SD-WANでのQoSの基礎とクラスデフォルトの動作の理解

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Updated: 2025 年 1 月 16 日

Document ID:222695

偏向のない言語

この製品のドキュメントセットは、偏向のない言語を使用するように配慮されています。このドキュメントセットでの偏向のない言語とは、年齢、障害、性別、人種的アイデンティティ、民族的アイデンティティ、性的指向、社会経済的地位、およびインターセクショナリティに基づく差別を意味しない言語として定義されています。製品ソフトウェアのユーザインターフェイスにハードコードされている言語、RFP のドキュメントに基づいて使用されている言語、または参照されているサードパーティ製品で使用されている言語によりドキュメントに例外が存在する場合があります。シスコのインクルーシブランゲージの取り組みの詳細は、こちらをご覧ください。

翻訳について

シスコは世界中のユーザにそれぞれの言語でサポートコンテンツを提供するために、機械と人による翻訳を組み合わせて、本ドキュメントを翻訳しています。ただし、最高度の機械翻訳であっても、専門家による翻訳のような正確性は確保されません。シスコは、これら翻訳の正確性について法的責任を負いません。原典である英語版（リンクからアクセス可能）もあわせて参照することを推奨します。

内容

はじめに

前提条件

使用するコンポーネント

背景説明

QoSの基本

QoSクラスデフォルト

Cisco Catalyst SD-WAN ManagerでのQoS Class-Default（未定義）の動作

確認

はじめに

このドキュメントでは、Cisco Catalyst SD-WAN Manager GUIでのQuality of Service(QoS)class-defaultの動作について説明します。

前提条件

次の項目に関する知識があることが推奨されます。

Cisco Catalystソフトウェア定義型ワイドエリアネットワーク(SD-WAN)
Quality of Service（QoS）

使用するコンポーネント

このドキュメントの情報は、次のハードウェアに基づくものです。

Cisco IOS® XE Catalyst SD-WAN Edgeバージョン17.9.5a
Cisco Catalyst SD-WAN Managerバージョン20.12.4

このドキュメントの情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されました。このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、クリアな（デフォルト）設定で作業を開始しています。本稼働中のネットワークでは、各コマンドによって起こる可能性がある影響を十分確認してください。

背景説明

QoSの基本

QoSは、輻輳のためにパケットをドロップする必要がある場合に、特定のトラフィックフローを優先するメカニズムです。業務においてすべてのトラフィックフローが同じとは限りません。

すべてのトラフィックフローがビジネスにとって等しく重要ではないため、トラフィックに優先順位を付けるためにQoSが必要です。

QoSは、次に基づいてQuality-Of-Service(QoS)を達成する機能です。

分類とマーキング:対象のトラフィックを照合し、マーキングします。QoSでの照合プロセスは、ポリシールーシーケンスの照合で設定された基準に基づいて、ルータがパケットヘッダーまたはNBARを介したディープパケットインスペクションに基づいてパケットを分類した場合に発生します。その後、マーキングはポリシーシーケンスアクションに基づいて行われます。パケットがすでにDSCP値でマーキングされている場合は、再マーキングできます。

注:SD-WANルータには、別個のサービスおよびトランスポートVRFがあります。分類プロセスはサービス側で行われ、宛先はトランスポート側です。

転送クラス(FC):出力インターフェイスキューを1対1で照合します。FCは、出力キューをマッピングするためにルータが使用するロジックです。

たとえば、転送クラス：CS6はキュー1にマッピングされ、転送クラス：AF4Xはキュー3にマッピングされます。

policy
 access-list QoS-Classification

    sequence 11
     match
      dscp 48     <--- Match the traffic with dscp 48 to CS6
     action accept
      class CS6   <--- Classify this traffic to CS6

    sequence 21
     match
      dscp 26     <--- Match the traffic with dscp 26 
     action accept
      class AF31  <--- Classify this traffic to AF31
     

!---Output is supressed

class-map
class AF21 queue 5<--- Assign the Forwarding Class to Queue 5
class AF31 queue 4 <--- Assign the Forwarding Class to Queue 4 
class AF41 queue 3 <--- Assign the Forwarding Class to Queue 3 
class CS6 queue 1 <--- Assign the Forwarding Class to Queue 1 
class AF43 queue 2 <--- Assign the Forwarding Class to Queue 2 
class Queue0 queue 0

レート制限：ネットワークインターフェイスで許可される設定済みの最大帯域幅を指し、指定された制限を超えるパケットをドロップして輻輳を防止し、許可されたレートに基づいて特定のタイプのトラフィックに優先順位を付けることにより、トラフィックが流れるレートを実質的に制御します。

シェーピングおよびポリシング：ネットワークに出入りするトラフィックレートを制御することを指します。シェーピングは過剰なトラフィックを遅延させ、ポリシングはドロップまたは再マーキングを行います。

ドロップ：輻輳を管理し、ネットワークのパフォーマンスを確保するための方法として、パケットを意図的に廃棄することを指します。

輻輳管理：キューおよびスケジュールの手法。ルータはパケットを異なる出力キューに入れ、スケジューラがパケットの順序を決定します。これにより、スケジューラはキュー内の各トラフィックを異なる方法で処理できます。

注:QoSを有効にしないと、Cisco IOS® XEルータはデフォルトキューとしてQueue2を使用し、すべてのトラフィックを均等に扱います。SD-WAN環境では、Queue0が制御トラフィックに使用されます。

輻輳回避：輻輳を防ぐためにネットワークトラフィックを管理し、効率的なデータ伝送を確保し、最適なパフォーマンスを維持することを指します。

テールドロップ：ルータやスイッチなどのネットワークデバイス内のキューが最大容量に達すると、着信パケットが自動的に廃棄される方式です。キューがいっぱいになると、到着した追加のパケットはキューの「末尾」からドロップされます。つまり、最も新しいパケットが廃棄されたパケットであることを意味します。

Random Early Discards（RED；ランダム早期廃棄）：キューがいっぱいになる前にパケットを予防的に廃棄し、送信レートを下げるように送信者にシグナリングすることで、輻輳を防止します。

注:RED（Random Early Detection；ランダム早期検出）は、キューが完全にいっぱいになる前にパケットをドロップすることにより、TCPスループットの管理に役立ちます。この早期のパケット廃棄は、TCP送信者に信号を送信して輻輳ウィンドウサイズをプロアクティブに縮小し、使用可能な帯域幅に合わせてトラフィックを効果的に抑制します。

QoSクラスデフォルト

class class-defaultは自動的に作成され、どのクラスマップにも一致しないトラフィックは、ベストエフォート型配信のためにclass-defaultに自動的に割り当てられます。ただし、別のアクションを割り当てることができます。

Cisco Catalyst SD-WAN ManagerでのQoS Class-Default（未定義）の動作

QoSが設定されるとclass-defaultが自動的に作成されますが、クラスはQoSでローカライズされたポリシーでは明示的に定義されないため、Queue 2は自動的に割り当てられます。したがって、定義されていない転送クラスclass-defaultに関する統計情報は、Manager GUIには表示されません。

Cisco Catalyst SD-WAN Managerはclass-defaultクラスの統計情報を収集しないため、事前に定義されたどのクラスマップとも一致しないトラフィックをマーキングおよび分類するには、別のクラスを作成する必要があります。

QoSローカライズされたポリシーの例:

policy
 access-list QoS-Classification
    sequence 1
     action accept
      class Default <--- Classify the traffic to Forwarding Class Default (match any dscp that is not assigned to other class)
 
    sequence 11
     match
      dscp 48
     action accept
      class CS6

    sequence 21
     match
      dscp 26
     action accept
      class AF31
    
  default-action accept
 
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_0
   class Queue0
   bandwidth-percent 42
   buffer-percent 42
   scheduling llq
   drops tail-drop
   burst 15000
  
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_1
   class Queue1
   bandwidth-percent 16
   buffer-percent 16
   scheduling wrr
   drops tail-drop
  
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_3
   class Queue3
   bandwidth-percent 11
   buffer-percent 11
   scheduling wrr
   drops red-drop
  
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_4
   class Queue4
   bandwidth-percent 9
   buffer-percent 9
   scheduling wrr
   drops red-drop
  
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_5
   class Queue5
   bandwidth-percent 6
   buffer-percent 6
   scheduling wrr
   drops red-drop
  
  qos-scheduler QOS-MAP-V01_2
   class Queue2
   bandwidth-percent 16
   buffer-percent 16
   scheduling wrr
   drops tail-drop
  
  qos-map QOS-MAP-V01
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_0 
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_1 
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_3 
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_4 
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_5 
   qos-scheduler QOS-MAP-V01_2 
  
  class-map 
   class AF2x queue 5 
   class AF3x queue 4 
   class AF4x queue 3 
   class DEFAULT queue 2 <--- Assign the Forwarding Class Default to Queue 2
   class CS6 queue 1 
   class Queue0 queue 0 
   class Queue1 queue 1 
   class Queue2 queue 2 
   class Queue3 queue 3 
   class Queue4 queue 4 
   class Queue5 queue 5

CiscoエッジルータのCLIから：

次の例では、DSCP 8が使用され、どの転送クラスにも分類されていません。

Router#ping vrf 4001 10.19.253.1 dscp 8 repeat 4000
Type escape sequence to abort.
Sending 4000, 100-byte ICMP Echos to 172.19.253.1, timeout is 2 seconds:
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!
Success rate is 100 percent (4000/4000), round-trip min/avg/max = 1/1/2 ms

show policy-map interfaceコマンドを使用して、クラスマップ設定が正しいことを確認します。

Router#show policy-map interface GigabitEthernet0/0/0

Service-policy output: QOS-MAP-V01

queue stats for all priority classes:
Queueing
priority level 1
queue limit 512 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 2355461/1168305717

Class-map: Queue0 (match-any) 
2355461 packets, 1168305717 bytes
30 second offered rate 8000 bps, drop rate 0000 bps
Match: qos-group 0
police:
rate 42 %
rate 420000000 bps, burst 13125000 bytes
conformed 2355461 packets, 1168305717 bytes; actions:
transmit 
exceeded 0 packets, 0 bytes; actions:
drop 
conformed 8000 bps, exceeded 0000 bps
Priority: Strict, b/w exceed drops: 0

Priority Level: 1

Class-map: Queue1 (match-any) 
0 packets, 0 bytes
30 second offered rate 0000 bps, drop rate 0000 bps
Match: qos-group 1
Queueing
queue limit 1250 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 0/0
bandwidth remaining ratio 16

Class-map: Queue3 (match-any) 
0 packets, 0 bytes
30 second offered rate 0000 bps, drop rate 0000 bps
Match: qos-group 3
Queueing
queue limit 1250 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 0/0
bandwidth remaining ratio 11 
Exp-weight-constant: 9 (1/512)
Mean queue depth: 0 packets
class Transmitted Random drop Tail drop Minimum Maximum Mark
pkts/bytes pkts/bytes pkts/bytes thresh thresh prob

0 0/0 0/0 0/0 312 625 1/10
1 0/0 0/0 0/0 351 625 1/10
2 0/0 0/0 0/0 390 625 1/10
3 0/0 0/0 0/0 429 625 1/10
4 0/0 0/0 0/0 468 625 1/10
5 0/0 0/0 0/0 507 625 1/10
6 0/0 0/0 0/0 546 625 1/10
7 0/0 0/0 0/0 585 625 1/10

Class-map: Queue4 (match-any) 
0 packets, 0 bytes
30 second offered rate 0000 bps, drop rate 0000 bps
Match: qos-group 4
Queueing
queue limit 1250 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 0/0
bandwidth remaining ratio 9 
Exp-weight-constant: 9 (1/512)
Mean queue depth: 0 packets
class Transmitted Random drop Tail drop Minimum Maximum Mark
pkts/bytes pkts/bytes pkts/bytes thresh thresh prob

0 0/0 0/0 0/0 312 625 1/10
1 0/0 0/0 0/0 351 625 1/10
2 0/0 0/0 0/0 390 625 1/10
3 0/0 0/0 0/0 429 625 1/10
4 0/0 0/0 0/0 468 625 1/10
5 0/0 0/0 0/0 507 625 1/10
6 0/0 0/0 0/0 546 625 1/10
7 0/0 0/0 0/0 585 625 1/10

Class-map: Queue5 (match-any) 
0 packets, 0 bytes
30 second offered rate 0000 bps, drop rate 0000 bps
Match: qos-group 5
Queueing
queue limit 1250 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 0/0
bandwidth remaining ratio 6 
Exp-weight-constant: 9 (1/512)
Mean queue depth: 0 packets
class Transmitted Random drop Tail drop Minimum Maximum Mark
pkts/bytes pkts/bytes pkts/bytes thresh thresh prob

0 0/0 0/0 0/0 312 625 1/10
1 0/0 0/0 0/0 351 625 1/10
2 0/0 0/0 0/0 390 625 1/10
3 0/0 0/0 0/0 429 625 1/10
4 0/0 0/0 0/0 468 625 1/10
5 0/0 0/0 0/0 507 625 1/10
6 0/0 0/0 0/0 546 625 1/10
7 0/0 0/0 0/0 585 625 1/10

Class-map: class-default (match-any) <<<< Created by default, not defined in the policy
131264 packets, 15640913 bytes
30 second offered rate 0000 bps, drop rate 0000 bps
Match: any 
Queueing
queue limit 1250 packets
(queue depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0
(pkts output/bytes output) 120019/11394812
bandwidth remaining ratio 16

Cisco Catalyst SD-WAN ManagerのGUIから、Queue2で一致したトラフィックがグラフに表示されますが、class-defaultクラスとしては表示されません。

QoS Monitor Graphs from Cisco Catalyst SD-WAN Manager Cisco Catalyst SD-WAN ManagerからのQoSモニタグラフ

確認

パケットのQoSキューを識別するために、FIAトレースを介して検証できます。

QoS分類が有効になっているLANインターフェイス(GigabitEthernet0/0/0)でFIAトレース条件を設定します。

clear platform condition all
debug platform packet-trace packet 2048 fia-trace data-size 2048 
debug platform condition interface GigabitEthernet0/0/0 both

debug platform condition startコマンドを実行して、FIAトレースを開始します。

debug platform condition stopコマンドを実行して、FIAトレースを停止します。

show platform packet-trace summary コマンドを実行して、FIAトレースパケットを表示します。

Router2#show platform packet-trace packet 0 decode 
Packet: 0 CBUG ID: 5952
Summary
Input : INJ.2 
Output : GigabitEthernet0/0/0
State : FWD 
Timestamp
Start : 1032236067625063 ns (09/14/2024 21:33:39.652978 UTC)
Stop : 1032236067714747 ns (09/14/2024 21:33:39.653068 UTC)

Path Trace
Feature: IPV4(Input)
Input : internal0/0/rp:0
Output : <unknown>
Source : 192.168.1.2
Destination : 172.19.253.2
Protocol : 1 (ICMP)

Feature: SDWAN Internal Intf
VRF ID : 9 
Encap Type : unknown
IP DSCP : 8
IP Version : 4
IP Protocol : 1
Dst Port : 0
Is Marked High Priority : NO
Is SDWAN Control Tunnel Traffic : NO
Set HIGH_QUEUE : NO (NOT marked high priority, NOT SD-WAN control tunnel traffic)
Skip SDWAN Policy : FALSE

 Feature: SDWAN QoS Output
Fwd Class ID : 0
QoS Queue : 2  <<<<<<< Packet assigned to Queue2 (Output in Egress Transport interface)
DSCP Rewrite : No
CoS Rewrite : No
EXP Rewrite : No
Rewrite Rule : n/a

 Feature: QOS
Direction : Egress
Action : FWD
Pak Priority : FALSE
Priority : FALSE
Queue ID : 127 (0x7f)
PAL Queue ID : 1073741826 (0x40000002)
Queue Limit : 1250
WRED enabled : FALSE
Inst Queue len : 0
Avg Queue len : n/a
Policy name : QOS-MAP-V01
Class name : class-default <<<< Created by default (not defined in the policy)

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