Entender conceitos básicos de QoS e comportamento padrão de classe em SD-WAN

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Atualizado:16 de janeiro de 2025

ID do documento:222695

Linguagem imparcial

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Sobre esta tradução

A Cisco traduziu este documento com a ajuda de tecnologias de tradução automática e humana para oferecer conteúdo de suporte aos seus usuários no seu próprio idioma, independentemente da localização. Observe que mesmo a melhor tradução automática não será tão precisa quanto as realizadas por um tradutor profissional. A Cisco Systems, Inc. não se responsabiliza pela precisão destas traduções e recomenda que o documento original em inglês (link fornecido) seja sempre consultado.

Introdução

Pré-requisitos

Componentes Utilizados

Informações de Apoio

Fundamentos de QoS

QoS class-default

Comportamento padrão de classe de QoS (não definido) no Cisco Catalyst SD-WAN Manager

Verificar

Informações Relacionadas

Introdução

Este documento descreve o comportamento padrão da classe de Qualidade de Serviço (QoS - Quality of Service) na GUI do Cisco Catalyst SD-WAN Manager.

Pré-requisitos

A Cisco recomenda que você tenha conhecimento destes tópicos:

Rede de longa distância definida pelo software Cisco Catalyst (SD-WAN)
Quality of Service (QoS)

Componentes Utilizados

As informações neste documento são baseadas em:

Cisco IOS® XE Catalyst SD-WAN Edges versão 17.9.5a.
Cisco Catalyst SD-WAN Manager versão 20.12.4.

As informações neste documento foram criadas a partir de dispositivos em um ambiente de laboratório específico. Todos os dispositivos utilizados neste documento foram iniciados com uma configuração (padrão) inicial. Se a rede estiver ativa, certifique-se de que você entenda o impacto potencial de qualquer comando.

Informações de Apoio

Fundamentos de QoS

QoS é o mecanismo que dá preferência a fluxos de tráfego específicos em detrimento de outros quando os pacotes devem ser descartados devido ao congestionamento. Nem todos os fluxos de tráfego são iguais para a empresa.

Devido ao fato de que todos os fluxos de tráfego não são igualmente importantes para a empresa, a QoS é necessária para priorizar o tráfego.

QoS é um recurso que atinge o objetivo de Qualidade de Serviço com base em:

Classificação e Marcação - Corresponder e marcar tráfego interessado. O processo de correspondência em QoS acontece quando um roteador classifica pacotes com base em cabeçalhos de pacotes ou inspeção profunda de pacotes via NBAR com base nos critérios definidos na correspondência de sequência de política. Em seguida, a marcação ocorre com base na ação de sequência de política. Se um pacote já estiver marcado com um valor de DSCP, ele poderá ser remarcado.

Note: Um roteador SD-WAN tem um serviço distinto e transporte VRF, o processo de classificação acontece no lado do serviço e é destinado ao lado do transporte.

A classe de encaminhamento (FC) - corresponde às filas de interface de saída em uma relação um-para-um. FC é uma lógica usada pelo roteador para mapear filas de saída.

Por exemplo: Classe de encaminhamento: CS6 mapeia para a fila 1, classe de encaminhamento: AF4X mapeia para a Fila 3 e assim por diante.

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

Limite de taxa: Refere-se a uma largura de banda máxima configurada permitida em uma interface de rede, basicamente controlando a taxa na qual o tráfego pode fluir descartando pacotes que excedem o limite especificado, evitando o congestionamento e priorizando certos tipos de tráfego com base em sua taxa permitida.

Modelagem e vigilância: Refere-se ao controle da taxa de tráfego que entra ou sai da rede. A modelagem atrasa o excesso de tráfego, enquanto a vigilância cai ou é remarcada.

Quedas: Refere-se ao descarte intencional de pacotes como um método para gerenciar o congestionamento e garantir o desempenho da rede.

Gerenciamento de congestionamento - Técnicas de fila e agendamento. O roteador coloca os pacotes em diferentes filas de saída e o agendador decide a ordem dos pacotes. Isso permite que o agendador trate cada tráfego dentro de uma fila de forma diferente.

Note: Sem a habilitação de QoS, os roteadores Cisco IOS® XE usam a Fila 2 como a fila padrão e tratam todo o tráfego igualmente. No ambiente SD-WAN, a Fila0 é usada para controlar o tráfego.

Evitando congestionamento: Refere-se ao gerenciamento do tráfego de rede para evitar congestionamento, garantindo a transmissão eficiente de dados e mantendo o desempenho ideal.

Quedas de Cauda: É um método em que os pacotes recebidos são automaticamente descartados quando uma fila em um dispositivo de rede, como um roteador ou switch, atinge sua capacidade máxima. Quando a fila estiver cheia, todos os pacotes adicionais que chegarem serão descartados a partir da extremidade "traseira" da fila. Isso significa que os pacotes mais recentes são os que foram descartados.

Descartes antecipados aleatórios (RED): Descarta pacotes proativamente antes que uma fila fique cheia, sinalizando para o remetente para reduzir a taxa de transmissão, evitando assim o congestionamento.

Note: O RED (Random Early Detection) ajuda a gerenciar o throughput do TCP, descartando pacotes antes que uma fila fique completamente cheia. Esse descarte antecipado de pacotes sinaliza os remetentes TCP a reduzir proativamente o tamanho da janela de congestionamento, reduzindo efetivamente o tráfego para corresponder melhor à largura de banda disponível.

QoS class-default

O padrão de classe é criado automaticamente e qualquer tráfego que não corresponda a nenhum dos mapas de classe é atribuído automaticamente ao padrão de classe para entrega de melhor esforço. No entanto, uma ação diferente pode ser atribuída a ela.

Comportamento padrão de classe de QoS (não definido) no Cisco Catalyst SD-WAN Manager

Como o padrão de classe é criado automaticamente quando a QoS é configurada e a classe não é definida explicitamente na política localizada de QoS, a Fila 2 é atribuída automaticamente. Portanto, as estatísticas sobre encaminhamento de class class-default que não está definido não são mostradas na GUI do Gerenciador.

Uma classe separada precisa ser criada para marcar e classificar o tráfego que não corresponde em nenhum mapa de classe previamente definido, porque o Cisco Catalyst SD-WAN Manager não coleta estatísticas sobre a classe padrão.

Exemplo de política localizada de QoS:

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

Da CLI do Cisco Edge Router:

Neste exemplo, o DSCP 8 é usado e não é classificado em nenhuma classe de encaminhamento:

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

Use o comando show policy-map interface para validar a configuração do mapa de classe.

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

Na GUI do Cisco Catalyst SD-WAN Manager, o tráfego correspondente na Fila2 é mostrado nos gráficos, mas não é mostrado como classe padrão de classe:

QoS Monitor Graphs from Cisco Catalyst SD-WAN Manager Gráficos de monitor de QoS do Cisco Catalyst SD-WAN Manager

Verificar

Para identificar a fila de QoS para os pacotes, ela pode ser validada por meio do rastreamento FIA.

Configure a condição de rastreamento FIA na interface LAN (GigabitEthernet0/0/0) onde a Classificação de QoS está habilitada.

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

Execute o comando debug platform condition start para iniciar o rastreamento FIA.

Execute o comando debug platform condition stop para parar o rastreamento FIA.

Execute o comando show platform packet-trace summary para exibir os pacotes de rastreamento FIA.

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)

Informações Relacionadas

Guia de configuração de encaminhamento e QoS do Cisco Catalyst SD-WAN

Visão geral de encaminhamento e QoS do Cisco Catalyst SD-WAN

Histórico de revisões

Revisão	Data de publicação	Comentários
1.0	16-Jan-2025	Versão inicial

Colaborado por engenheiros da Cisco

Daniel Maldonado Villasis
Engenheiro de consultoria técnica

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