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異種ネットワークには、アプリケーションが使用する異なるプロトコルが含まれており、これにより、ファイル転送などの時間依存が比較的少ないアプリケーションのニーズに対処しながら、タイムクリティカルなアプリケーションに応えるためにトラフィックの優先順位を付ける必要が生じています。ネットワーク内のデバイス間で単一のデータ パスを共有するさまざまなタイプのトラフィックをサポートするようにネットワークが設定されている場合、輻輳回避メカニズムを実装することにより、さまざまなタイプのトラフィックを公平に処理し、共通のネットワーク ボトルネックでの輻輳を回避できます。輻輳回避メカニズムは、パケットのドロップにより実現します。
ランダム早期検出(RED)は、ネットワークで一般的に使用される輻輳回避メカニズムです。
テール ドロップでは、すべてのトラフィックを平等に扱い、サービス クラス内では差別化しません。出力キューが一杯でテール ドロップが有効な場合、輻輳が解消されてキューが一杯でなくなるまでパケットはドロップされます。
RED メカニズムは、TCP の輻輳制御メカニズムを利用します。輻輳が頻繁に発生する前にパケットがランダムにドロップされます。パケット送信元が TCP を使用する場合、送信元はすべてのパケットが宛先に届くようになるまで送信速度を下げます。これは輻輳が解消されたことを示します。RED を、TCP のパケットの転送速度を下げる方法として使用できます。TCP は停止するだけでなく、素早く再起動して、ネットワークがサポート可能なレートに伝送レートを対応させます。
WRED は、シスコが実装している RED です。RED アルゴリズムの機能と、IP プレシデンス、DiffServ コード ポイント(DSCP)、またはサービス クラス(CoS)の値を組み合わせています。
WRED は、出力インターフェイスにネットワーク混雑の兆候が表れた際に、選択的にパケットをドロップしてテール ドロップの確率を減らします。WRED は、キューが一杯になるまで待機するのではなく、一部のパケットを早期にドロップします。そのため、一度に大量のパケットをドロップすることを防ぎ、TCP グローバル同期の可能性を最小限に抑えます。
サービスの複数のサブクラスがクラスの単一のキューにマップされている場合、WRED はそれらのサブクラスのサービスをサポートします。各サービスのサブクラスが異なる確率でドロップされ、QoS の差別化を実現します。
Cisco IOS XE 16.5.1a 以降、Approximate Fair Drop(AFD)ベースの WRED が有線ネットワーク ポートに実装されています。
AFD は、パケットのドロップ確率を決定するアクティブ キュー管理(AQM)アルゴリズムです。パケットをドロップする確率は、入力時のフローの着信レート計算と現在のキュー長によって異なります。
AFD ベースの WRED は、WRED の優先的なドロップ動作をエミュレートします。この優先的なドロップ動作は、WRED の対応するドロップしきい値に基づいて AFD サブクラスの重みを変更することで実現します。物理キュー内では、重みが大きいトラフィクのドロップ確率は、重みの小さいトラフィックよりも低くなります。
パケットがインターフェイスに着信すると、次のイベントが発生します。
平均キュー長とドロップ確率が計算されます。
ドロップ確率は、パケットをドロップするかどうかを決定します。
パケットをドロップしない場合でキュー長がキューの制限を超えていなければ、そのパケットはキューに戻されます。
デフォルトでは、重み付きテール ドロップ(WTD)がすべてのキューでイネーブルになっています。
WRED はキューごとに有効または無効にできます。WRED を無効にすると、WTD がターゲット キューに適用されます。
WRED は、ネットワーク ポート キューのみでサポートされており、内部 CPU キューとスタック キューではサポートされていません。
各 WRED 物理キューは、一意の WRED しきい値ペア設定を使用して 3 つのサブキューをサポートできます。
WRED とともに、ポリシーマップで帯域幅/形状を設定することを確認します。
すべての WRED しきい値は必ずパーセンテージ モードで指定します。
WRED しきい値ペアのマッピングは、対応する一致フィルタを使用してクラスマップ フィルタをマッピングすることで行います。
「any」一致フィルタが設定されたクラスマップをお勧めします。
WRED プロファイルを持つポリシーマップは出力ポリシーとして物理ポート上にのみ設定されます。
有線ポートは最大で 8 つの物理キューをサポートします。そのうちの 4 つの物理キューでそれぞれが 3 つのしきい値ペアを持つ WRED を設定できます。残りのキューは、WTD で設定されます。5 つ以上の WRED キューを持つポリシーは拒否されます。
優先トラフィックには WRED を設定しないでください。
Cisco IOS XE リリース 16.5.1a. では、WRED は明示的輻輳通知(ECN)設定をサポートしていません。
Cisco IOS XE リリース 16.6.1 では、WRED Range CLI は サポートされていません。
AFD ベースの WRED 機能を設定するには、ポリシー マップを指定し、クラスを追加します。random-detect コマンドを使用し、ドロップ確率の計算に WRED が使用する方式を(dscp-based/cos-based/cos-based 引数を使用して)指定します。
(注) | ポリシーは作業中に変更できます。AFD の重みが自動的に再計算されます。 |
WRED は IPv4/IPv6、マルチキャストなどのどのような種類のトラフィックにも設定できます。
random-detect コマンドを使用して WRED を設定する場合は次の点を考慮してください。
dscp-based 引数を使用する場合、WRED は DSCP 値を使用してドロップ確率を計算します。
cos-based 引数を使用する場合、WRED は CoS 値を使用してドロップ確率を計算します。
引数が指定されていない場合、WRED は IP プレシデンス値を使用してドロップ確率を計算します。precedence-based 引数がデフォルトであり、CLI には表示されません。
dscp-based 引数と precedence-based 引数は、相互に排他的です。
4 つの物理キューを、それぞれ異なる WRED プロファイルで設定できます。
DSCP 値に基づいて WRED プロファイルをパケット モードで設定するには、次の手順を実行します。
コマンドまたはアクション | 目的 | |||
---|---|---|---|---|
ステップ 1 | class-map match-criteria class-name 例: device(config)# class-map match-any CS |
クラス マップに一致基準を設定します。 推奨する一致基準は match-any です。 | ||
ステップ 2 | match class-map-name 例: device(config-cmap)#match CS |
クラスマップを照合します。 | ||
ステップ 3 | policy-map 名前 例: device(config)#policy-map PWRED |
作成する WRED プロファイル ポリシーの名前を指定します。 | ||
ステップ 4 | class class-name 例: device(config-pmap)#class CS |
ポリシーに関連付けるクラスの名前を指定します。 | ||
ステップ 5 | bandwidth {kbps| remaining percentage | percent percentage} 例: device(config-pmap-c)#bandwidth percent 10 |
ポリシー マップに属しているクラスに割り当てる帯域幅を指定します。 | ||
ステップ 6 | random-detect dscp-based 例: device(config-pmap-c)#random-detect dscp-based |
パケットのドロップ確率を計算する際には DSCP 値を使用するように WRED を設定します。 | ||
ステップ 7 | random-detect dscp values dscp-value percent minThreshold maxThreshold 例: device(config-pmap-c)#random-detect dscp values cs1 percent 10 20 |
最小しきい値および最大しきい値をパーセンテージで指定します。
| ||
ステップ 8 | interface interface-name 例: device(config)#interface GigabitEthernet1/0/8 |
インターフェイス コンフィギュレーション モードを開始します。 | ||
ステップ 9 | service-policy output policy-map 例: device(config-if)#service-policy output pwred |
ポリシー マップを出力インターフェイスに付加します。 |
サービス クラス(CoS)値に基づいて WRED プロファイルをパケット モードで設定するには、次の手順を実行します。
コマンドまたはアクション | 目的 | |
---|---|---|
ステップ 1 | class-map match-criteria class-name 例: device(config)# class-map match-any CS |
クラス マップに一致基準を設定します。 推奨する一致基準は match-any です。 |
ステップ 2 | match class-map-name 例: device(config-cmap)#match CS |
クラスマップを照合します。 |
ステップ 3 | policy-map 名前 例: device(config)#policy-map PWRED |
作成する WRED プロファイル ポリシーの名前を指定します。 |
ステップ 4 | class class-name 例: device(config-pmap)#class CS |
ポリシーに関連付けるクラスの名前を指定します。 |
ステップ 5 | bandwidth {kbps| remaining percentage | percent percentage} 例: device(config-pmap-c)#bandwidth percent 10 |
ポリシー マップに属しているクラスに割り当てる帯域幅を指定します。 |
ステップ 6 | random-detect cos-based 例: device(config-pmap-c)#random-detect cos-based |
パケットのドロップ確率を計算する際には CoS 値を使用するように WRED を設定します。 |
ステップ 7 | random-detect cos cos-value percent minThreshold maxThreshold 例: device(config-pmap-c)#random-detect cos 3 percent 10 20 |
最小しきい値および最大しきい値をパーセンテージで指定します。 |
ステップ 8 | interface interface-name 例: device(config)# interface GigabitEthernet1/0/8 |
インターフェイス コンフィギュレーション モードを開始します。 |
ステップ 9 | service-policy output policy-map 例: device(config-if)#service-policy output pwred |
ポリシー マップを出力インターフェイスに付加します。 |
IP プレシデンス値に基づいて WRED プロファイルをパケット モードで設定するには、次の手順を実行します。
コマンドまたはアクション | 目的 | |
---|---|---|
ステップ 1 | class-map match-criteria class-name 例: device(config)# class-map match-any CS |
クラス マップに一致基準を設定します。 推奨する一致基準は match-any です。 |
ステップ 2 | match class-map-name 例: device(config-cmap)#match CS |
クラスマップを照合します。 |
ステップ 3 | policy-map 名前 例: device(config)#policy-map pwred |
作成する WRED プロファイル ポリシーの名前を指定します。 |
ステップ 4 | class class-name 例: device(config-pmap)#class CS |
ポリシーに関連付けるクラスの名前を指定します。 |
ステップ 5 | bandwidth {kbps| remaining percentage | percent percentage} 例: device(config-pmap-c)#bandwidth percent 10 |
ポリシー マップに属しているクラスに割り当てる帯域幅を指定します。 |
ステップ 6 | random-detect precedence-based 例: device(config-pmap-c)#random-detect precedence-based |
パケットのドロップ確率を計算する際には IP プレシデンス値を使用するように WRED を設定します。 |
ステップ 7 | random-detect precedence precedence-value percent minThreshold maxThreshold 例: device(config-pmap-c)#random-detect precedence 3 percent 10 20 |
最小しきい値および最大しきい値をパーセンテージで指定します。 |
ステップ 8 | interface interface-name 例: device(config)#interface GigabitEthernet1/0/8 |
インターフェイス コンフィギュレーション モードを開始します。 |
ステップ 9 | service-policy output policy-map 例: device(config-if)#service-policy output pwred |
ポリシー マップを出力インターフェイスに付加します。 |
次に、クラス CS の DSCP プロファイルを使用するように WRED をイネーブルにする例を示します。この例では、cs1、cs2、および cs3 という 3 つのサブクラスを WRED の最小しきい値および最大しきい値で設定し、最終的にはポリシーをギガビット イーサネット インターフェイス 8 に適用します。
Device(config)# class-map match-any CS Device(config-cmap)#match dscp cs1 Device(config-cmap)# match dscp cs2 Device(config-cmap)# match dscp cs3 Device(config-cmap)#policy-map PWRED Device(config-pmap)#class CS Device(config-pmap-c)# bandwidth percent 10 Device(config-pmap-c)# random-detect dscp-based Device(config-pmap-c)# random-detect dscp cs1 percent 10 20 Device(config-pmap-c)# random-detect dscp cs2 percent 20 30 Device(config-pmap-c)# random-detect dscp cs3 percent 34 44 Device(config-pmap-c)# exit Device(config-pmap)# exit Device(config)# interface GigabitEthernet1/0/8 Device(config-if)# service-policy output PWRED
階層型 QoS では、トラフィック管理をより細かい粒度で実行する、複数のポリシー レベルで QoS 動作を指定できます。
HQoS の場合、子ポリシーでのみ WRED が許可され、親ポリシーでは許可されません。親ポリシーにシェーピングまたは帯域幅を、子ポリシーに WRED を設定できます。
次に、親ポリシー pwred-parent を帯域幅の 10 パーセントでシェーピングしたトラフィックで設定し、それを DSCP ベースの WRED に設定されたその子ポリシー pwred-child に適用する例を示します。
policy-map PWRED-CHILD class CWRED bandwidth percent 10 random-detect dscp-based random-detect dscp 1 percent 10 20 random-detect dscp 10 percent 20 30 policy-map PWRED-PARENT class class-default shape average percent 10 service-policy PWRED-CHILD
次に、HQoS WRED 設定を確認する show コマンドを示します。
device# show policy-map PWRED-PARENT policy Map PWRED-PARENT class class-default average Rate Traffic Shaping cir 30% service-policy PWRED-CHILD policy-map PWRED-CHILD class CWRED bandwidth percent 10 random-detect dscp-based random-detect dscp 1 percent 10 20 random-detect dscp 10 percent 20 30 policy-map PWRED-PARENT
次の show コマンドを使用して、WRED の設定を確認します。
ステップ 1 | show policy-map policy-map-name WRED としきい値のラベルが表示されます。 例: Device# show policy-map PWRED Policy Map PWRED Class CS bandwidth 10 (%) percent-based wred dscp min-threshold max-threshold -------------------------------------- cs1 (8) 10 20 cs2 (16) 20 30 cs3 (24) 34 44 default (0) - | ||
ステップ 2 | show policy-map interface interface-name WRED AFD の重み、WRED Enq(パケット数およびバイト数)、WRED ドロップ(パケット数およびバイト数)、しきい値ペアに対して設定された DSCP ラベルが表示されます。
例: Device#show policy-map interface Te 3/0/1 TenGigabitEthernet3/0/1 Service-policy output: PWRED Class-map: CS (match-any) 0 packets Match: dscp cs1 (8) Match: dscp cs2 (16) Match: dscp cs3 (24) Queueing (total drops) 27374016 (bytes output) 33459200081 bandwidth 10% (1000000 kbps) AFD WRED STATS BEGIN Virtual Class min/max Transmit Random drop AFD Weight 0 10 / 20 (Byte)33459183360 27374016 12 (Pkts)522799759 427716 dscp : 8 1 20 / 30 Byte)0 0 20 (Pkts)0 0 dscp : 16 2 34 / 44 (Byte)16721 0 31 (Pkts)59 0 dscp : 24 Total Drops(Bytes) : 27374016 Total Drops(Packets) : 427716 AFD WRED STATS END Class-map: class-default (match-any) 0 packets Match: any (total drops) 0 (bytes output) 192 | ||
ステップ 3 | show platform software fed switch switch-number qos qmap interface interface-id 物理キューの下の各 AFD キューのキュー マッピングおよび AFD 対応統計情報のラベルを表示します。
例: Device# show platform software fed switch active qos qmap-egress-data int Te 3/0/1 Egress Data Queue Mapping - Asic/Core/Port: 2/1/3 =============================================================================== Label Q Threshold VQ | Label Q Threshold VQ | Label Q Threshold VQ ===== === ============== | ===== === ============== | ===== === ========= === 0 1 2 2 1 1 2 2 2 1 2 2 3 1 2 2 4 1 2 2 5 1 2 2 6 1 2 2 7 1 2 2 8 1 2 2 9 0 2 0 10 1 2 2 11 1 2 2 12 1 2 2 13 1 2 2 14 1 2 2 15 1 2 2 16 1 2 2 17 0 2 1 18 1 2 2 19 1 2 2 20 1 2 2 21 1 2 2 22 1 2 2 23 1 2 2 24 1 2 2 25 0 2 2 26 1 2 2 27 1 2 2 28 1 2 2 29 1 2 2 30 1 2 2 31 1 2 2 32 1 2 2 33 1 2 2 34 1 2 2 35 1 2 2 36 1 2 2 37 1 2 2 38 1 2 2 39 1 2 2 40 1 2 2 41 1 2 2 42 1 2 2 43 1 2 2 44 1 2 2 45 1 2 2 46 1 2 2 47 1 2 2 48 1 2 2 49 1 2 2 50 1 2 2 51 1 2 2 52 1 2 2 53 1 2 2 54 1 2 2 55 1 2 2 56 1 2 2 57 1 2 2 58 1 2 2 59 1 2 2 60 1 2 2 61 1 2 2 62 1 2 2 63 1 2 2 64 1 2 2 65 1 2 2 66 1 2 2 67 1 2 2 68 1 2 2 69 1 2 2 70 1 2 2 71 1 2 2 72 1 2 2 73 1 2 2 74 1 2 2 75 1 2 2 76 1 2 2 77 1 2 2 78 1 2 2 79 1 2 2 80 1 2 2 81 1 2 2 82 1 2 2 83 1 2 2 84 1 2 2 85 1 2 2 86 1 2 2 87 1 2 2 88 1 2 2 89 1 2 2 90 1 2 2 91 1 2 2 92 1 2 2 93 1 2 2 94 1 2 2 95 1 2 2 96 1 2 2 97 1 2 2 98 1 2 2 99 1 2 2 100 1 2 2 101 1 2 2 102 1 2 2 103 1 2 2 104 1 2 2 105 1 2 2 106 1 2 2 107 1 2 2 108 1 2 2 109 1 2 2 110 1 2 2 111 1 2 2 112 1 2 2 113 1 2 2 114 1 2 2 115 1 2 2 116 1 2 2 117 1 2 2 118 1 2 2 119 1 2 2 120 1 2 2 121 1 2 2 122 1 2 2 123 1 2 2 124 1 2 2 125 1 2 2 126 1 2 2 127 1 2 2 128 0 2 2 129 0 1 2 130 1 2 2 131 1 2 2 132 1 2 2 133 1 2 2 134 0 2 2 135 1 2 2 136 1 2 2 137 1 2 2 138 1 2 2 139 1 2 2 140 1 2 2 141 1 2 2 142 1 2 2 143 1 2 2 144 1 2 2 145 1 2 2 146 1 2 2 147 1 2 2 148 1 2 2 149 1 2 2 150 1 2 2 151 1 2 2 152 1 2 2 153 1 2 2 154 1 2 2 155 1 2 2 156 1 2 2 157 1 2 2 158 1 2 2 159 1 2 2 160 1 2 2 161 1 2 2 162 1 2 2 163 1 2 2 164 1 2 2 165 1 2 2 166 1 2 2 167 1 2 2 168 1 2 2 169 1 2 2 170 1 2 2 171 1 2 2 172 1 2 2 173 1 2 2 174 1 2 2 175 1 2 2 176 1 2 2 177 1 2 2 178 1 2 2 179 1 2 2 180 1 2 2 181 1 2 2 182 1 2 2 183 1 2 2 184 1 2 2 185 1 2 2 186 1 2 2 187 1 2 2 188 1 2 2 189 1 2 2 190 1 2 2 191 1 2 2 192 1 2 2 193 1 2 2 194 1 2 2 195 1 2 2 196 1 2 2 197 1 2 2 198 1 2 2 199 1 2 2 200 1 2 2 201 1 2 2 202 1 2 2 203 1 2 2 204 1 2 2 205 1 2 2 206 1 2 2 207 1 2 2 208 1 2 2 209 1 2 2 210 1 2 2 211 1 2 2 212 1 2 2 213 1 2 2 214 1 2 2 215 1 2 2 216 1 2 2 217 1 2 2 218 1 2 2 219 1 2 2 220 1 2 2 221 1 2 2 222 1 2 2 223 1 2 2 224 1 2 2 225 1 2 2 226 1 2 2 227 1 2 2 228 1 2 2 229 1 2 2 230 1 2 2 231 1 2 2 232 1 2 2 233 1 2 2 234 1 2 2 235 1 2 2 236 1 2 2 237 1 2 2 238 1 2 2 239 1 2 2 240 1 2 2 241 1 2 2 242 1 2 2 243 1 2 2 244 1 2 2 245 1 2 2 246 1 2 2 247 1 2 2 248 1 2 2 249 1 2 2 250 1 2 2 251 1 2 2 252 1 2 2 253 1 2 2 254 1 2 2 255 1 2 2 256 0 0 0 Flat AFD Queue Mapping - Asic/Core/Port: 2/1/3 =============================== AFD-Queue Enable Physical-Queue ========= ====== ============== 0 Y 0 1 n 3 2 n 4 3 n 5 |
3 つのサブクラスのサポート
各 WRED 物理キュー(AFD キュー)は、一意の WRED しきい値ペア設定を使用して 3 つのサブクラスをサポートできます。
Policy-map P1 Class CS Random-detect dscp-based Random-detect dscp CS1 10 20 // Sub-class 1 Random-detect dscp CS2 20 30 // Sub-class 2 Random-detect dscp CS3 30 40 // Sub-class 3 Class-map match-any CS match cs1 match cs2 match cs3
サブ クラスの追加
既存のサブクラスに重複するしきい値ペアを追加できます。
Policy-map P1 Class CS Random-detect dscp-based Random-detect dscp CS1 10 20 // Sub-class 1 Random-detect dscp CS2 20 30 // Sub-class 2 Random-detect dscp CS3 30 40 // Sub-class 3 Random-detect dscp CS4 30 40 ==> belongs to Sub-class 3 Random-detect dscp CS5 20 30 ==> belongs to Sub-class 2 Class-map match-any CS match cs1 match cs2 match cs3 match cs4 >> match cs5 >>
デフォルトのサブクラス
2 つ以下のサブクラスが設定されている場合、WRED に参加しているどのクラスマップ フィルタも最大しきい値(100, 100)でデフォルトの 3 番目のサブクラスに割り当てられます。
Policy-map P1 Class CS Random-detect dscp-based Random-detect dscp CS1 10 20 // Sub-class 1 Random-detect dscp CS2 20 30 // Sub-class 2 Class-map match-any CS match CS1 match CS2 match CS3 match CS4
この場合は、CS3 と CS4 のクラスはしきい値(100, 100)でサブクラス 3 にマッピングされます。
一致しない設定の拒否
クラスマップ内に一致フィルタがない場合に random-detect を設定すると、ポリシーのインストールが拒否されます。
Class-map match-any CS match CS1 match CS2 match CS5 Policy-map P1 Class CS Shape average percent 10 Random-detect dscp-based Random-detect dscp CS1 10 20 // Sub-class 1 Random-detect dscp CS2 20 30 // Sub-class 2 Random-detect dscp CS3 30 40 // Sub-class 3 ===> Mismatched sub-class.
このポリシーを出力側のインターフェイスに適用すると、クラスマップ値が不正であるとして、インストール時にそのポリシーは失敗します。
device(config)# int Fo1/0/5 device(config-if)# service-policy output P1 device(config-if)# *Feb 20 17:33:16.964: %IOSXE-5-PLATFORM: Switch 1 R0/0: fed: WRED POLICY INSTALL FAILURE.Invalid WRED filter mark: 24 in class-map: CS *Feb 20 17:33:16.965: %FED_QOS_ERRMSG-3-LABEL_2_QUEUE_MAPPING_HW_ERROR: Switch 1 R0/0: fed: Failed to detach queue-map for FortyGigabitEthernet1/0/5: code 2
次の表に、このモジュールで説明した機能に関するリリース情報を示します。この表は、ソフトウェア リリース トレインで各機能のサポートが導入されたときのソフトウェア リリースのみを示しています。その機能は、特に断りがない限り、それ以降の一連のソフトウェア リリースでもサポートされます。
プラットフォームのサポートおよび Cisco ソフトウェア イメージのサポートに関する情報を検索するには、Cisco Feature Navigator を使用します。Cisco Feature Navigator にアクセスするには、www.cisco.com/go/cfn に移動します。Cisco.com のアカウントは必要ありません。
機能名(Feature Name) |
リリース |
機能情報 |
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重み付けランダム早期検出メカニズムのサポート |
Cisco IOS XE Everest 16.5.1a |
この機能が導入されました。 WRED は、ネットワーク内の輻輳を回避するメカニズムです。WRED は、出力インターフェイスにネットワーク混雑の兆候が表れた際に、選択的にパケットをドロップしてテール ドロップの確率を減らし、多数のパケットが一度にドロップされないようにします。次の値に基づいて動作するように WRED を設定できます。 - DiffServ コード ポイント - IP プレシデンス - サービス クラス |