Настройка очередей SP +WRR

ЧЕРНОВИК: добавить схему и описательную часть

В статье описывается настройка очередей SP/WRR на примере применения планировщика для голосового и управляющего трафика Приоритезация трафика производится на канальном уровене с помощью установленных классов обслуживания CoS в заголовках 802.1p

Предварительные требования и ограничения

Для приоритезации трафика с использовние CoS метка класса должна быть установлена в поле Priority (802.1p) заголовка Vlan (802.1Q) или qinq (802.1ad)
Приортезация трафика производится на исходящем интерфейсе
По умолчанию все 8 очередей на интерфейсах работают в режиме SP (cos scheduling sp)

Описание используемых технологий

Voice-VLAN (на примере VLAN 4010)

Voice-VLAN применяется для логического отделения голосового трафика от пользовательского трафика данных. Это упрощает применение QoS и обеспечивает приоритетную обработку голоса (низкая задержка/джиттер).

В статье используется пример Voice-VLAN 4010 на trunk-интерфейсе.

Планирование очередей: SP и WRR

На интерфейсе применяется комбинированный алгоритм:

Очереди 5–7 — SP (Strict Priority)
Очереди 0–4 — WRR (Weighted Round Robin)

SP обеспечивает обслуживание очередей 5–7 с более высоким приоритетом, чем очередей WRR.

Приоритезация очередей 6 и 7 для работы в режиме SP

Очереди 6 и 7 используются для управляющего/системного трафика, критичного для стабильности сети и управляемости устройства.

Краткая справка:

Queue 6
обычно используется для управляющих протоколов и служебных сообщений (Control Plane), где задержки могут приводить к деградации протоколов.
Queue 7
предназначена для наиболее критичного системного/управляющего трафика (наиболее высокий приоритет), нарушение доставки которого может приводить к потере устойчивости управления.

Следовательно, при включении SP для голосового трафика (очередь 5) требуется удерживать 6 и 7 в SP по причине критичности управляющего трафика.

Команды настройки

Настройка производится для схемы

int vlan 4010 <--- SW1 (1/0/1) --- (1/0/1) SW2 (1/0/5) --- (1/0/5) SW3 ---> int vlan 4010

Пример настройки

Ниже приведён полный скрипт настройки интерфейса 10ge1/0/5 на SW2:

SW2# configure
%Enter configuration commands.End with Ctrl+Z or command "quit" & "end"
SW2(config)# interface 10gigaethernet 1/0/5
SW2(config-10ge1/0/5)# cos scheduling sp+wrr 5-7
SW2(config-10ge1/0/5)# cos queue 5 min-bandwidth mbps 32
SW2(config-10ge1/0/5)# end

Пояснения к командам

cos scheduling sp+wrr 5-7 — включение алгоритма sp+wrr с применением SP для очередей 5–7, оставщиеся очереди (0-4) работают в режиме WRR
cos queue 5 min-bandwidth mbps 32 — гарантирование минимальной полосы 32 Mbps для очереди 5.

Проверка конфигурации

Проверка выполняется с помощью команды ниже

Проверка применённых QoS-настроек интерфейса


SW2# show cos config
!
interface 10gigaethernet 1/0/5
cos scheduling sp+wrr 5-7
cos queue 5 min-bandwidth mbps 32
!

Возврат к настройкам по умолчанию может быть выполнен с использованием команд

SW2(config-10ge1/0/5)# cos scheduling sp           <--- режим работы по умолчанию
SW2(config-10ge1/0/5)# no cos queue 5 bandwidth    <--- команда отмены min/max-bandwidth

Проверка алгоритма планирования и параметров очередей


SW2# show cos interface 10gi 1/0/5
scheduling algorithm is sp+wrr,queue list 5-7   <-- указан режим работы планировщиков QoS
'BW' means 'Bandwidth'
'bps' means 'bits per second'
Interface      Queue  Max-BW(bps)    Min-BW(bps)    Weight
10ge1/0/5      0      0M             0M             1
10ge1/0/5      1      0M             0M             1
10ge1/0/5      2      0M             0M             1
10ge1/0/5      3      0M             0M             1
10ge1/0/5      4      0M             0M             1
10ge1/0/5      5      0M             32M            N/A    <--- трафик обрабатывается после очереди 6
10ge1/0/5      6      0M             0M             N/A    <--- трафик обрабатывается после очереди 7
10ge1/0/5      7      0M             0M             N/A    <--- трафик обрабатывается приоритетно
SW2#

Интерпретация по выводу:

Активен sp+wrr, и список SP-очередей — 5-7.
Для очереди 5 задан Min-BW(bps) эквивалентный 32M.

Генерация трафика с установленной меткой CoS (802.1p)

Ниже приведён тест с SW1, который генерирует ICMP-трафик с 802.1p приоритетом 5: Отправляем команду ping с установкой CoS приоритетной очереди 5 с помощью оператора -8012p.

SW1# ping 10.40.10.3 -8021p 5
PING 10.40.10.3: 64 data bytes
Reply from 10.40.10.3: bytes=64 time<1ms TTL=64 icmp_seq=1
Reply from 10.40.10.3: bytes=64 time<1ms TTL=64 icmp_seq=2
Reply from 10.40.10.3: bytes=64 time<1ms TTL=64 icmp_seq=3
Reply from 10.40.10.3: bytes=64 time<1ms TTL=64 icmp_seq=4
Reply from 10.40.10.3: bytes=64 time<1ms TTL=64 icmp_seq=5
PING Statistics for 10.40.10.3
5 packets transmitted, 5 packets received, 0% packet loss
round-trip (ms)  min/avg/max = 0/0/0

Интерпретация:

-8021p 5 задаёт приоритет CoS=5 (802.1p), который при корректной классификации должен обрабатываться в приоритетной очереди (queue 5).

Проверка статистики очередей (подтверждение прохождения трафика)

После выполнения ping проверьте статистику очередей на SW2: Статистика трафика очереди 5 должна увеличиться на количество отправляемых с интерфейса кадров.


SW2# show cos statistics interface 10gi 1/0/5

## Interface      Queue  Passed-Packets(H/L)   Passed-Bytes(H/L)     Dropped-Packets(H/L)  Dropped-Bytes(H/L)

10ge1/0/5      0      0/0                   0/0                   0/0                   0/0
10ge1/0/5      1      0/0                   0/0                   0/0                   0/0
10ge1/0/5      2      0/0                   0/0                   0/0                   0/0
10ge1/0/5      3      0/0                   0/0                   0/0                   0/0
10ge1/0/5      4      0/0                   0/0                   0/0                   0/0
10ge1/0/5      5      0/5                   0/570                 0/0                   0/0
10ge1/0/5      6      0/0                   0/0                   0/0                   0/0
10ge1/0/5      7      0/8                   0/774                 0/0                   0/0
SW2#

Интерпретация по статистике:

Увеличение счётчиков Queue 5 соответствует тестовому ICMP-трафику с CoS=5.
Наличие счётчиков Queue 7 указывает на параллельное прохождение трафика, классифицированного в наиболее приоритетную очередь (как правило, управляющий/служебный трафик устройства).

Полная конфигурация

В данном примере разделяются голосовй трафик и трафик телефонии, а также в качестве примера указан диапазон MAC адресов, от которых ожидается голосовой трафик. В голосовом vlan трафик от оборудования с другими MAC адресами пропускаться не будет. Более подробно о работе voice-vlan см. в соответвующем разделе документации.

Конфиуграция на коммутаторе SW2

configure
!
vlan 4001
 alias DATA
!
vlan 4010
 alias VOICE
!
voice-vlan aging-time 10
voice-vlan oui 02:00:00:00:00:00/24 phone
!
interface 10gigaethernet 1/0/5
 port link-type trunk
! 
! `Настройка приоритезации`
!
 cos scheduling sp+wrr 5-7
 cos queue 5 min-bandwidth mbps 32
!
!
 voice-vlan 4010 enable
 voice-vlan mode manual
 port trunk allow-pass vlan 4001,4010
end

Конфигурацимя на коммутаторе SW1

Подключение телефона эмулируется с помощью Interface Vlan 4010

configure
!
vlan 4001
 alias DATA
!
vlan 4010
 alias VOICE
!
interface vlan 4001
 alias DATA
 ip address 10.40.0.1/24
!
interface vlan 4010
 alias VOICE
 mac address 02:00:00:00:00:01
 ip address 10.40.10.1/24
!
interface 10gigaethernet 1/0/1
 alias to_SW2
 port link-type trunk
 port trunk allow-pass vlan 4001,4010
!
end

SW3