简介
本文档介绍如何在思科集成多业务路由器4000(ISR4000)系列路由器上实施性能许可证。
先决条件
要求
本文档没有任何特定的要求。
使用的组件
本文档中的信息基于以下软件和硬件版本:
本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始(默认)配置。如果您的网络处于活动状态,请确保您了解所有命令的潜在影响。
背景信息
本文档介绍在Cisco IOS® XE软件上运行的思科集成服务路由器4000(ISR4000)系列路由器上实施性能许可证(也称为吞吐量许可证)。类似的概念适也用于云服务路由器 1000 虚拟 (CSR1000v) 平台。
性能许可证
ISR4000系列路由器基于多核控制、数据和服务平面CPU,根据平台型号提供不同的性能级别。
注意:默认情况下,每个ISR4000系列型号都提供最大基本吞吐量。有关详细信息,请参阅产品概述站点。
性能许可证可提高设备可提供的最大吞吐量。
要确定吞吐量,请执行以下操作:
- 最大吞吐量:运行show platform hardware throughput level命令。
- 当前吞吐量:运行show platform hardware qfp active datapath utilization命令。
Router#show platform hardware qfp active datapath utilization
CPP 0: Subdev 0 5 secs 1 min 5 min 60 min
Input: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 0 0 0
Non-Priority (pps) 54 59 142 295
(bps) 39728 51128 490672 1136960
Total (pps) 54 59 142 295
(bps) 39728 51128 490672 1136960
Output: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 64 72 72
Non-Priority (pps) 14 6 100 255
(bps) 23200 14880 460904 1104712
Total (pps) 14 6 100 255
(bps) 23200 14944 460976 1104784 << consumed throughput
Processing: Load (pct) 0 0 0 0
ISR4000 数据平面核心
为了说明性能许可证的概念,有必要说明ISR4000的各种型号在各自的数据平面架构方面的差异。
ISR4451 数据平面
ISR4451 最多可以使用 9 个数据包处理引擎 (PPE) 核心处理各种功能,包括加密和解密,并使用单个核心进行输入和输出 (I/O) 处理。每个 PPE 核心一次只能处理一个数据包。
![Nine Packet Processing Engine (PPE) Cores](/c/dam/en/us/support/docs/routers/4000-series-integrated-services-routers/217135-performance-license-on-cisco-isr4000-00.png)
ISR4431 数据平面
ISR4431 具有与 ISR4451 相同的数据平面架构,不同之处在于它最多可以使用 5 个PPE核心进行功能处理,包括加密和解密。
ISR4351 和 ISR4331 数据平面
ISR4351和ISR4331数据平面架构包括最多三个用于功能处理的PPE内核,以及用于I/O和加密处理的单个内核。
![Three PPE Cores](/c/dam/en/us/support/docs/routers/4000-series-integrated-services-routers/217135-performance-license-on-cisco-isr4000-01.png)
ISR4321 和 ISR4221 数据平面
ISR4321和ISR4221有一个用于功能处理的PPE核心,另一个用于I/O和加密处理的核心。
![Single PPE Core](/c/dam/en/us/support/docs/routers/4000-series-integrated-services-routers/217135-performance-license-on-cisco-isr4000-02.png)
性能许可证比较
在应用性能许可证前后各 ISR4000 系列路由器的差异:
|
无性能许可证 |
有性能许可证 |
|
最大吞吐量 |
PPE 核心 |
最大吞吐量 |
PPE 核心 |
4221 |
35 Mbps |
1 x PPE + 1 x I/O |
75 Mbps |
无更改 |
4321 |
50 Mbps |
1 x PPE + 1 x I/O |
100 Mbps |
无更改 |
4331 |
100 Mbps |
2 x PPE + 1 x I/O |
300 Mbps |
3 x PPE + 1 x I/O |
4351 |
200 Mbps |
2 x PPE + 1 x I/O |
400 Mbps |
3 x PPE + 1 x I/O |
4431 |
500 Mbps |
3 x PPE + 1 x I/O |
1 Gbps |
5 x PPE + 1 x I/O |
4451 |
1 Gbps |
5 x PPE + 1 x I/O |
2 Gbps |
9 x PPE + 1 x I/O |
4461 |
1.5 Gbps |
8 x PPE + 1 x I/O |
3 Gbps |
15 x PPE + 1 x I/O |
配置
在 ISR4000 上激活性能许可证
在应用性能许可证之前,系统需要满足以下几个前提条件之一。这取决于许可证模式(智能或传统)。
智能许可
在智能/虚拟账户上注册设备,并确保为该账户调配正确的性能许可证。
注意:Cisco IOS XE 16.10.1及更新软件版本仅是智能许可证,不再支持传统许可证。
Cisco IOS XE 17.3.2及更新软件版本支持使用策略的智能许可。此策略提供简化的方法。
使用权 (RTU) 许可证
在全局配置模式下接受最终用户许可协议(EULA),许可证接受最终用户协议。 接受 EULA 后,系统会激活演示或评估 RTU 性能许可证。评估期在 60 天后到期。
传统许可证
将许可证文件复制到路由器闪存。使用 license install<flash:license-file> 命令进行安装。
配置吞吐量级别
在全局配置模式下使用 platform hardware throughput level 命令激活性能许可证。
Router(config)#platform hardware throughput level 300000
% Please write mem and reload
% The config will take effect on next reboot
注意:在CSR1000v上,更改会立即应用,不需要重新加载。要在ISR4000路由器上激活许可证,需要重新加载。
在 ISR400 路由器上激活性能许可证时:
- 激活用于转发的附加数据平面核心(不适用于ISR4221或ISR4321)。
- 内置的汇聚整形器根据许可带宽进行调整.
汇聚整形器功能在专用于 I/O 操作的数据平面 CPU 核心中实施。
提示:许可的吞吐量适用于QFP出口(传出流量)。 当传出流量超过许可吞吐量时,性能许可证会抑制数据平面外部接口输出。 默认情况下,系统会整形过量流量。 其他平台提供基于策略的选项。
根据性能许可证收取的流量
根据许可证收费的流量
- 所有发送到物理接口的出口流量(管理接口 GigabitEthernet 0 除外)
- 内部服务模块(逻辑上是外部设备)上通过 UCS-E 的流量
流量未根据许可证收费
- 入口流量
- 流向控制平面的流量
- 为虚拟接口(例如 MFR 和 MLPPP)调度的流量(一旦流量从物理成员链路调度而出即收费)
- 在同一 VLAN 中通过多千兆交换矩阵在交换机模块内或模块之间交换的流量(此类流量不会到达数据平面核心)
当流量超过许可的吞吐量时
在 I/O 数据平面核心上实施令牌桶系统(比特计数),以确定是否可以通过出口接口发送数据包。当发往外部接口的比特数超过许可证允许的比特数时,流量整形生效。
![Traffic Exceeds the Licensed Throughput](/c/dam/en/us/support/docs/routers/4000-series-integrated-services-routers/217135-performance-license-on-cisco-isr4000-03.png)
只要桶中有令牌,即可发送数据包:
- 没有更多可用的令牌:数据包被缓冲。
- 桶中可用的新令牌:缓冲流量以假设的分层QoS框架(HQF)表示形式发送,外部物理接口级别上引入单独的整形器节点。
![Buffered Traffic](/c/dam/en/us/support/docs/routers/4000-series-integrated-services-routers/217135-performance-license-on-cisco-isr4000-04.png)
为了说明通用概念,此伪配置使用模块化 QoS CLI (MQC):
policy-map Data PlaneExternalInterfaces
class GigabitEthernet0/0/0
bandwidth remaining ratio 1
service-policy <user defined>
class GigabitEthernet0/0/1
bandwidth remaining ratio 1
service-policy <user defined>
class Serial0/0/0
bandwidth remaining ratio 1
service-policy <user defined>
policy-map License
shape average license_level
service-policy Data PlaneExternalInterfaces
policy-map Root
class external_traffic
service-policy License
class control_plane_traffic
service-policy Punt
class recycled_traffic
service-policy Recycle
注意:每个外部接口具有相同的带宽剩余比率。
如果提供的速率超过许可带宽:
- 调度程序将数据包排队,并调度具有相同带宽剩余率的接口.
- 由于超出队列限制,某些数据包可能会被丢弃.
- 对于非 LLQ 流量,延迟和抖动可能会增加。优先级流量受到的影响较小,因为它获得一些有限积分以临时暂时绕过许可证的限制.
- 由于超订用,所有外部接口同时拥塞;资源不足(OOR)情况的风险增加。
除非有优先级流量,否则在任何超订用期间,接口均共享带宽。
注:默认情况下,内置整形器不会区分LAN/WAN接口。 因此,当汇聚出口流量超过许可的吞吐量时,所有接口都会对数据包进行排队。 在这种情况下,可以实施 QoS 策略来确定所有接口(而不仅仅针对 WAN 接口)上的流量优先级并进行加权处理。
确认
许可带宽超出故障症状
吞吐量限制指标:
- 在show platform hardware qfp active datapath utilization的输出中,总出口流量限制为许可吞吐量:
Router#show platform hardware qfp active datapath utilization
CPP 0: Subdev 0 5 secs 1 min 5 min 60 min
Input: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 0 0 0
Non-Priority (pps) 18027 17536 17493 17740
(bps) 101806904 184352 195272 204816
Total (pps) 18207 17536 17493 17740
(bps) 101806904 184352 195272 204816
Output: Priority (pps) 0 0 0 0
(bps) 0 0 0 0
Non-Priority (pps) 17916 17400 17361 17578
(bps) 99956512 198024 209024 218568
Total (pps) 17916 17400 17361 17578
(bps) 99956512 97592394 98694332 94902000
Processing: Load (pct) 7 7 7 7
注:此示例基于100Mbps。
- 在show platform hardware qfp active statistics drop的输出中报告数据平面级别的尾部丢弃:
Router#show platform hardware qfp active statistics drop
-------------------------------------------------------------------------
Global Drop Stats Packets Octets
-------------------------------------------------------------------------
TailDrop 4395 6634970
Router#show platform hardware qfp active feature lic-bw oversubscription
Interface: GigabitEthernet0/0/0, QFP interface: 7
Overall Traffic:
enqueued (bytes): 7188433, (packets): 75926 << signs of evenly distributed buffering on interfaces
tail_drops (bytes): 0, (packets): 0
total (bytes): 7188433, (packets): 75926
Interface: GigabitEthernet0/0/1, QFP interface: 8
Overall Traffic:
enqueued (bytes): 10492353355, (packets): 236972715 << signs of evenly distributed buffering on interfaces
tail_drops (bytes): 18809589, (packets): 56020 << drops on busy interfaces
total (bytes): 10511162944, (packets): 237028735
Interface: GigabitEthernet0/0/2, QFP interface: 9
Overall Traffic:
enqueued (bytes): 9544293, (packets): 57041 << signs of evenly distributed buffering on interfaces
tail_drops (bytes): 0, (packets): 0
total (bytes): 9544293, (packets): 57041
注意:超订用事件中根据许可吞吐量处理的每个数据包的计数器会递增。它会增加缓存的队列计数器的数量,并在必须丢弃数据包时增加丢弃计数器的数量。
- 当平均吞吐率接近或超过许可带宽时生成系统日志消息。
%BW_LICENSE-4-THROUGHPUT_MAX_LEVEL: F0: cpp_ha: Average throughput rate approached the licensed bandwidth of 100000000 bps during 1 sampling periods in the last 24 hours, sampling period is 300 seconds
警报阈值可配置。系统日志消息可用作许可带宽的指示器。
要配置阈值级别和采样间隔,请使用set platform hardware throughput-monitor threshold [percentage] interval [seconds]命令。
要显示吞吐量监控器设置,请使用show platform hardware throughput-monitor parameters命令:
Router#show platform hardware throughput-monitor parameters
Throughput monitor parameters
Throughput monitor threshold: 90 percent
Throughput monitor interval: 300 seconds
Throughput monitor status: enabled
提高性能许可证
ISR4000 平台提供增强性能许可证,支持不受限制的思科快速转发 (CEF) 性能。设备必须使用Cisco IOS XE软件版本16.7.1或更高版本。激活加速许可证后,汇聚整形器将被禁用,因此,最大吞吐量取决于所使用的功能,而不再具有确定性。
激活提升性能许可证
传统许可证
安装:
- 将许可证文件上传到路由器闪存.
- 安装许可证.
- 保存配置。
- 重新加载设备以激活提高性能许可证.
安装许可证后,系统将自动启用提升性能,并将平台硬件吞吐量级别提升命令添加到配置中。
使用 show license 命令查看许可证状态。
Router#show license
<output ommitted>
Index 11 Feature: booster_performance
Period left: Life time
License Type: Permanent
License State: Active, In Use
License Count: Non-Counted
License Priority: Medium
智能许可以前的版本和 17.3.1 版本
安装:
- 确保在虚拟帐户上调配了正确的Boost性能许可证(特定于ISR4000型号)。
- 在该虚拟账户上注册设备.
- 在全局配置模式下使用platform hardware throughput level boost命令。
- 保存配置。
- 重新加载设备以激活提高性能许可证.
注意:在Cisco IOS XE 17.3.1及更早版本中,平台硬件吞吐量级别提升命令仅在成功注册到CSSM后可用。如果设备在许可证添加到虚拟帐户许可证存储库之前已在CSSM中注册,则该命令不可用。您必须取消注册并将设备重新注册到CSSM才能执行平台硬件吞吐量级别提升命令。
使用show license all命令查看许可证状态:
Router#show license all
<output ommitted>
License Usage
==============
Boost Performance for ISR4431 (ISR_4431_BOOST):
Description: Boost Performance for ISR4431
Count: 1
Version: 1.0
Status: AUTHORIZED
智能许可较新版本至 17.3.2 版本
在Cisco IOS XE 17.3.2及更新软件版本中,没有向智能许可门户(智能/虚拟帐户)注册设备的概念。未实施的许可证会在配置更改时激活,以后许可证使用情况会根据策略报告给思科。有关详细信息,请参阅使用策略的智能许可站点。
此外,在Cisco IOS XE 17.3.2及以上版本中,提升性能许可证成为使用权(RTU)许可证。这意味着您无需事先授权即可激活此许可证。
安装:
- 在全局配置模式下使用platform hardware throughput level boost命令。
- 保存配置。
- 重新加载设备以激活提高性能许可证.