了解Catalyst 9000交换机上的队列缓冲区分配

简介

本文档介绍如何预测Catalyst 9000系列交换机上流量队列的队列缓冲区分配。

先决条件

要求

Cisco 建议您了解以下主题：

• 服务质量(QoS)概念和过程，了解数据包的标记、排队和调度方式
• Cisco MQC QoS配置

使用的组件

本文档中的信息基于以下软件和硬件版本：

• 思科Catalyst 9500-25Y4C
• 思科IOS® XE 17.4.1

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。

相关产品

本文档也可用于以下硬件和软件版本：

• Catalyst 9200 ― 9600系列交换机
• Catalyst 9300X和9400X 
• 所有Cisco IOS XE软件版本

注意：本文档不适用于9500X或9600X，因为它们使用不同的ASIC和QoS架构。

背景信息

有关Catalyst 9000系列交换机上QoS的技术概述，请参阅：Catalyst 9000 QoS和排队白皮书

通常需要调整缓冲区分配，以响应特定流量类的不期望输出丢弃。有关如何对Catalyst 9000系列交换机上的输出丢弃进行诊断和故障排除的详细信息，请参阅本文的Catalyst 9000交换机上的输出丢弃故障排除

术语

缓冲区

缓冲区是一种存储器，用于在交换或路由到端口的数据超过该端口将数据放入线路的能力时吸收瞬时突发数据。端口具有固定的传输速率，可从队列中传输和删除数据。从概念上讲，缓冲区只是数据存储或排队，直到数据从接口传输出去。

在Catalyst 9000系列交换机上，字缓冲有两种用途。整个系统缓冲区也称为ASIC的数据包缓冲区复合体(PBC)。单词缓冲区也可以表示PBC的小单位。缓冲区按每个队列分配给端口。换句话说，从整个系统缓冲区中为端口队列分配了大量的小型独立缓冲区。

在基于Cisco UADP ASIC的平台上，一个缓冲区最多包含256字节的数据，缓冲区链接在一起以表示大于256字节的帧。

交换机队列缓冲区分配算法 

• 端口分配有硬编码的基本缓冲值，可由用户或系统缩放（但基本编号不能更改，这对于了解预测结果非常重要）
• 给定端口类型的基本缓冲区值取决于硬件（交换机型号）、软件版本和端口速度的特定组合。例如，Catalyst C9500-25Y4C上的千兆以太网端口的基缓存值与Catalyst 9200L上的千兆以太网端口的基缓存值不同
• 此基数值根据配置在N个队列中分摊。

每个队列的可用缓冲区的最终计算受以下因素影响：

• 已配置的队列数
• queue-buffers ratio命令，用于调整基本缓冲区在已配置的端口队列之间的分配方式。
• 用户配置的基本缓冲区乘数(配置为qos queue-softmax-multiplier <percent>)
• 系统定义的基本缓冲区乘数（不可用户配置，4x或400%）-尽管默认情况下应用，但在某些情况下会将其删除，因此了解此4x值对预测分配算法非常重要
• 两个倍数只影响所谓的软缓冲

软缓冲区是端口之间共享的缓冲区。这些缓冲区称为软缓冲区，因为它们不保证对端口有效。

系统有意过度分配软缓冲区。这允许任何一个端口在需要时使用大量缓冲区，但是随着更多端口需要缓冲区，所有端口和队列将作为Cisco UADP ASIC DTS过程的一部分动态且公平地缩减。 

总之，软缓冲区（在输出中称为softmax）是一个机会最大值。如果整个系统缓冲区中有足够的缓冲量，则端口仅使用full softmax。随着其他端口和队列中的缓冲区需求增加，端口可用的最大缓冲区会减少。

硬缓冲区是明确为端口保留的缓冲区，不受DTS进程的影响。由于硬缓冲区是保证的缓冲区，因此分配给端口的总硬缓冲区总和不会超过专用于这些硬缓冲区的PBC段。

控制软缓冲区的活动规模的机制称为DTS（动态阈值和规模），Catalyst 9000系列QoS白皮书中对其进行了介绍。

专用于排队硬缓冲区和软缓冲区的PBC段的大小会在您配置系统时动态变化，并且在此输出中可显示为AQM GlobalSoftLimit和GlobalHardLimit：

C9500#show platform hardware fed active qos queue stats interface twe1/0/1
----------------------------------------------------------------------------------------------
AQM Global counters
GlobalHardLimit: 18072 | GlobalHardBufCount: 0
GlobalSoftLimit: 37224 | GlobalSoftBufCount: 0

C9500#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/1
Asic:0 Core:1 DATA Port:20 GPN:101 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 160 - 167
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:2 - 4320 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  2   480   3  1920  16   960   0     0   4  5760      En <--- default configuration has a mix of hard buffer and soft buffer in queue 0
 1   1  0     0   4  2880  16  1440   8   720   4  5760      En <--- default configuration has two queues so some buffers are seen in queue 1
<snip>

C9500(config)#policy-map test
C9500(config-pmap)#class class-default
C9500(config-pmap-c)#priority level 1                           <--- Priority level 1 queue configuration on first queue, which is queue 0 in the next output
C9500(config-pmap-c)#exit
C9500(config-pmap)#exit
C9500(config)#int tw1/0/1
C9500(config-if)#service-policy output test
C9500(config-if)#end

C9500#show platform hardware fed active qos queue config interface twe1/0/1
Asic:0 Core:1 DATA Port:20 GPN:101 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 160 - 167
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:4 - 1800 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax  PortSMin GlblSMin PortStEnd QEnable
  ----- -------- -------- -------- -------- --------- -------
0    1  4  1200  7  1200  0      0 0      0 3   2400    En   <--- Hardmax increased to 1200 from 480 in queue 0, softmax reduced to 1200 from 1920
1    1  0     0  0     0  0      0 0      0 3   2400    En   <--- queue 1 now no longer has any values, as no second queue is configured

C9500#show platform hardware fed active qos queue stats interface twe1/0/1
----------------------------------------------------------------------------------------------
AQM Global counters
GlobalHardLimit: 18792 | GlobalHardBufCount: 0              <--- GlobalHardLimit increased to 18792 from 18072, or by 720
GlobalSoftLimit: 36504 | GlobalSoftBufCount: 0              <--- GlobalSoftLimit decreased from 37224 to 36504, or by 720

注意：请注意GlobalHardLimit的增加和GlobalSoftLimit的按比例减少。

此外，在配置优先级级别1时，该队列的softmax静态设置为与hardmax完全相同。只能修改优先级级别1队列的硬缓冲。

GlobalHardLimit和GlobalSoftLimit中的更改等于720。这也等于配置后hardmax的变化。

本文档中的方案说明了如何计算和预测多个策略映射配置中的softmax和hardmax分配。

配置

场景1：确定给定端口速度的基本缓冲区值

队列最终缓冲区值部分是首先跨队列分配的基本值的函数。  然后，在软缓冲区的情况下，会将其相乘。

乘法因子与其它隐式行为相结合，使得确定给定队列的最终值（具有给定配置）成为挑战。

阐明结果队列缓冲区分配的第一步是确定基本缓冲区值。

为此，请使用优先级队列，优先级队列接收硬缓冲区的比例与队列数或配置的队列缓冲区比值成正比。

通过特定配置，您可以明确得出分配给给定端口速度的基本缓冲区数量。 

配置所有缓冲区并将其分配给单个非倍数队列(优先级1队列)

在本示例中，class-default类用于匹配所有流量，因为未配置其他类。

Switch(config)#policy-map test1 
Switch(config-pmap)#class class-default
Switch(config-pmap-c)#priority level 1        <--- Assign hard buffer to the port, which is not affected by multipliers
Switch(config-pmap-c)#queue-buffers ratio 100 <--- Assign all buffers to this queue only

上例中的配置执行以下操作：

• 优先级级别1告知系统对此队列/类执行严格调度，并将硬缓冲区分配给此队列/类。
  • 数据包的调度方式不在本文档的讨论范围之内，但严格队列通常在所有其他队列之前进行处理。

• queue-buffers ratio 100将100/100或100%的可用基本缓冲区分配给此队列/类。

在具有一个以上类的策略映射中，不能将100%的缓冲区分配给一个类。您需要将1/100或99折分配到任何班级。

在只有一个类的策略中，您只有一个类，您可以向其分配所有缓冲区。

如前所述，优先级队列会根据配置的队列缓冲区比率获得硬缓冲区，该硬缓冲区等于其基本缓冲区的分布。硬缓冲不受任何倍数的限制。

在标题为Hardmax的列下的输出中观察到硬缓冲区。

现在，您有一个流量类，其缓冲区不受任何倍数的限制。这样，您可以明确推导此端口速度的基本缓冲区分配（并且只有此平台上的此端口速度不同，其他端口速度不同），因为基本缓冲区和硬最大值相等。

基本缓冲区= ？

队列比率1 = 100/100 = 1

此队列的Hardmax =基本缓冲区x队列比率1

X = Y x 1

X / 1 = Y

X = Y

X = Y = Hardmax = base buffer = 1200（请参阅示例2）。

在本示例中，policy-map test1作为输出service-policy应用到接口

9500H(config)#int tw1/0/3
9500H(config-if)#service-policy output test1                    <--- service policy that assigns all buffer to the first queue, as a priority queue 1

9500H#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/3
Asic:0 Core:1 DATA Port:22 GPN:103 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 176 - 183
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:4 - 1800 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  4  1200   7  1200   0     0   0     0   3  2400      En <--- hardmax 1200 - the maximum amount of buffer this port can use without multiplication
 1   1  0     0   0     0   0     0   0     0   3  2400      En
 2   1  0     0   0     0   0     0   0     0   3  2400      En
 3   1  0     0   0     0   0     0   0     0   3  2400      En
 4   1  0     0   0     0   0     0   0     0   3  2400      En
 5   1  0     0   0     0   0     0   0     0   3  2400      En
 6   1  0     0   0     0   0     0   0     0   3  2400      En
 7   1  0     0   0     0   0     0   0     0   3  2400      En
<snip>

如图所示，分配了100%缓冲区的此优先级队列的硬件最大值为1200。

由于hardmax是一个完全未乘积/未缩放的值，并且为此队列配置了100%的缓冲区，因此此特定型号的交换机、软件版本和特定端口速度的基本缓冲区分配为1200。

同一交换机上的其他端口速度，以及相同端口速度的其他交换机型号接收不同的基本缓冲区分配。此基数分配不可由用户配置，必须通过观察推导。

本文档中的其它方案开始全部使用相同的交换机、软件和端口速度。因此，它们都假设基本分配为1200，以用于计算来确定最终的缓冲区分配。

注意：请注意，上一个示例中的softmax也为1200。

根据设计，优先级为1的队列的softmax完全等于其hardmax。这是预定的，用户不可配置。

此外，此特定的softmax分配不受softmax乘数的影响。对于softmax，只有优先级级别1队列存在此行为（这是正常现象）。

场景2：确定多个队列和显式比率的软缓冲区和硬缓冲区

在此方案中，添加了一个额外的队列。此队列不使用优先级级别1，因此softmax使用乘数进行扩展。

一个倍数是用户配置的，另一个是隐藏/不可配置的倍数。

将这些乘数与为此端口派生的基本缓冲区组合，在本例中为1200（根据场景1）。 

算法上：

当前队列比率=要预测的队列/类的队列缓冲区比率
隐藏倍数= 400%

用户乘数=在qos queue-softmax-multiplier <percent>中配置的百分比值。默认值为 100%

Softmax = ( Base Buffer x (Current Queue Ratio / 100)) x Hidden Multiplier x (User Multiplier / 100)

9500H(config)#policy-map test2
9500H(config-pmap)# class class1
9500H(config-pmap-c)# priority level 1
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 50          <-- class 1 / first queue gets 50% of base buffer
9500H(config-pmap-c)# class class-default
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 100 <-- required configuration due to priority queue, can be ignored for this example
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 50          <-- class 2 / first queue gets 50% of base buffer

值摘要：

• Base Buffer = 1200 -如何查找此数字显示在场景1中
• 用户倍数= 100% -默认值，尚未修改
• 隐藏倍数= 4 -默认值，用户不可配置
• 当前队列比率(class1) = 50% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率50
  
• 当前队列比率(class-default) = 50% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率50
  
  

确定Class1缓冲区分配：

因为class1是优先级队列，所以它会收到hardmax（硬缓冲）和一个不受乘数影响的softmax特例。

Class1 hardmax = (基本缓冲区x当前队列比率(class1) / 100)
Class1 hardmax = 1200 x (50/100) = 600 -由于优先级队列的特殊情况，请停止所有计算，然后将结果分配给hardmax。Softmax等于Hardmax作为优先级1的规则。

确定class-default缓冲区分配：

Class class-default =(基本缓冲区x(当前队列比率(class-default / 100)) x隐藏乘数x（用户乘数/ 100）

Class class-default = [

[基本缓冲区] 1200 x [当前队列比率] (50/100) = 600
[上一个结果] 600 x [隐藏倍数] 4 x [用户倍数] (100/100) = 2400

]

9500H(config)#int tw1/0/3 
9500H(config-if)#service-policy output test2                   <-- apply the policy

9500H#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/3
Asic:0 Core:1 DATA Port:22 GPN:103 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 176 - 183
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:5 - 3600 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  5   600   9   600   0     0   0     0   1  4800      En <-- Hardmax is 600 as predicted, Softmax is set equal to Hardmax due to priority level 1
 1   1  0     0  10  2400  16  1200   8   600   1  4800      En <-- Softmax is 2400 as predicted
<snip>

最终结果：Q0 - Hardmax： 600 Softmax： 600。Q1 - Softmax： 2400

方案2.1：修改方案2中的用户配置乘数

此方案开始与方案2相同，只是现在您配置了qos queue-softmax-multiplier 1200。

这会将当前配置中的softmax缓冲区乘以1200%，即12倍。

值摘要：

• Base Buffer = 1200 -如何查找此数字显示在场景1中
• 用户倍数= 1200% -这是此方案中更改的值，通过qos queue-softmax-multiplier 1200
• 隐藏倍数= 4 -默认值，用户不可配置
• 当前队列比率(class1) = 50% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率50
  
• 当前队列比率(class-default) = 50% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率50
  

确定Class1缓冲区分配：

因为class1是优先级队列，所以它会收到hardmax（硬缓冲）和一个不受乘数影响的softmax特例。

Class1 hardmax = (基本缓冲区x当前队列比率(class1) / 100)
Class1 hardmax = 1200 x (50/100) = 600 -由于优先级队列的特殊情况，请停止所有计算，然后将结果分配给hardmax。Softmax等于Hardmax作为优先级1的规则。

确定class-default缓冲区分配：

Class class-default =(基本缓冲区x(当前队列比率(class-default / 100)) x隐藏乘数x（用户乘数/ 100）

Class class-default =[

[基本缓冲区] 1200 x [当前队列比率] (50/100) = 600
[上一个结果] 600 x [隐藏倍数] 4 x [用户倍数] (1200/100) = 28800

]

配置qos queue-softmax-multiplier 1200并观察softmax的变化（softmax是该队列的最大缓冲区值，根据当前整体缓冲区使用情况动态缩放）：

9500H(config)#qos queue-softmax-multiplier 1200

9500H#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/3

Asic:0 Core:1 DATA Port:22 GPN:103 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 176 - 183
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:3 - 31500 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  5   600   5   600   0     0   0     0   6 42000      En  <-- Queue 0 does not change as its configured with priority level 1
 1   1  0     0   6 28800   1   900   1   900   6 42000      En  <-- Softmax increases by 12x to 28800 from 1200 due to queue-softmax-multiplier 1200
<snip>

最终结果：Q1 - Hardmax： 600， Softmax： 600。Q2 - Softmax： 28800

场景3：确定多个队列的软缓冲区和硬缓冲区，以及隐式比率

在此方案中，配置了五个队列，但只有四个队列显式定义了队列缓冲区比率。分配给这些队列的缓冲区与上述示例相同。

未配置的队列接收所有已配置队列缓冲区的总和与100之间的差值。

显式配置的比率之和= （Q0缓冲区比率） + （Q1缓冲区比率） ... （最终缓冲区比率） - Catalyst 9000系列交换机上最多支持8个队列，因此您最多可以相加8个比率

隐式比率剩余= （100 -显式配置的比率之和）。

Implicit Ratio Leftover是分配给没有配置队列缓冲区比率的队列的值。

此方案使用的策略映射：

9500H(config)#policy-map test3
9500H(config-pmap)# class class1
9500H(config-pmap-c)# priority level 1
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 20
9500H(config-pmap-c)# class class2
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 10 <-- no queue-buffers ratio statement for this class
9500H(config-pmap-c)# class class3
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 10
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 10        <-- rest of queues have an explicit queue-buffers ratio
9500H(config-pmap-c)# class class4
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 10
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 10
9500H(config-pmap-c)# class class-default
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 70
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 40

值摘要：

• Base Buffer = 1200 -如何查找此数字显示在场景1中
• 用户倍数= 100% -默认值，尚未修改
• 隐藏倍数= 4 -默认值，用户不可配置
• 当前队列比率(class1) = 20% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率20
  
• 当前队列比率(class2) =未知，您必须解决此问题-未针对此类配置队列缓冲区比率
• 当前队列比率(class3) = 10% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率10
  
• 当前队列比率(class4) = 10% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率10
• 当前队列比率(class-default) = 40% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率40
  

计算剩余的队列缓冲区比率：

隐式比率剩余= （100 -显式配置的比率之和）。

100 - (20) - (10) - (10) - (50) = 20

当前队列比率(class2) = 20

计算最终队列缓冲区分配
Class1 = [Base Buffer] 1200 x [Current Queue Ratio(class1)] (20/100) = 240 -优先级队列，无进一步计算

Class2 = [

[基本缓冲区] 1200 x [当前队列比率(class2)] (10/100) = 240 -此队列的基本缓冲区分配，但是必须将其相乘才能为非优先级队列获取softmax
[此队列的基本缓冲区分配] 120 x [隐藏倍数] 4 x [用户倍数] (100/100) = 960

]

对于剩余的队列，重复：

3类= [

1200 x (10/100) = 120
120 x 4 x (100/100) = 480
]

4类= [

1200 x (10/100) = 120
120 x 4 x (100/100) = 480
]

Class class-default = [

1200 x (40/100) = 480
600 x 4 x (100/100) = 1920
]

应用的test3策略映射与预测对比的结果：

9500H(config)#int tw1/0/3
9500H(config-if)#service-policy output test3

9500H#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/3
Asic:0 Core:1 DATA Port:22 GPN:103 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 176 - 183
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:4 - 2880 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  5   240   8   240   0     0   0     0   6  3840      En 
 1   1  0     0   9   960  16   480   8   240   6  3840      En <-- queue without queue buffers ratio configured receives any leftover ratio, as predicted
 2   1  0     0  11   480  16   240   8   120   6  3840      En
 3   1  0     0  11   480  16   240   8   120   6  3840      En
 4   1  0     0   4  1920  16   960   8   480   6  3840      En
<snip>

最终结果：Q0 - Hardmax： 240， Softmax： 240。Q1 - Softmax： 960， Q2 - Softmax： 480， Q3 - Softmax： 480， Q4 - Softmax： 480

场景3.1：确定多个队列和多个隐式比率的软缓冲区和硬缓冲区

在此方案中，配置了五个队列，并且未配置了queue-buffers ratio的两个队列。

要确定缓冲区分配，方案2中的相同逻辑会继续，但您还必须将隐式比率剩余数除以没有队列缓冲区比率的隐式队列/队列总数

此方案使用的策略映射：

9500H(config)#policy-map test4
9500H(config-pmap)# class class1
9500H(config-pmap-c)# priority level 1
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 20
9500H(config-pmap-c)# class class2
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 10 <-- no queue-buffers ratio statement for this class
9500H(config-pmap-c)# class class3
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 10 <-- no queue-buffers ratio statement for this class
9500H(config-pmap-c)# class class4
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 10 
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 10
9500H(config-pmap-c)# class class-default
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 70 
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 40

值摘要：

• Base Buffer = 1200 -如何查找此数字显示在场景1中
• 用户倍数= 100% -默认值
• 隐藏倍数= 4 -默认倍数，用户不可配置
• 当前队列比率(class1) = 20% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率20
  
• 当前队列比率(class2) =未知，您必须解决此问题-未针对此类配置队列缓冲区比率
• 当前队列比率(class3) =未知，您必须解决此问题-未针对此类配置队列缓冲区比率
• 当前队列比率(class4) = 10% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率10
• 当前队列比率(class-default) = 40% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率40

计算剩余的队列缓冲区比率：

隐式比率剩余= （100 -显式配置的比率之和）。

隐式队列数= 2(class2和class3没有定义队列缓冲区比率)

配置比率的总和= 20+40+10 = 7

隐式比率剩余= 100 ― 70 = 30

隐式队列比率分配= [隐式比率剩余] 30 / [隐式队列数] 2 = 15

计算最终队列缓冲区分配：

Class1 =

[基本缓冲区] 1200 x [当前队列比率（类1）] (20/100) = 240 -优先级队列，无进一步计算

类2=

[Base Buffer] 1200 x [隐式队列比率分配] (15/100) = 180 -因为类2没有定义的队列缓冲区比率，所以来自显式队列的队列缓冲区比率的剩余部分在隐式队列之间共享。

[此队列的基本缓冲区分配] 180 x [隐藏倍数] 4 x [用户倍数] (100/100) = 720

对于剩余的队列，重复：

3类= [

1200 x (15/100) = 180
120 x 4 x (100/100) = 720
]

4类= [

1200 x (10/100) = 120
120 x 4 x (100/100) = 480
]

Class class-default = [

1200 x (40/100) = 480
600 x 4 x (100/100) = 1920
]

应用的test4策略映射与预测对比的结果：

9500H(config)#interface tw1/0/3
9500H(config-if)#service-policy output test4

9500H#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/3
Asic:0 Core:1 DATA Port:22 GPN:103 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 176 - 183
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:4 - 2880 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  5   240   8   240   0     0   0     0   6  3840      En
 1   1  0     0   9   720  16   360   8   180   6  3840      En <-- queue 1 and 2 were not configured with queue-buffers ratio
 2   1  0     0   9   720  16   360   8   180   6  3840      En <-- queue 1 and 2 get an equal share of leftover buffer ratio
 3   1  0     0  11   480  16   240   8   120   6  3840      En
 4   1  0     0   4  1920  16   960   8   480   6  3840      En
<snip>

注意：如果隐式队列比率分配的结果不是整数，则不可能存在相等的份额。结果会在策略映射中向上舍入到之前的队列，然后向下舍入到之后的队列。  分配的队列缓冲区比率的最终总和仍为100，但由于刚才描述的整数结果要求，隐式队列并不总是获得相等的分配。

场景4：队列中的队列缓冲区比率总和小于100

在此方案中，配置了五个队列，全部使用队列缓冲区比率。各类队列缓冲区比的总和小于100。

在这种情况下，未分配的缓冲区比率均匀分布在各类中。

与上一个方案类似，如果剩余队列缓冲区比率的划分结果不是整数，则对每个队列的最终分配将向上或向下舍入并添加到配置的队列缓冲区比率。

此方案使用的策略映射：

9500H(config)#policy-map test5
9500H(config-pmap)# class class1
9500H(config-pmap-c)# priority level 1
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 10
9500H(config-pmap-c)# class class2
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 10 
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 10
9500H(config-pmap-c)# class class3
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 10 
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 10
9500H(config-pmap-c)# class class4
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 10 
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 10
9500H(config-pmap-c)# class class-default
9500H(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent 70 
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 12

值摘要：

• Base Buffer = 1200 -如何查找此数字显示在场景1中
• 用户倍数= 100% -默认值
• 隐藏倍数= 4 -默认倍数，用户不可配置
• 当前队列比率(class1) = 10% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率10
  
• 当前队列比率(class2) = 10% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率10
• 当前队列比率(class3) = 10% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率10
• 当前队列比率(class4) = 10% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率10
• 当前队列比率(class-default) = 12% -在策略映射中配置了队列缓冲区比率12
  
• 队列总数= 5

配置比率的和= 10 + 10 + 10 + 10 + 12 = 52

缓冲区剩余比例= 100% - 52% = 48%

[缓冲区比率剩余] 48% / [队列总数] 5 = 9.6% added per queue -这不是一个整数，因此必须按队列向上或向下舍入其最终应用到队列

要获得系统使用的最终队列缓冲区比率数值，必须将9或10添加到已配置的队列缓冲区比率中。 

策略映射中较高的类会收到向上舍入的值10。策略映射中较低的类会收到四舍五入的值，即9。

计算最终队列缓冲区分配

缓冲区比率剩余= 48

Class1 = [Base Buffer] x ([当前队列比率(class1) +共享缓冲区比率剩余值的舍入值)]

Class1 = 1200 x ((10% + 10%)/100) = 240 -优先级队列，无进一步计算

缓冲区比率剩余= (48 ― 10) = 38

Class2 = [Base Buffer] x ([当前队列比率(class2) +共享缓冲区比率剩余值的舍入值)]

Class2 = 1200 x ((10% + 10%)/100) = 240 -将此值乘以用户和系统乘数，因为这不是优先级队列

Class2 = [此队列的基本缓冲区分配] 240 x [隐藏倍数] 4 x [用户倍数] (100/100) = 960 -此队列的softmax结果

缓冲区比率剩余= (38 ― 10) - 28

对于剩余的队列，重复：

3类= [

1200 x ((10+10)/100) = 240
120 x 4 x (100/100) = 960
]

缓冲区比率剩余= (28 ― 10) = 18

4类= [

1200 x ((10+9)/100) = 240
120 x 4 x (100/100) = 912
]

缓冲区比率剩余= 9

Class class-default= [

1200 x ((12+9)/100) = 252
120 x 4 x (100/100) = 1008
]

缓冲区比率剩余= 0

应用的test5策略映射与预测对比的结果：

9500H#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/3
Asic:0 Core:1 DATA Port:22 GPN:103 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 176 - 183
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:5 - 1512 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  5   240   9   240   0     0   0     0   6  2016      En
 1   1  0     0  10   960  16   480   8   240   6  2016      En
 2   1  0     0  10   960  16   480   8   240   6  2016      En
 3   1  0     0  11   912  16   456   8   228   6  2016      En
 4   1  0     0  12  1008  16   504   8   252   6  2016      En
<snip>

场景5：确定优先级为2的类的软缓冲区和硬缓冲区

在此方案中，策略映射中的类配置了优先级级别2。 

与优先级级别1(其中softmax不受乘数影响，并设置为等于hardmax)不同，优先级级别2允许softmax进行乘法运算，同时它还具有硬缓冲区(hardmax)分配。

此方案使用的策略映射：

9500H(config)#policy-map test6
9500H(config-pmap)#class class1
9500H(config-pmap-c)#priority level 1
9500H(config-pmap-c)#queue-buffers ratio 50 <-- 50 / 50 split between both queues
9500H(config-pmap-c)#class class-default
9500H(config-pmap-c)#priority level 2       <-- Priority level 2 in use now
9500H(config-pmap-c)#queue-buffers ratio 50 <-- 50 / 50 split between both queues

应用test6策略映射的结果：

9500H#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/3
Asic:0 Core:1 DATA Port:22 GPN:103 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 176 - 183
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:5 - 3600 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  5   600   9   600   0     0   0     0   1  4800      En <-- Softmax is equal to hardmax
 1   1  5   600  10  2400  16  1200   0     0   1  4800      En <-- Softmax is multiplied by Hidden Multiplier (400%) and User Multiplier (100% default)r
<snip>

在前面显示的输出中，第二个队列的softmax是第一个队列的softmax的4。这是因为优先级1 softmax专门不受系统softmax乘数的影响，但优先级2会受影响。

如果配置用户softmax乘数，则只有优先级级别2队列会受到影响：

9500H(config)#qos queue-softmax-multiplier 200

9500H#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/3
Asic:0 Core:1 DATA Port:22 GPN:103 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 176 - 183
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:5 - 7200 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  5   600   9   600   0     0   0     0   5  9600      En <--- priority-level 1 queue unaffected by softmax multiplier
 1   1  5   600  10  4800   8  1200   0     0   5  9600      En <--- User multiplier increased to 200%, softmax for this queue doubles
<snip>

队列限制

队列限制配置会影响最终队列缓冲区分配

影响队列缓冲区分配的主要机制是MQC策略映射中按队列添加的queue buffers-ratio配置。

但是，队列缓冲区分配会受其他配置的影响。

Queue-limit定义丢弃特定流量类（通过Weighted Tail Drop， WTD）时要遵循的阈值，本文档不做介绍。

在特定情况下，queue-limit会修改系统软缓冲区队列的隐藏乘数，此参数将影响该队列限制所应用队列的整体软缓冲区分配。

首先，要了解每个类最多可以配置3次队列限制。这可为每个DSCP或CoS定义最多3个WTD阈值。

在下一个输出中，仅定义了两个阈值。

将两个队列限制应用到策略映射：

9500H(config)#policy-map test7
9500H(config-pmap)# class class1
9500H(config-pmap-c)# priority level 1
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 50
9500H(config-pmap-c)# class class-default
9500H(config-pmap-c)# priority level 2
9500H(config-pmap-c)# queue-buffers ratio 50
9500H(config-pmap-c)# queue-limit dscp af11 percent 10 <-- Tells system to drop af11 traffic at 10% queue utilization
9500H(config-pmap-c)# queue-limit dscp af12 percent 50 <-- Tells system to drop af12 traffic at 50% queue utilization

观察缓冲区分配的结果：

9500H(config-pmap-c)#interface tw1/0/3
9500H(config-if)#service-policy output test7

9500H#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/3
Asic:0 Core:1 DATA Port:22 GPN:103 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 176 - 183
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:5 - 7200 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  5   600   9   600   0     0   0     0   5  9600      En
 1   1  5   600  10  4800   8  1200   0     0   5  9600      En <--- final result for queue that contains 2 queue-limit statements is 4800
<snip>

在下一个示例中，第三个queue-limit配置被添加到class class-default。

观察缓冲区分配的结果：

9500H(config)#policy-map test7
9500H(config-pmap)#class class-default
9500H(config-pmap-c)#queue-limit dscp af13 percent 100

9500H#show platform hardware fed active qos queue config interface tw1/0/3
Asic:0 Core:1 DATA Port:22 GPN:103 LinkSpeed:0x12
AFD:Disabled FlatAFD:Disabled QoSMap:0 HW Queues: 176 - 183
  DrainFast:Disabled PortSoftStart:5 - 1800 BufferSharing:Disabled
   DTS  Hardmax  Softmax   PortSMin  GlblSMin  PortStEnd   QEnable
  ----- --------  --------  --------  --------  ---------  -------
 0   1  5   600   9   600   0     0   0     0   5  2400      En
 1   1  5   600  10  1200  32  1200   0     0   5  2400      En <-- Softmax reduces by 400% from previous example
<snip>

将第三个队列限制配置添加到队列中时，会为该队列禁用400%的系统隐藏软缓冲区乘数。但是，该队列仍然尊重用户配置的qos queue-softmax-multiplier <percent>。

相关信息

• Cisco Catalyst 9000交换平台：QoS和队列白皮书
• 思科技术支持和下载