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目次
この章では、Cisco NX-OS デバイス上で設定可能な Cisco NX-OS Quality of Service(QoS)機能について説明します。
QoS を使用すると、ネットワーク トラフィックの分類、トラフィック フローのポリシングと優先順位付けが可能になり、ネットワーク内でトラフィックの輻輳回避が容易になります。
QoS 機能は、ネットワークを経由するトラフィックの最も望ましいフローを提供するために使用します。 QoS では、ネットワーク トラフィックの分類、トラフィック フローのポリシングとプライオリティ設定、および輻輳回避が可能です。 トラフィックの制御は、システムを通過するパケット内のフィールドに基づいて行われます。 モジュラ QoS コマンドライン インターフェイス(MQC)は、QoS 機能のトラフィック クラスとポリシーを作成するのに使用します。
QoS 機能は、QoS ポリシーとキューイング ポリシーを次のように使用して適用します。
(注) |
このコンフィギュレーション ガイドの別の章で説明するシステム定義の QoS 機能と値は、スイッチ全体にグローバルに適用され、変更はできません。 仮想デバイス コンテキスト(VDC)の詳細については、『Cisco Nexus 7000 Series NX-OS Virtual Device Context Configuration Guide』を参照してください。 |
注意 |
Cisco NX-OS リリース 5.2(x) またはそれ以降の新しいリリースからリリース 5.2(1) 以前のリリースにダウングレードをする前に、clear qos mpls-snmp コマンドを使用して QoS MIB および MPLS QoS のデフォルトをクリアしてください。 ダウングレードは、デフォルトがクリアされていないと失敗する場合があります。 Cisco NX-OS リリース 5.2(x)、5.1(x)、またはそれ以降の新しいリリースから Cisco NX-OS リリース 5.0(x) またはそれ以前のリリースにダウングレードする前に、F シリーズ I/O モジュールに設定されているすべてのシステム QoS および QoS ポリシーを削除します。 F シリーズ モジュールのデフォルトを削除するには、clear qos policies コマンドを使用します。 QoS ポリシーがダウングレード前に削除されていない場合は、内部プロセスの障害が発生する可能性があります。 |
トラフィックは、ユーザによるトラフィックの分類方法と、ユーザが作成してトラフィック クラスに適用するポリシーに基づいて処理されます。
QoS 機能を設定するには、次の手順を使用します。
トラフィック クラスを作成します。これには、Internet Protocol(IP)アドレスや QoS フィールドなどの基準に一致する着信パケットと発信パケットを分類します。
ポリシーを作成します。これには、パケットの制限、マーキング、ドロップなど、トラフィック クラスに対して実行するアクションを指定します。
ポリシーをポート、ポート チャネル、VLAN、またはサブインターフェイスに適用します。
QoS 機能のトラフィック クラスとポリシーを作成するには、MQC を使用します。
(注) |
QoS 機能全般のキューイングおよびスケジューリングの処理では、IPv4 および IPv6 の両方に適用されます。 |
分類は、トラフィックをクラスに区分けするのに使用します。 トラフィックの分類は、ポート特性(サービス クラス(CoS)フィールド)またはパケット ヘッダー フィールドに基づいて行われます。パケット ヘッダー フィールドには、IP precedence、DiffServ コード ポイント(DSCP)、レイヤ 2 からレイヤ 4 までのパラメータ、およびパケット長が含まれます。
トラフィックの分類に使用する値を、一致基準と呼びます。 トラフィック クラスを定義する場合、一致基準を複数指定することも、特定の基準について照合しないように選択することも、一部または全部の基準を照合することによってトラフィック クラスを決定することもできます。
どのクラスにも一致しないトラフィックは、class-default と呼ばれるデフォルトのトラフィック クラスに割り当てられます。
マーキングとは、パケットに関連する QoS 情報を設定することです。 標準の QoS フィールドである IP precedence、DSCP、およびサービス クラス(CoS)の値、および後続のアクションで使用できる内部ラベルを設定できます。 マーキングは、トラフィックのポリシング、キューイング、およびスケジューリングに対応したトラフィック タイプを識別するのに使用します(スケジューリングでは CoS だけを使用します)。
変換とは、パケット ヘッダーの QoS フィールドを変更することです。 IP precedence、DSCP、または CoS の値を、すべての着信パケットまたは発信パケットにマッピングできます。 変換は、ポリシング コマンドが含まれているポリシーでは使用できますが、キューイングおよびスケジューリング コマンドでは使用できません。 変換には、設定可能なユーザ定義のテーブル マップを使用します。
ポリシングとは、トラフィックの特定のクラスについて、データ レートをモニタリングすることです。 デバイスでも、関連するバースト サイズをモニタできます。
指定したデータ レート パラメータに応じて、適合(グリーン)、超過(イエロー)、違反(レッド)の 3 つのカラー、つまり条件が、ポリサーによって決定されます。 各条件について設定できるアクションは 1 つだけです。 データ レートがユーザ指定の値を超えると、パケットはマークダウンされるか、ドロップされます。 シングルレート、デュアルレート、およびカラー対応のポリサーを定義できます。
シングルレート ポリサーは、トラフィックの指定の認定情報レート(CIR)を監視します。 デュアルレート ポリサーは、CIR と最大情報レート(PIR)の両方をモニタします。 カラー対応ポリサーは、トラフィックが以前にカラーによってすでにマーキングされているものと見なします。
キューイングおよびスケジューリングのプロセスによって、トラフィック クラスに割り当てられる帯域幅を制御することができるので、スループットと遅延の望ましいトレードオフを実現できます。
重み付けランダム早期検出(WRED)をトラフィックのクラスに適用できます。これにより、サービス クラス(CoS)フィールドに基づいてパケットをドロップできます。 WRED のアルゴリズムにより、キューを予防的に管理してトラフィックの輻輳を防ぐことができます。
トラフィックのクラスに対して最大データ レートを強制してトラフィックをスケジューリングすることができます。これにより、超過パケットがキューに保持され、出力レートが平滑化(制限)されます。
ポリシーには次の 3 種類があります。
network qos:ネットワーク全体の QoS プロパティの特性を定義します。
qos:マーキングおよびポリシングに使用できる MQC オブジェクトを定義します。
キューイング:キューイングおよびスケジューリングに使用でき、マーキング オブジェクトの限定的なセットにも使用できる MQC オブジェクトを定義します。
(注) |
ポリシーのデフォルト タイプは qos です。 |
Cisco NX-OS デバイスは、ユーザが定義した QoS ポリシーを、その適用先が入力パケットなのか出力パケットなのかに基づいて処理します。 ユーザが QoS ポリシーを qos タイプのサービス ポリシーの下で定義した場合にだけ、システムはそれらの QoS ポリシーに対してアクションを実行します。
(注) |
レイヤ 2 インターフェイス上のタイプ QoS ポリシーに対しては、入力トラフィック アクションだけが適用できます。 レイヤ 3 インターフェイス上のタイプ QoS ポリシーに対しては、入力トラフィックと出力トラフィックのアクション両方を適用できます。 |
入力トラフィックに対する QoS アクションのシーケンスは次のようになります。
出力トラフィックに対する QoS アクションのシーケンスは次のようになります。
(注) |
入力パケットでは、変換がトラフィック アクションの開始直後に発生し、それ以降の分類とポリシングは変更された QoS の値に基づきます。 出力パケットでは、変換はトラフィック アクションの最後で、キューイングおよびスケジューリングの直前に発生します。 |
Cisco NX-OS QoS ソフトウェアは、ソフトウェアの再起動後に以前の状態を回復し、状態を失うことなく、アクティブ スーパーバイザからスタンバイ スーパーバイザに切り替えることができます。
(注) |
ハイ アベイラビリティの詳細については、『Cisco Nexus 7000 Series NX-OS High Availability and Redundancy Guide』を参照してください。 |
QoS 機能を設定するには MQC を使用します。 MQC 設定コマンドを以下の表に示します。
MQC コマンド |
説明 |
---|---|
class-map |
トラフィックのクラスを表すクラス マップを定義します。 |
table-map |
あるフィールド値のセットから別のフィールド値のセットへのマッピングを表すテーブル マップを定義します。 テーブル マップはポリシー マップから参照できます。 |
policy-map |
クラス マップのセットに適用するポリシーのセットを表すポリシー マップを定義します。 ポリシー マップからテーブル マップを参照できます。 |
オブジェクトがどのインターフェイスにも関連付けられていない場合、システム定義オブジェクトを除いて、MQC オブジェクトを変更または削除できます。 システム定義の MQC オブジェクトについては、「モジュラ QoS コマンドライン インターフェイスの使用」を参照してください。
QoS ポリシーを定義したら、以下の表に示すように、インターフェイス設定コマンドを使用してポリシー マップをインターフェイスに付加できます。
MQC コマンド |
説明 |
---|---|
service-policy |
指定されたポリシー マップをインターフェイス上の入力パケットまたは出力パケットに適用します。 |
MQC の使用方法については、「モジュラ QoS コマンドライン インターフェイスの使用」を参照してください。
各ポリシー、クラス アクション、および一致基準について、インターフェイスごとに統計情報が維持されます。 統計情報の収集をイネーブルまたはディセーブルにすることができ、show policy-map インターフェイス コマンドを使用して統計情報を表示でき、clear qos statistics コマンドを使用してインターフェイスまたはポリシー マップに基づく統計情報をクリアできます。 統計情報はデフォルトでイネーブルになっており、グローバルにディセーブルにすることができます。
QoS 統計情報のモニタリングについては、「QoS 統計情報のモニタリング」を参照してください。
QoS のキューイング機能はデフォルトでイネーブルになっています。 一部の QoS タイプの機能、ポリシング、およびマーキングは、ポリシーがインターフェイスに付加された場合にだけイネーブルになります。 一部のポリシーは、そのポリシーがインターフェイスに付加された場合にだけイネーブルになります。
デバイスでは、各ポートおよびポート チャネル上で、システムのデフォルトのキューイング ポリシーまたはシステム定義のキューイング ポリシー マップが、デフォルトで常にイネーブルになっています。 キューイング ポリシーを設定して、指定したインターフェイスに新しいキューイング ポリシーを適用した場合は、デフォルトのキューイング ポリシーが新しいキューイング ポリシーによって置き換えられ、新しいキューイング ポリシーのルールが適用されます。
さまざまなインターフェイス モードのデフォルト設定を以下の表に示します。
デフォルトでの信頼 DSCP/CoS |
入力 |
出力(トラフィックがルーティングされた後) |
---|---|---|
SVI |
CoS |
DSCP |
ルーテッド インターフェイス |
DSCP |
DSCP |
レイヤ 2 インターフェイス |
CoS1 |
DSCP |
レイヤ 2 インターフェイスがアクセス ポートである場合、CoS がないと見なされます。 DSCP ビットがセットされていても、ブリッジド トラフィックでトランク インターフェイスへアクセスする場合は、CoS は 0 にセットされます。
(注) |
トラフィックがルーティングされている場合、出力キューを取得するために DSCP 値が(デフォルトで)使用されます。 出力インターフェイスがトランクである場合、CoS は、ルーテッド パケットの DSCP 値から派生します。 |
システム定義のキューイング ポリシー、デフォルトのキューイング ポリシー、および各インターフェイスに適用されるデフォルト値の詳細については、「モジュラ QoS コマンドライン インターフェイスの使用」を参照してください。
デバイスで他の QoS 機能、ポリシング、およびマーキングがイネーブルになるのは、ポリシー マップをインターフェイスに適用した場合だけです。
Cisco Nexus 2000 シリーズ ファブリック エクステンダ(FEX)は、Cisco Nexus 7000 シリーズ スイッチに接続できるリモート ラインカードです。 FEX には、48 の 1-Gbps 前面パネルまたはサーバ対向ポートがあり、そのポートはサテライト ポートです。 FEX には、Cisco Nexus 7000 シリーズ スイッチに接続するために使用できる 4 つのアップリンク ポートがあります。 アップリンク ポートに接続する Cisco Nexus 7000 シリーズ スイッチ上の 4 つのポートは、ファブリック ポートです。 QoS ポリシーのみがサーバ対向 FEX ポートで設定できます。 現在、FEX インターフェイス上のキューイングはサポートされていません。
FEX の詳細については、『Cisco Nexus 7000 Series NX-OS Interfaces Configuration Guide, Release 6.x』、『Cisco Nexus 7000 Series NX-OS Fundamentals Configuration Guide, Release 6.x』、および『Cisco Nexus 7000 Series NX-OS Fundamentals Command Reference』を参照してください。
目次
この章では、Cisco NX-OS デバイス上で設定可能な Cisco NX-OS Quality of Service(QoS)機能について説明します。
QoS を使用すると、ネットワーク トラフィックの分類、トラフィック フローのポリシングと優先順位付けが可能になり、ネットワーク内でトラフィックの輻輳回避が容易になります。
QoS 機能の概要
QoS 機能は、ネットワークを経由するトラフィックの最も望ましいフローを提供するために使用します。 QoS では、ネットワーク トラフィックの分類、トラフィック フローのポリシングとプライオリティ設定、および輻輳回避が可能です。 トラフィックの制御は、システムを通過するパケット内のフィールドに基づいて行われます。 モジュラ QoS コマンドライン インターフェイス(MQC)は、QoS 機能のトラフィック クラスとポリシーを作成するのに使用します。
QoS 機能は、QoS ポリシーとキューイング ポリシーを次のように使用して適用します。
(注)
このコンフィギュレーション ガイドの別の章で説明するシステム定義の QoS 機能と値は、スイッチ全体にグローバルに適用され、変更はできません。 仮想デバイス コンテキスト(VDC)の詳細については、『Cisco Nexus 7000 Series NX-OS Virtual Device Context Configuration Guide』を参照してください。
注意
Cisco NX-OS リリース 5.2(x) またはそれ以降の新しいリリースからリリース 5.2(1) 以前のリリースにダウングレードをする前に、clear qos mpls-snmp コマンドを使用して QoS MIB および MPLS QoS のデフォルトをクリアしてください。 ダウングレードは、デフォルトがクリアされていないと失敗する場合があります。
Cisco NX-OS リリース 5.2(x)、5.1(x)、またはそれ以降の新しいリリースから Cisco NX-OS リリース 5.0(x) またはそれ以前のリリースにダウングレードする前に、F シリーズ I/O モジュールに設定されているすべてのシステム QoS および QoS ポリシーを削除します。 F シリーズ モジュールのデフォルトを削除するには、clear qos policies コマンドを使用します。 QoS ポリシーがダウングレード前に削除されていない場合は、内部プロセスの障害が発生する可能性があります。
QoS の使用
トラフィックは、ユーザによるトラフィックの分類方法と、ユーザが作成してトラフィック クラスに適用するポリシーに基づいて処理されます。
QoS 機能を設定するには、次の手順を使用します。
トラフィック クラスを作成します。これには、Internet Protocol(IP)アドレスや QoS フィールドなどの基準に一致する着信パケットと発信パケットを分類します。
ポリシーを作成します。これには、パケットの制限、マーキング、ドロップなど、トラフィック クラスに対して実行するアクションを指定します。
ポリシーをポート、ポート チャネル、VLAN、またはサブインターフェイスに適用します。
QoS 機能のトラフィック クラスとポリシーを作成するには、MQC を使用します。
(注)
QoS 機能全般のキューイングおよびスケジューリングの処理では、IPv4 および IPv6 の両方に適用されます。
分類
分類は、トラフィックをクラスに区分けするのに使用します。 トラフィックの分類は、ポート特性(サービス クラス(CoS)フィールド)またはパケット ヘッダー フィールドに基づいて行われます。パケット ヘッダー フィールドには、IP precedence、DiffServ コード ポイント(DSCP)、レイヤ 2 からレイヤ 4 までのパラメータ、およびパケット長が含まれます。
トラフィックの分類に使用する値を、一致基準と呼びます。 トラフィック クラスを定義する場合、一致基準を複数指定することも、特定の基準について照合しないように選択することも、一部または全部の基準を照合することによってトラフィック クラスを決定することもできます。
どのクラスにも一致しないトラフィックは、class-default と呼ばれるデフォルトのトラフィック クラスに割り当てられます。
マーキング
マーキングとは、パケットに関連する QoS 情報を設定することです。 標準の QoS フィールドである IP precedence、DSCP、およびサービス クラス(CoS)の値、および後続のアクションで使用できる内部ラベルを設定できます。 マーキングは、トラフィックのポリシング、キューイング、およびスケジューリングに対応したトラフィック タイプを識別するのに使用します(スケジューリングでは CoS だけを使用します)。
変換
変換とは、パケット ヘッダーの QoS フィールドを変更することです。 IP precedence、DSCP、または CoS の値を、すべての着信パケットまたは発信パケットにマッピングできます。 変換は、ポリシング コマンドが含まれているポリシーでは使用できますが、キューイングおよびスケジューリング コマンドでは使用できません。 変換には、設定可能なユーザ定義のテーブル マップを使用します。
ポリシング
ポリシングとは、トラフィックの特定のクラスについて、データ レートをモニタリングすることです。 デバイスでも、関連するバースト サイズをモニタできます。
指定したデータ レート パラメータに応じて、適合(グリーン)、超過(イエロー)、違反(レッド)の 3 つのカラー、つまり条件が、ポリサーによって決定されます。 各条件について設定できるアクションは 1 つだけです。 データ レートがユーザ指定の値を超えると、パケットはマークダウンされるか、ドロップされます。 シングルレート、デュアルレート、およびカラー対応のポリサーを定義できます。
シングルレート ポリサーは、トラフィックの指定の認定情報レート(CIR)を監視します。 デュアルレート ポリサーは、CIR と最大情報レート(PIR)の両方をモニタします。 カラー対応ポリサーは、トラフィックが以前にカラーによってすでにマーキングされているものと見なします。
キューイングおよびスケジューリング。
キューイングおよびスケジューリングのプロセスによって、トラフィック クラスに割り当てられる帯域幅を制御することができるので、スループットと遅延の望ましいトレードオフを実現できます。
重み付けランダム早期検出(WRED)をトラフィックのクラスに適用できます。これにより、サービス クラス(CoS)フィールドに基づいてパケットをドロップできます。 WRED のアルゴリズムにより、キューを予防的に管理してトラフィックの輻輳を防ぐことができます。
トラフィックのクラスに対して最大データ レートを強制してトラフィックをスケジューリングすることができます。これにより、超過パケットがキューに保持され、出力レートが平滑化(制限)されます。
QoS アクションのシーケンス
ポリシーには次の 3 種類があります。
network qos:ネットワーク全体の QoS プロパティの特性を定義します。
qos:マーキングおよびポリシングに使用できる MQC オブジェクトを定義します。
キューイング:キューイングおよびスケジューリングに使用でき、マーキング オブジェクトの限定的なセットにも使用できる MQC オブジェクトを定義します。
(注)
ポリシーのデフォルト タイプは qos です。
Cisco NX-OS デバイスは、ユーザが定義した QoS ポリシーを、その適用先が入力パケットなのか出力パケットなのかに基づいて処理します。 ユーザが QoS ポリシーを qos タイプのサービス ポリシーの下で定義した場合にだけ、システムはそれらの QoS ポリシーに対してアクションを実行します。
(注)
レイヤ 2 インターフェイス上のタイプ QoS ポリシーに対しては、入力トラフィック アクションだけが適用できます。 レイヤ 3 インターフェイス上のタイプ QoS ポリシーに対しては、入力トラフィックと出力トラフィックのアクション両方を適用できます。
QoS 機能のハイ アベイラビリティの要件
Cisco NX-OS QoS ソフトウェアは、ソフトウェアの再起動後に以前の状態を回復し、状態を失うことなく、アクティブ スーパーバイザからスタンバイ スーパーバイザに切り替えることができます。
(注)
ハイ アベイラビリティの詳細については、『Cisco Nexus 7000 Series NX-OS High Availability and Redundancy Guide』を参照してください。
MQC を使用した QoS 機能の設定
QoS 機能を設定するには MQC を使用します。 MQC 設定コマンドを以下の表に示します。
表 1 MQC コンフィギュレーション コマンド MQC コマンド
説明
class-map
トラフィックのクラスを表すクラス マップを定義します。
table-map
あるフィールド値のセットから別のフィールド値のセットへのマッピングを表すテーブル マップを定義します。 テーブル マップはポリシー マップから参照できます。
policy-map
クラス マップのセットに適用するポリシーのセットを表すポリシー マップを定義します。 ポリシー マップからテーブル マップを参照できます。
オブジェクトがどのインターフェイスにも関連付けられていない場合、システム定義オブジェクトを除いて、MQC オブジェクトを変更または削除できます。 システム定義の MQC オブジェクトについては、「モジュラ QoS コマンドライン インターフェイスの使用」を参照してください。
QoS ポリシーを定義したら、以下の表に示すように、インターフェイス設定コマンドを使用してポリシー マップをインターフェイスに付加できます。
表 2 ポリシー マップをインターフェイスに付加するためのインターフェイス コマンド MQC コマンド
説明
service-policy
指定されたポリシー マップをインターフェイス上の入力パケットまたは出力パケットに適用します。
MQC の使用方法については、「モジュラ QoS コマンドライン インターフェイスの使用」を参照してください。
QoS 統計情報
各ポリシー、クラス アクション、および一致基準について、インターフェイスごとに統計情報が維持されます。 統計情報の収集をイネーブルまたはディセーブルにすることができ、show policy-map インターフェイス コマンドを使用して統計情報を表示でき、clear qos statistics コマンドを使用してインターフェイスまたはポリシー マップに基づく統計情報をクリアできます。 統計情報はデフォルトでイネーブルになっており、グローバルにディセーブルにすることができます。
QoS 統計情報のモニタリングについては、「QoS 統計情報のモニタリング」を参照してください。
デフォルトの QoS 動作
QoS のキューイング機能はデフォルトでイネーブルになっています。 一部の QoS タイプの機能、ポリシング、およびマーキングは、ポリシーがインターフェイスに付加された場合にだけイネーブルになります。 一部のポリシーは、そのポリシーがインターフェイスに付加された場合にだけイネーブルになります。
デバイスでは、各ポートおよびポート チャネル上で、システムのデフォルトのキューイング ポリシーまたはシステム定義のキューイング ポリシー マップが、デフォルトで常にイネーブルになっています。 キューイング ポリシーを設定して、指定したインターフェイスに新しいキューイング ポリシーを適用した場合は、デフォルトのキューイング ポリシーが新しいキューイング ポリシーによって置き換えられ、新しいキューイング ポリシーのルールが適用されます。
さまざまなインターフェイス モードのデフォルト設定を以下の表に示します。
デフォルトでの信頼 DSCP/CoS
入力
出力(トラフィックがルーティングされた後)
SVI
CoS
DSCP
ルーテッド インターフェイス
DSCP
DSCP
レイヤ 2 インターフェイス
CoS1
DSCP
1レイヤ 2 インターフェイスがアクセス ポートである場合、CoS がないと見なされます。 DSCP ビットがセットされていても、ブリッジド トラフィックでトランク インターフェイスへアクセスする場合は、CoS は 0 にセットされます。
(注)
トラフィックがルーティングされている場合、出力キューを取得するために DSCP 値が(デフォルトで)使用されます。 出力インターフェイスがトランクである場合、CoS は、ルーテッド パケットの DSCP 値から派生します。
システム定義のキューイング ポリシー、デフォルトのキューイング ポリシー、および各インターフェイスに適用されるデフォルト値の詳細については、「モジュラ QoS コマンドライン インターフェイスの使用」を参照してください。
デバイスで他の QoS 機能、ポリシング、およびマーキングがイネーブルになるのは、ポリシー マップをインターフェイスに適用した場合だけです。
ファブリック エクステンダの QoS ポリシー
Cisco Nexus 2000 シリーズ ファブリック エクステンダ(FEX)は、Cisco Nexus 7000 シリーズ スイッチに接続できるリモート ラインカードです。 FEX には、48 の 1-Gbps 前面パネルまたはサーバ対向ポートがあり、そのポートはサテライト ポートです。 FEX には、Cisco Nexus 7000 シリーズ スイッチに接続するために使用できる 4 つのアップリンク ポートがあります。 アップリンク ポートに接続する Cisco Nexus 7000 シリーズ スイッチ上の 4 つのポートは、ファブリック ポートです。 QoS ポリシーのみがサーバ対向 FEX ポートで設定できます。 現在、FEX インターフェイス上のキューイングはサポートされていません。
FEX の詳細については、『Cisco Nexus 7000 Series NX-OS Interfaces Configuration Guide, Release 6.x』、『Cisco Nexus 7000 Series NX-OS Fundamentals Configuration Guide, Release 6.x』、および『Cisco Nexus 7000 Series NX-OS Fundamentals Command Reference』を参照してください。