안녕하세요 커뮤니티 여러분,
아래 내용은 Catalyst 9000 시리즈 플랫폼 output drop 에 대한 기본적인 상황과 사례에 대한 설명입니다.
Output Drops 이란 ?
일반적으로 이더넷 포트 아웃 방향의 패킷 전송량이 포트 Speed보다 더 높을 경우 여유의 임시 저장 공간이 필요하고 해당 임시 저장 공간을 보통 포트 버퍼라고 말합니다.
Speed 제한을 초과한 패킷들은 임시 저장 공간 즉 버퍼에 저장되었다가 순차적으로 다시 전송되는데 이것이 바로 버퍼의 용도입니다.
모든 포트의 버퍼 사이즈가 정해져 있기에 오버된 패킷들이 버퍼 한도를 초과할 경우 패킷 딜레이 혹은 패킷 Drop 현상이 발생합니다.
참고로 버퍼 사이즈에 대한 제한성은 플랫폼마다 다를수 있기에 해당장비 Datasheet를 참고하시기 바랍니다.
Types of Congestion
아래 두가지 경우에 Output Drop 현상이 발생할수 있습니다.
1. Many to one: 많은 source 포트에서 들어온 패킷이 동시에 같은 포트로 전송될 경우, 이 포트에서(destination) 동시에 처리할 패킷이 많아지게 됩니다.
2. Speed mismatch: source 포트 스피드가 destination 포트 스피드보다 높을시 (예. 10G 에서 1G로), 패킷 전송이 지연되거나 Drop 현상이 발생합니다.
Congestion with Low Throughput
Out 방향의 트래픽의 전송양이 포트 스피드보다 많이 낮더라도 순간적인 Burst 트래픽으로 인해 output drop 현상이 발생할수 있습니다.
영향을 받는 인터페이스 식별
CLI show 명령어를 이용하여 Output drop 영향을 받는 인터페이스를 식별합니다.
예: Cat9k(config)# show interfaces | in is up|Total output drops
GigabitEthernet 1/0/10 is up, line protocol is up (connected)
Input queue: 0/2000/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 54845
GigabitEthernet 1/0/48 is up, line protocol is up (connected)
Input queue: 0/2000/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 1540231
Validate Buffer Congestion
아래 2가지 코맨드로 버퍼 현황을 확인하실수있습니다.
1. show platform hardware fed switch active qos queue config interface <interface>.
명령어 출력 결과에서 주로 Hardmax, Softmax 두값을 확인하시면 됩니다. 해당 버퍼들에 대한 설명은 Queueing White Paper 참고하시면 됩니다.
2. show platform hardware fed switch active qos queue stats interface <interface>.
해당 코맨드로 인터페이스에 실제 들어온 총 몇 Bytes, Drop 된 패킷 ... 등.포트의 큐 상세 정보를 확인할수 있습니다.
아래 출력된 결과로, queue 0 과 queue 1에 패킷이 들어온것을 확인할수 있고, Queue 1 Drop-TH2 항에 drop된 패킷이 있습니다.
이것으로 queue 0으로 들어온 트레픽은 영향을 받지 않았고, queue 1에 있는 트래픽은 드롭이 발생한것을 확인할수 있습니다.
Modify Buffers to Resolve Output Drops
SoftMax Multiplier
SoftMax 값은 CLI 명령어로 수정 가능합니다.
“qos queue- softmax-multiplier <100 – 1200>” . 최대값은 1200이고 기본값은 100입니다. 따라서 단일 포트 대기열이 마이크로버스트를 흡수하는 능력이 향상됩니다.
이 명령은 포트 대기열이 공유 풀에서 추가 버퍼 단위를 사용할 수 있도록 포트 대기열 임계값을 증가합니다. 해당 컨피그레이션은 모든 인터페이스에 동시에 적용됩니다.
이 값을 사용 가능한 최대값으로 구성하면 출력 삭제를 제거하거나 줄일 수 있는 가장 높은 확률을 스위치에 제공합니다.
9300(config)#qos queue-softmax-multiplier 1200
위에서 수집한 수치와 대비해보면, 정확히 12배로 증가되었습니다..
Output drop 증상에 대해 가장 보편적으로 사용되고 있는 해결 방안입니다. 만약 Output drop 에 연관된 트래픽이 장비의 최대 성능 제한을 초과할 경우 완벽한 증상 해결이 어려울수 있습니다.
Per-Queue Buffer Modification
Per-Queue 버퍼 수정은 SoftMax 컨피그를 적용 불가할 경우 혹은 트래픽 프로 파일에 버퍼를 세밀하게 조정하려는 시나리오에서 활용할 수 있습니다.
큐 버퍼 할당을 수정하려면 스위치 매개 인터페이스별로 해야 하며, 이때 policy-map을 사용해야 합니다.
대부분의 경우에는 인터페이스의 현재 policy-map을 수정하고 클래스별로 버퍼를 변경합니다.
예: 특정 인터페이스에 아래와 같은 policy-map 컨피그 적영 되여 있고 해당 포트에 Output drop 증상이 발생하고 있다고 가정합니다.
policy-map MYPOL
class Voice
priority level 1 percent 20
class Video
priority level 2 percent 10
class Control
bandwidth percent 10
class Data
bandwidth percent 5
class class-default
위에 보이는 것 처럼 policy-map에는 총 5개의 class-map이 설정되여 있고 총 5개의 아웃방향의 큐가 생성됩니다. 각 클래스에는 우선 순위에 따라 기본 버퍼 값이 할당됩니다.
아래 명령어로 구체적으로 어는 큐에서 Output drop 발생했는지 확인하시면 됩니다.
큐 3에 다른 큐보다 더 많은 트래픽이 대기 중이며, Output drop 현상이 발생되고 있음을 확인 가능합니다.
큐 번호는 0부터 시작하기에, 큐 3은 네 번째 class-map인 Class Data에 매핑됩니다.
해당 큐의 드롭을 해결하기 위해 Queue 3에 더 많은 버퍼를 할당해야합니다.
이 버퍼 할당을 변경하려면 policy-map에서 queue-buffer 비율 <0-100> 설정을해야합니다.
정책의 각 class에 구성된 경우, 합계는 100이 되어야 합니다. 이 명령을 사용하여 단일 class만 구성하는 경우, 시스템은 다른 큐에서 균일하게 버퍼를 적게 할당하게 됩니다.
아래는 Class Data/ queue-buffer ratio를 40%로 수정한겁니다.
policy-map MYPOL
class Voice
priority level 1 percent 20
class Video
priority level 2 percent 10
class Control
bandwidth percent 10
class Data
bandwidth percent 5
queue-buffers ratio 40
class class-default
수정후 아래 명령어로 확인해 보면 softmax 값이 800으로 변경이 되었습니다. 전체 값의 40%를 차지합니다.
이로 인해 다른 큐들은 Softmax 버퍼가 더 적게 남게 되고 다른 큐에서 Output drop이 발생하지 않도록 실시간 모니터링 및 상황에 맞는 버퍼 수정이 필요합니다.
더욱 자세한 내용은 아래 링크 참조 하시면 됩니다.
참고 문서: https://www.cisco.com/c/ko_kr/support/docs/switches/catalyst-9600-series-switches/220491-understand-output-drops-on-high-speed-in.html?dtid=osscdc000283
감사합니다.