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このドキュメントでは、9800ワイヤレスLANコントローラ(WLC)でワイヤレスQuality of Service(QoS)を設定、検証、およびトラブルシューティングする方法について説明します。
このドキュメントの情報は、次のソフトウェアとハードウェアのバージョンに基づいています。
このドキュメントの情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されました。このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、クリアな(デフォルト)設定で作業を開始しています。本稼働中のネットワークでは、各コマンドによって起こる可能性がある影響を十分確認してください。
ワイヤレスQoSは、重要なアプリケーションが最適なパフォーマンスを得るために必要な帯域幅と低遅延を確実に受信するために不可欠です。このドキュメントでは、シスコワイヤレスネットワークでのQoSの設定、検証、およびトラブルシューティングに関する包括的なガイドを提供します。
この記事では、読者が無線と有線の両方のQoSの原則について基本的な知識を持っていることを前提としています。また、Cisco WLCとAPの設定および管理に習熟していることも期待されています。
このセクションでは、9800ワイヤレスコントローラでのQoSの設定について詳しく説明します。これらの設定を活用することで、重要なアプリケーションが必要な帯域幅と低遅延を確実に受け取り、ネットワーク全体のパフォーマンスを最適化できます。
9800 WLCのQoS設定は、主に3つの大きなカテゴリに分けることができます。
このドキュメントでは、以降のセクションで各セクションを1つずつ説明します。
注:この記事では、ローカルモードのAPに焦点を当てています。FlexConnectモードのAPについては説明しません。
ポリシーターゲットは、QoSポリシーを適用できる設定構成要素です。Catalyst 9800でのQoSの実装は、モジュール型で柔軟です。ユーザは、SSID、クライアント、ポートレベルの3つの異なるターゲットでポリシーを設定することを決定できます。
SSIDポリシーは、SSIDごとにAPごとに適用できます。SSIDでポリシングおよびマーキングポリシーを設定できます。
クライアントポリシーは、入力方向と出力方向で適用できます。クライアントにポリシングポリシーとマーキングポリシーを設定できます。AAAオーバーライドもサポートされています。
ポートベースのQoSポリシーは、物理ポートまたは論理ポートに適用できます。
Wireless Auto QoSは、ワイヤレスQoS機能の導入を自動化します。また、事前定義された一連のプロファイルがあり、管理者はプロファイルをさらに変更して、さまざまなトラフィックフローに優先順位を付けることができます。Auto-QoSはトラフィックを照合し、一致した各パケットをQoSグループに割り当てます。これにより、出力ポリシーマップは特定のQoSグループをプライオリティキューなどの特定のキューに入れることができます。
モード |
クライアント入力 |
クライアント出力 |
BSSID入力 |
BSSID出力 |
ポートの入力 |
ポートの出力 |
無線 |
音声 |
N/A |
N/A |
プラチナアップ |
プラチナ |
N/A |
AutoQos-4.0-wlan – ポート – 出力 – ポリシー |
ACMオン |
ゲスト |
N/A |
N/A |
自動Qos-4.0-wlan-GT-SSID-Input-Policy |
AutoQos-4.0-wlan-GT-SSID – 出力ポリシー |
N/A |
AutoQos-4.0-wlan – ポート – 出力 – ポリシー |
|
ファーストレーン |
N/A |
N/A |
N/A |
N/A |
N/A |
AutoQos-4.0-wlan – ポート – 出力 – ポリシー |
EDCAパラメータFastLane |
エンタープライズAVC |
N/A |
N/A |
自動Qos-4.0-wlan-ET-SSID-Input-AVC-Policy |
AutoQos-4.0-wlan-ET-SSID – 出力ポリシー |
N/A |
AutoQos-4.0-wlan – ポート – 出力 – ポリシー |
次の表に、自動QoSプロファイルが適用される際に発生する設定の変更を示します。
自動QoSを設定するには、Configuration > QoSの順に選択します。
Addをクリックして、Auto QoSをenabledに設定します。リストから適切な自動QoSマクロを選択します。この例では、音声トラフィックに優先順位を付けるVoiceマクロが使用されます。
マクロを有効にした後、ポリシーに適用するポリシーを選択します。
# enable
# wireless autoqos policy-profile default-policy-profile mode voice
Auto QoSが有効になったので、発生した変更を確認できます。このセクションでは、音声の設定変更を一覧で示します。
class-map match-any AutoQos-4.0-Output-CAPWAP-C-Class
match access-group name AutoQos-4.0-Output-Acl-CAPWAP-C
class-map match-any AutoQos-4.0-Output-Voice-Class
match dscp ef
policy-map AutoQos-4.0-wlan-Port-Output-Policy
class AutoQos-4.0-Output-CAPWAP-C-Class
priority level 1
class AutoQos-4.0-Output-Voice-Class
priority level 2
class class-default
interface TenGigabitEthernet0/0/0
service-policy output AutoQos-4.0-wlan-Port-Output-Policy
interface TenGigabitEthernet0/0/1
service-policy output AutoQos-4.0-wlan-Port-Output-Policy
interface TenGigabitEthernet0/0/2
service-policy output AutoQos-4.0-wlan-Port-Output-Policy
interface TenGigabitEthernet0/0/3
service-policy output AutoQos-4.0-wlan-Port-Output-Policy
ip access-list extended AutoQos-4.0-Output-Acl-CAPWAP-C
10 permit udp any eq 5246 16666 any
wireless profile policy qos-policy
autoqos mode voice
service-policy input platinum-up
service-policy output platinum
ap dot11 24ghz cac voice acm
ap dot11 5ghz cac voice acm
ap dot11 6ghz cac voice acm
MQCを使用すると、トラフィッククラスを定義し、トラフィックポリシー(ポリシーマップ)を作成し、トラフィックポリシーをインターフェイスに割り当てることができます。トラフィックポリシーには、トラフィッククラスに適用されるQoS機能が含まれています。
この例では、アクセスコントロールリスト(ACL)を使用してトラフィックを分類し、帯域幅制限を適用する方法を示します。
管理する特定のトラフィックを識別および分類するACLを作成します。これは、IPアドレス、プロトコル、ポートなどの基準に基づいてトラフィックを照合するルールを定義することで実行できます。
Configuration > Security > ACLの順に移動し、ACLを追加します。
ACLを使用してトラフィックを分類したら、帯域幅の制限を設定して、このトラフィックに割り当てる帯域幅の量を制御します。
Configuration > Services > QoSの順に移動し、QoSポリシーを選択します。ポリシー内にACLを接続し、kbps単位でポリシングを適用します。
下にスクロールして、QoSを適用するポリシープロファイルを選択します。SSIDまたはクライアントの両方に対して、入力/出力方向のポリシーを選択できます。
ip access-list extended server-bw
1 permit ip host 192.168.31.10 any
!
class-map match-any server-bw
match access-group name server-bw
!
policy-map server-bw
class server-bw
police cir 100000
conform-action transmit
exceed-action drop
exit
class class-default
police cir 20000
conform-action transmit
exceed-action drop
exit
wireless profile policy default-policy-profile
service-policy input server-bw
service-policy output server-bw
exit
これらのQoSプロファイルの主な目的は、ワイヤレスネットワークで許可されるDifferentiated Services Code Point(DSCP)の最大値を制限し、それによって802.11ユーザプライオリティ(UP)値を制御することです。
Cisco 9800ワイヤレスLANコントローラ(WLC)では、メタルQoSプロファイルが事前に定義されており、設定できません。ただし、これらのプロファイルを特定のSSIDまたはクライアントに適用して、QoSポリシーを適用できます。
使用可能な4つのメタルQoSプロファイルがあります。
QoS プロファイル |
最大DSCP |
Bronze |
8 |
シルバー |
0 |
ゴールド |
34 |
Platinum |
46 |
Cisco 9800 WLCでメタルQoSを設定するには、次の手順を実行します。
Configuration > Policy > QoS & AVCの順に移動します。
#configure terminal
#wireless profile policy qos-policy
service-policy input platinum-up
service-policy output platinum
注:ユーザ単位およびSSID単位の帯域幅契約は、Metal QoS上ではなく、QoSポリシーを通じて設定できます。9800では、一致しないトラフィックはデフォルトクラスに入ります。
注:GUIでは、SSIDごとにMetal QoSしか設定できません。CLIでは、クライアントターゲットで設定することもできます。
QoSの設定が完了したら、QoSパケットを調べ、QoSポリシーがエンドツーエンドで正しく機能していることを検証する必要があります。これは、パケットキャプチャと分析を通じて実現できます。
QoS設定を複製して検証するには、小規模なラボ環境を使用します。ラボには次のコンポーネントが含まれています。
これらのコンポーネントはすべて、ラボ環境内の同じスイッチに接続されます。この図で強調表示されている数字は、トラフィックフローを監視および分析するためにパケットキャプチャが有効になっているポイントを示しています。
次のステップを実行します。
AP:
スニファAP:
有線PC:
無線PC:
スイッチ:
論理的には、ラボトポロジは次のように作成できます。
QoS設定をテストおよび検証するために、iPerfを使用してクライアントとサーバ間のトラフィックを生成します。これらのコマンドは、QoSテストの方向に基づいてサーバとクライアントの役割が相互に変更されるiPerf通信を促進するために使用されます。
目的は、ダウンストリームQoS設定を検証することです。設定には、DSCP 46でパケットを無線PCに送信する有線PCが含まれます。
ワイヤレスLANコントローラ(WLC)には、ダウンストリーム方向とアップストリーム方向の両方に対してメタルの「Platinum QoS」ポリシーが設定されています。
テストの設定:
出典:有線PC
宛先:無線PC
トラフィックタイプ:DSCPが46のUDPパケット
QoSプロファイル:Metal QoS - Platinum QoS
方向:ダウンストリームとアップストリームの両方
wireless profile policy qos-policy
service-policy input platinum-up
service-policy output platinum
論理トポロジとダウンストリーム方向のDSCPカンバセーション
有線PCで取得されたパケットキャプチャ。これにより、有線PCが正しいDSCPマーキング46を使用して、指定された宛先IP 192.168.10.13にUDPパケットを送信していることを確認できます。
次に、有線PCに接続されたアップリンクスイッチでキャプチャされたパケットを調べます。スイッチはDSCPタグを信頼し、DSCP値は46のまま変わりません。
注:Catalyst 9000シリーズのスイッチポートは、デフォルトでtrusted状態になっています。
EPCを使用して取得したWLC上のパケットキャプチャを調べると、パケットはアップリンクスイッチから同じDSCPタグ46で到着します。 これにより、パケットがWLCに到達する際にDSCPマーキングが保持されていることを確認できます。
WLCがCAPWAPトンネル内のAPにパケットを送信する場合、これはWLCが設定に基づいてDSCPを変更できる重要な交差点です。わかりやすくするために、番号の付いたポイントで強調表示されているパケットキャプチャを分類します。
次に、APアップリンクスイッチポートで同じパケットを確認します。
外部CAPWAPレイヤのDSCP値は46のままです。説明の便宜上、タギングを示すために内部CAPWAPトラフィックが強調表示されています。
APはパケットを受信すると、そのパケットを無線で送信します。ユーザプライオリティ(UP)タギングを確認するには、スニファAPで取得したOver-the-Air(OTA)キャプチャを使用します。
APはUP値6でフレームを転送しました。これにより、APがDSCP値を適切な802.11 UP値(6)に正しくマッピングしていることが確認されます。この値は音声トラフィックに対応しています。
最終段階では、無線PCがパケットを受信します。無線PCは、DSCP値が46のフレームを受信します。
これは、DSCPマーキングが有線PCから無線PCまでの伝送路全体で保持されることを示します。一貫したDSCP値の46は、QoSポリシーがダウンストリーム方向で正しく適用および維持されていることを確認します。
このテストシナリオの目的は、アップストリームQoS設定を検証することです。設定には、DSCP 46のUDPパケットを有線PCに送信する無線PCが含まれます。WLCには、アップストリーム方向とダウンストリーム方向の両方に対してメタルの「Platinum QoS」ポリシーが設定されています。
出典:Wireless PC
宛先:有線PC
トラフィックタイプ:DSCPが46のUDPパケット
QoSプロファイル:Platinum QoS
方向:アップストリームとダウンストリームの両方
wireless profile policy qos-policy
service-policy input platinum-up
service-policy output platinum
アップストリーム方向の論理トポロジとDSCP変換:
無線PCから有線PCに送信されるパケット。このキャプチャは無線PCで取得したものです。
無線PCはDSCP 46でUDPパケットを送信します。
次に、クライアントからAPへのOTAキャプチャを見てみましょう。
ヒント: WindowsワイヤレスPCを使用してDSCP 46でパケットを送信する場合、WindowsはDSCP 46をユーザープライオリティ(UP)値5(ビデオ)にマップします。その結果、OTAキャプチャはパケットをビデオトラフィック(UP 5)として示します。ただし、パケットを復号化しても、DSCP値は46のままです。
注:バージョン17.4以降のCisco 9800 WLCのデフォルト動作では、AP加入プロファイルのDSCP値を信頼します。これにより、DSCP値46がWLCによって保持および信頼され、WindowsのDSCPからUPへのマッピング動作に関連する問題が回避されます。
ラボセットアップから取得した暗号化されたOver-the-Air(OTA)キャプチャが分析され、アップストリームQoS設定が検証されます。
OTAキャプチャは、ユーザプライオリティ(UP)値が5(ビデオ)のパケットを示します。OTAキャプチャではUP 5と表示されていますが、暗号化パケット内のDSCP値は46のままです。
次に、APアップリンクポートでのパケットキャプチャが分析され、パケットがAPからWLCに移動する際にDSCP値が維持されることが確認されます。
キャプチャは、パケットがスイッチから到着したときにWLCで取得されます。
パケットがWLCでヘアピニングを行った後、有線PC宛てのアップリンクスイッチに戻されます。WLCは、DSCP値が46のパケットを転送します。
最後に、有線PCのアップリンクでのパケットキャプチャが分析され、パケットがWLCから到着する際にDSCP値が維持されます。
最終段階で、有線PCで受信されたパケットが分析され、DSCP値が46の有線PCにパケットが到達することが確認されます。
アップストリームQoSテストでは、無線PCから有線PCへのトラフィックフローのQoS設定が正常に検証されました。伝送パス全体を通じてDSCP値46を一貫して保持することで、QoSポリシーが正しく適用および適用されていることを確認できます。
音声、ビデオ、およびその他のリアルタイムアプリケーションは、ネットワークパフォーマンスの問題に特に敏感です。また、Quality of Service(QoS)の低下は、著しく有害な影響を及ぼす可能性があります。QoSパケットが低いDSCP値で再マーキングされると、音声とビデオに大きな影響を与える可能性があります。
音声への影響:
ビデオへの影響:
このトラブルシューティングシナリオでは、中間スイッチがWLCに到達したトラフィックのDSCPマーキングを書き換える影響を調査します。これを再現するために、スイッチは有線PCアップリンクインターフェイスのCS1にDSCP 46マーキングを書き換えるように設定されています。
パケットはDSCP 46タグ付きで有線PCから送信されます。
パケットは、DSCP値CS1(DSCP 8)でWLCに到達します。DSCP 46からDSCP 8への変更により、パケットの優先順位が大幅に下がります。
このステップでは、WLCからAPに転送されたパケットが分析されます。
パケットは、DSCP値CS1(DSCP 8)でワイヤレスPCに到着します。
このシナリオでは、中継スイッチの設定ミスが原因でQoS設定が崩れ、優先度の高いトラフィックのパフォーマンスが低下する状況について説明します。最初に高優先順位としてマークされた音声パケットは、DSCPの書き換えにより、優先順位の低いトラフィックとして扱われました。このシナリオでは、優先度の高いトラフィックに対して望ましいQuality of Service(QoS)を維持するために、中間ネットワークデバイスでQoSマーキングを正しく保持することが重要です。
このシナリオでは、APに接続された中継スイッチがDSCPマーキングを書き換えることによるトラフィックへの影響を調査します。
キャプチャは、パケットがスイッチから到着したときにWLCで取得されます。
パケットは、外部CAPWAPヘッダーのDSCP値がCS1(DSCP値
WLCはCAPWAPトンネル内のDSCPタグを信頼し、内部DSCPタグが46の有線PCにトラフィックを転送します。
パケットは、DSCP値46で有線PCに到達します。WLCが元のDSCP値46でパケットを正しく転送し、優先度の高いマーキングを保持することを確認します。
WLCはDSCPタグ46でトラフィックを転送しましたが、外部DSCPタグがCS1(DSCP 8)に書き換えられているため、APからWLCへのトラフィックは低優先順位として扱われていることを理解することが重要です。
APとWLCの間に複数のスイッチが存在することがあり、トラフィックに低い優先順位が与えられている場合、トラフィックはWLCに遅れて到達することがあります。これにより、遅延、ジッタ、および潜在的なパケット損失が増加し、音声などの優先度の高いトラフィックのQuality of Service(QoS)が低下する可能性があります。
On the WLC, these commands can be used to verify the configuration.
# show run qos
# show policy-map <policy-map name>
# show class-map <policy-map name>
# show wireless profile policy detailed <policy-profile-name>
# show policy-map interface wireless ssid/client profile-name <name> radio type 2GHz|5GHz|6GHz ap name <AP name> input|output <-- Main command.
# show policy-map interface wireless client mac <MAC> input|output
# show wireless client mac <MAC> service-policy input|output
On AP, these commands can be used to check the QoS.
# show dot11 qos
# show controllers dot11Radio 1 | begin EDCA
ネットワーク全体で一貫したQoS設定を維持することは、音声やビデオなどの優先度の高いトラフィックに適切なレベルのサービスとパフォーマンスを確実に提供するために不可欠です。すべてのネットワークデバイスが意図されたQoSポリシーに準拠していることを確認するために、QoS設定を定期的に検証することが不可欠です。この検証により、ネットワークパフォーマンスを低下させる可能性のある設定ミスや変更を特定して修正できます。
改定 | 発行日 | コメント |
---|---|---|
1.0 |
29-Jul-2024 |
初版 |