简介
本文档介绍9800无线局域网控制器上的QoS
先决条件
要求
本文档介绍如何确定上游和下游流量的优先级并对其进行标记。 本章介绍无线局域网控制器(WLC)上语音流量的最佳实践配置以及常见语音相关问题的故障排除技术。
使用的组件
9800 WLC,基于17.12 Cisco IOS® XE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
IEEE 802.11e标准和Wi-Fi多媒体(WMM)的简要说明
WMM是基于IEEE 802.11e标准的Wi-Fi联盟。WMM根据基于增强型分布式信道接入(EDCA)方法的四个接入类别(语音、视频、尽力而为和背景)划分流量优先级,从而提供服务质量(QoS)功能。
启用WMM对于在Wi-Fi网络中实现最佳性能至关重要,尤其是在高带宽、低延迟应用普遍盛行的环境中。例如,在802.11n网络中,要求WMM充分利用此高速Wi-Fi标准的功能。
WMM队列和增强型分布式信道接入(EDCA)
一般而言,任何站点在发送帧之前都必须侦听介质以检查其是否空闲。发送帧后,站点将侦听介质以查看是否发生冲突。
无线客户端无法检测到冲突。为此,使用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免)。它使用固定和随机的计时器(CWmin、CWmax),并且必须确认发送的每个帧,以便我们了解不存在冲突,并且所有客户端都可以发送其流量。
如前所述,我们有四个访问类别(队列),每个队列使用不同的计时器。具有更高优先级的帧在统计学上更早发送,而较低优先级的帧则具有回退参数,因此会在统计学上随后发送这些帧。
总之,仅存在四个队列并不能保证服务质量(QoS);真正重要的是如何有效地管理每个队列中的流量。
QoS 实施
默认情况下,如果未配置服务质量(QoS),则使用尽力交付模式平等处理网络流量。这意味着所有流量,无论其类型或重要性如何,在任何给定时间都具有相同的优先级和交付机会。但是,当启用并正确配置QoS功能时,可以为特定类型的网络流量(例如语音和视频)分配优先级。
配置QoS涉及两个主要组件:分类和标记。
分类:
分类涉及根据特定条件(例如应用类型、源/目标IP地址、协议或端口号)对网络流量进行识别和分类。流量分为以下类别或队列:
- 语音:AC_VO
- 视频:AC_VI
- 尽力而为:AC_BE
- 背景:AC_BK
标记:
将流量分类为队列标记后,需要将QoS标记或标记分配给数据包,以指示其优先级。
标记流量有多种方法。主要两个标准是第2层802.1p CoS(服务类别)和第3层DSCP(差分服务代码点)。
第2层“802.1p”CoS(服务类别)
在802.1p标准中,CoS有7个级别,每个级别由一个3位字段表示,可以接受0到7之间的值。这些值表示流量的优先级,其中0表示最低优先级,7表示最高优先级。
注意:802.1p是802.1q标准的子集,它仅在存在VLAN标记时显示,例如在TRUNK端口。
表1:802.1P和WMM分类
![802.1p优先级](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-00.png)
第3层DSCP(差分服务代码点)
DSCP是IP报头上的第3层标记,它使用6位,允许64个不同的值(0到63)。
表2:DSCP和WMM分类
![DSCP优先级](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-01.png)
主要的DSCP值包括语音46 (EF)、视频34 (AF41)和尽力而为0 (BE)。
默认DSCP到UP映射
如前所述,UP是以太网帧中的3位字段,而DSCP是IP报头中的6位字段。
您如何从第3层差分服务代码点(DSCP)值计算第2层用户优先级(UP)值?
目前,此映射没有特定的标准,但是使用了一种常用方法,称为“默认DSCP到UP映射”。
DSCP-UP映射方法从DSCP数据包的3个msb中获取UP值,然后将其映射到正确的访问类别中。
此方法由Microsoft Windows计算机使用,会生成已知问题,示例#2:从DSCP到UP的映射中的已知Microsoft Windows客户端问题中提供了有关此问题的详细信息
表3:默认DSCP到UP的映射
![值的映射](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-02.png)
数据包流和QoS信任
本节介绍以下不同场景中的数据包流和QoS信任:
- 中心交换-下游信任。
- 集中交换-上游信任。
- FlexConnect本地交换信任。
集中交换-下游信任
-
下行-从有线到无线的流量。
-
下行流量采用CAPWAP封装。
1 - WLC 802.1q中继端口上收到以太网帧。WLC使用从有线网络发送的内部DSCP值,并将其映射到CAPWAP报头中的外部DSCP,根据WLC上配置的QoS配置文件,它将外部DSCP限定到最大值。
![从有线网络发送到CAPWAP隧道的数据包](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-03.png)
2-一旦AP收到此以太网帧,AP将外部DSCP值映射为UP值,然后将其发送到具有正确AC的无线客户端。
![无线复制标记的AP](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-04.png)
集中交换-上游信任
1. 无线客户端发送802.11e (WMM)帧,此帧由AP接收。
![客户端发送的上行数据包](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-05.png)
2- AP将原始数据包封装到CAPWAP报头中,并映射到UP到外部DSCP值,只要WLC上配置的QoS配置文件允许该QoS级别即可。将数据包发送到具有原始DSCP值的有线网络。
![CAPWAP到有线网络](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-06.png)
Flexconnect本地交换信任
对于本地交换的VLAN,FlexConnect AP获取IP数据包的DSCP值,处理所有QoS策略(例如AVC策略),将其映射到无线帧上的802.11e UP值,并对帧进行排队(例如AVC策略)。然后将其发送到客户端。
![DSCP至UP](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-07.png)
客户端发送帧,然后AP接收该帧。AP在将数据包发送到有线之前查看原始数据包DSCP值以应用任何QoS策略。
![最多DSCP](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-08.png)
上行流量的常见问题
上行场景(无线客户端和AP之间)中的流量不受控制;这意味着您无法控制从客户端无线发送的QoS。
对于工作场景,客户端应发送具有正确UP和DSCP值的数据包,以便流量处于正确的访问类别中。
如果客户端传输的UP值不正确,会发生什么情况?
示例#1:当客户端传输UP值为“2”的流量时
注意:AP脱离信道进行扫描,以收集RRM算法所需的信息。这肯定会影响语音和视频等敏感流量。
在WLAN Advanced选项卡下配置了Off Channel Scanning Defer选项。默认情况下,它对UP类4、5和6启用,时间阈值为100毫秒,这意味着AP在看到敏感流量(语音或视频)后不会离开信道扫描100毫秒。
假设无线客户端正在使用语音应用,预期的UP值为“6”,但客户端发送的数据包的UP值为“2”。然后,AP将进行信道外扫描,这会影响客户端性能和体验。
![信道外扫描延迟设置](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-09.png)
您能否为低的UP优先级启用Defer Scanning?
答案是肯定的。为低UP优先级流量启用Defer Scanning可有效防止接入点进行信道外扫描,从而影响RRM和恶意检测算法的操作。要解决这一难题,需要采用另一种方法来简化信道扫描,同时仍然优先处理关键流量。
示例#2:DSCP到UP映射中的已知Microsoft Windows客户端问题
当使用DHCP与UP值之间的默认映射时,在MS Windows计算机中发现一个常见问题。在此映射中,用户优先级(UP)根据差分服务代码点(DSCP)值的三个最高有效位(msb)确定。例如,对于DSCP值为EF (101110)的语音流量,它将映射到UP 5 (101)。
默认情况下,上行中的AP信任UP值;导致语音流量在DSCP值为34的视频访问类别(AC_VI)中处理,而不是在DSCP值为46的语音访问类别(AC_VO)中处理,这是预期的。因此,语音帧的等待时间更长,重试机会也更大。
![DSCP映射](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-10.png)
有办法解决这个问题吗?
如果MS Windows计算机发送具有正确DSCP值的语音流量,则答案为是。
如何修复?
通过使用WLC上的“信任DSCP上行”选项。此选项强制AP信任Upstream中的内部DSCP,而不是UP。
![信任DSCP设置](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-11.png)
有关将Windows计算机配置为覆盖或标记流量的详细说明,请参阅“如何在Windows计算机上启用DSCP标记”
要信任哪个协议:DSCP或COS?
为WLC交换机端口选择哪种信任类型?
实际上,我们可以选择任何信任选项。但是,您必须记住,对于上行场景,如果您选择信任CoS;交换机将根据交换机上配置的CoS-DSCP映射表重写外部DSCP值。
但是,如果选择信任DSCP;交换机不会重写外部DSCP值,因为它信任传入的内部DSCP。
![上游映射](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-12.png)
对于下行场景,连接WLC的交换机根据其上配置的DSCP-CoS映射表添加802.1p值。如果您选择信任CoS,外部DSCP值会根据传入的802.1p值进行更改。
但是,如果您选择信任DSCP,交换机不会重写外部DSCP值。
![CAPWAP隧道](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-13.png)
如上面的示例;无线客户端连接到映射到本征VLAN上管理接口的SSID。
如果选择信任WLC交换机端口上的CoS,会发生什么情况?
客户端流量到达中继端口,由于它是本地无标记VLAN,因此未标记为802.1q。
怎样才能解决此问题?
您可以使用DSCP trust选项,而不使用CoS,CoS通常是推荐值。
无线局域网控制器QoS最佳实践
金属QoS配置文件
我们可以在WLC上配置四个主要QoS配置文件(白金级、金级、银级、铜级)。
● Platinum/voice -确保无线语音的高质量服务
●金牌/视频-支持高质量视频应用
●银牌/尽力而为-支持客户端的正常带宽;这是默认设置
●铜级/后台-为访客服务提供最低带宽。
这些QoS配置文件的主要目的是限制上行和下行的CAPWAP报头的最大外部DSCP值,而不影响内部DSCP。
注意:内部DSCP值由AVC修改。
对于本地交换的流量,将基于UP值将QoS配置文件应用于下游流量。如果此值高于默认WLAN值,则使用默认WLAN值。
对于上行流量,如果客户端发送的UP值高于默认WLAN值;将使用默认WLAN值。
有关9800 WLC最佳实践配置指南Catalyst 9800无线控制器的无线QoS的详细信息
故障排除步骤:
1. 了解问题。
2. 制定可靠的行动计划。
- 询问故障排除问题和网络拓扑图。
- 收集日志和调试。
- 询问PI热图。
3.检查WLC配置。
4. 分析调试
5. 使用VoWLAN核对表确认是否遵循了最佳做法。
了解单向音频
当客户端和AP之间的功率不对称时,主要会发生此问题。
AP可以使用最大功率传输,但无线设备(如Cisco电话)可以使用较小功率传输,这会导致Cisco电话听到来自AP的下行帧,但AP没有听到来自电话的上行帧。
![非对称发射功率](/c/dam/en/us/support/docs/wireless/catalyst-9800-series-wireless-controllers/221906-understand-troubleshoot-qos-over-wirel-14.png)
建议不要在无线设备上配置AP TX功率高于支持的最大TX功率。
- 行动计划:
- 检查客户端连接,确保其稳定且没有断开连接。
- 检查RF环境(AP功率、信号强度等)。
- 收集OTA捕获以检查音频流量;发现单向流量。
- 最佳实践:
- 启用DTPC:它可帮助CCX客户端调整其TX功率以匹配AP功率。
- 检查客户端设备中的卷设置。
了解常变和机器人音频
当数据包丢失率高或数据包延迟时,就会出现“不稳定”和“机器人”音频。
断断续续的语音描述声音中的间隙和延迟。以下是常变和机器人记录的示例。
- 行动计划:
- 检查客户端连接,确保其稳定且没有断开连接。
- 检查RF环境(高信道利用率、噪声和干扰设备等)。
- 通过路径收集Captures以检查数据包是否丢弃。
- 最佳实践:
漫游时了解差距和无音频
有时,当用户从一个位置漫游到另一个位置时,会报告音频连接断开和间隙。
- 行动计划:
- 检查RF环境并确认您已在AP之间拥有一个良好的覆盖信元。
- 获取PI热图。
- 通过路径收集Captures以检查数据包是否丢弃。
- 最佳实践:
- 检查客户端连接,确保其稳定且没有断开连接。
- 确保目标AP上的RSSI值大于或等于-67
参考
无线QoS建议
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/wireless/controller/9800/17-9/config-guide/b_wl_17_9_cg/m_wireless_qos_cg_vewlc1_from_17_3_1_onwards.html
Cisco Catalyst 9800系列无线控制器的应用可视性与可控性部署指南
https://www.cisco.com/c/dam/en/us/td/docs/wireless/controller/9800/17-1/deployment-guide/c9800-avc-deployment-guide-rel-17-1.pdf