CPU (unused) [11]
unknown-sa Packets with missing source address [10]
Switch(config)#monitor session 1 source cpu queue all rx
Switch(config)#monitor session 1 destination interface gigabitethernet 1/3
Switch(config)#end
4w6d: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
Switch#show monitor session 1
Session 1
---------
Type : Local Session
Source Ports :
RX Only : CPU
Destination Ports : Gi1/3
Encapsulation : Native
Ingress : Disabled
Learning : Disabled
Si conecta un PC que ejecuta un programa de rastreo, puede analizar rápidamente el tráfico. En el resultado que aparece en la ventana de esta sección, puede ver que la causa de la alta utilización de la CPU es un número excesivo de BPDU STP.
Nota: Las BPDU STP en el sabueso de la CPU son normales. Pero si ve más de lo esperado, ha excedido los límites recomendados para su Supervisor Engine. Vea la sección Un Número Alto de Instancias de Puerto de Spanning-Tree de este documento para obtener más información.
El uso elevado de la CPU es un número excesivo de BPDU STP
Herramienta 2: Sniffer de CPU integrado: Cisco IOS Software Release 12.2(20)EW y posterior
Catalyst 4500 proporciona un sniffer y decodificador de CPU integrado para identificar rápidamente el tráfico que llega a la CPU. Puede habilitar esta función con eldebug comando, como se muestra en el ejemplo de esta sección. Esta función implementa un búfer circular que puede retener 1024 paquetes a la vez. A medida que llegan nuevos paquetes, sobrescriben los paquetes más antiguos. Esta función es segura de usar cuando resuelve problemas de uso elevado de la CPU.
Switch#debug platform packet all receive buffer platform packet debugging is on Switch#show platform cpu packet buffered Total Received Packets Buffered: 36 ------------------------------------- Index 0: 7 days 23:6:32:37214 - RxVlan: 99, RxPort: Gi4/48 Priority: Crucial, Tag: Dot1Q Tag, Event: Control Packet, Flags: 0x40, Size: 68 Eth: Src 00-0F-F7-AC-EE-4F Dst 01-00-0C-CC-CC-CD Type/Len 0x0032 Remaining data: 0: 0xAA 0xAA 0x3 0x0 0x0 0xC 0x1 0xB 0x0 0x0 10: 0x0 0x0 0x0 0x80 0x0 0x0 0x2 0x16 0x63 0x28 20: 0x62 0x0 0x0 0x0 0x0 0x80 0x0 0x0 0x2 0x16 30: 0x63 0x28 0x62 0x80 0xF0 0x0 0x0 0x14 0x0 0x2 40: 0x0 0xF 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x2 0x0 0x63 Index 1: 7 days 23:6:33:180863 - RxVlan: 1, RxPort: Gi4/48 Priority: Crucial, Tag: Dot1Q Tag, Event: Control Packet, Flags: 0x40, Size: 68 Eth: Src 00-0F-F7-AC-EE-4F Dst 01-00-0C-CC-CC-CD Type/Len 0x0032 Remaining data: 0: 0xAA 0xAA 0x3 0x0 0x0 0xC 0x1 0xB 0x0 0x0 10: 0x0 0x0 0x0 0x80 0x0 0x0 0x2 0x16 0x63 0x28 20: 0x62 0x0 0x0 0x0 0x0 0x80 0x0 0x0 0x2 0x16 30: 0x63 0x28 0x62 0x80 0xF0 0x0 0x0 0x14 0x0 0x2 40: 0x0 0xF 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x2 0x0 0x63
Nota: La utilización de la CPU cuando ejecuta undebug comando siempre es casi del 100%. Es normal tener un uso alto de la CPU cuando se ejecuta undebug comando.
Herramienta 3: Identifique la interfaz que envía tráfico a la CPU: Cisco IOS Software Release 12.2(20)EW y posteriores
Catalyst 4500 proporciona otra herramienta útil para identificar las principales interfaces que envían tráfico/paquetes para el procesamiento de la CPU. Esta herramienta le ayuda a identificar rápidamente un dispositivo errante que envía una gran cantidad de ataques de difusión u otros ataques de denegación de servicio a la CPU. Esta función también es segura de usar cuando resuelve problemas de uso elevado de la CPU.
Switch#debug platform packet all count platform packet debugging is on Switch#show platform cpu packet statistics !--- Output suppressed. Packets Transmitted from CPU per Output Interface Interface Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Gi4/47 1150 1 5 10 0 Gi4/48 50 1 0 0 0 Packets Received at CPU per Input Interface Interface Total 5 sec avg 1 min avg 5 min avg 1 hour avg ---------------------- --------------- --------- --------- --------- ---------- Gi4/47 23130 5 10 50 20 Gi4/48 50 1 0 0 0
Nota: La utilización de la CPU cuando ejecuta un comando debug es siempre casi 100%. Es normal tener un uso elevado de la CPU cuando se ejecuta un comando debug.
Summary
Los switches Catalyst 4500 manejan una alta velocidad de reenvío de paquetes de IP versión 4 (IPv4) en hardware. Algunas de las funciones o excepciones pueden causar el reenvío de algunos paquetes a través de la trayectoria de proceso de la CPU. El Catalyst 4500 utiliza un sofisticado mecanismo de QoS para manejar los paquetes enlazados a la CPU. Este mecanismo garantiza la fiabilidad y estabilidad de los switches y, al mismo tiempo, maximiza la CPU para el reenvío de paquetes por software. Cisco IOS Software Release 12.2(25)EWA2 y versiones posteriores proporcionan mejoras adicionales para la gestión de paquetes/procesos, así como para la contabilidad. El Catalyst 4500 también tiene suficientes comandos y herramientas potentes para ayudar en la identificación de la causa raíz de los escenarios de uso elevado de la CPU. Sin embargo, en la mayoría de los casos, la alta utilización de la CPU en Catalyst 4500 no es una causa de inestabilidad de la red ni un motivo de preocupación.
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Historial de revisiones
| Revisión | Fecha de publicación | Comentarios |
|---|---|---|
2.0 |
01-Aug-2023 |
Recertificación |
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13-Jul-2005 |
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