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Este documento descreve maneiras de configurar, validar e solucionar problemas de Qualidade de Serviço (QoS - Quality of Service) sem fio em controladoras Wireless LAN (WLC - Wireless LAN Controller) 9800.
As informações neste documento são baseadas nestas versões de software e hardware:
As informações neste documento foram criadas a partir de dispositivos em um ambiente de laboratório específico. Todos os dispositivos utilizados neste documento foram iniciados com uma configuração (padrão) inicial. Se a rede estiver ativa, certifique-se de que você entenda o impacto potencial de qualquer comando.
A QoS sem fio é essencial para garantir que os aplicativos críticos recebam a largura de banda necessária e a baixa latência necessária para o desempenho ideal. Este documento fornece um guia abrangente para configurar, validar e solucionar problemas de QoS em redes sem fio Cisco.
Este artigo pressupõe que os leitores tenham uma compreensão básica dos princípios de QoS com e sem fio. Espera-se também que os leitores dominem a configuração e o gerenciamento de WLCs e APs da Cisco.
Esta seção se aprofunda na configuração de QoS em controladores sem fio 9800. Aproveitando essas configurações, você pode garantir que os aplicativos críticos recebam a largura de banda necessária e baixa latência, otimizando, assim, o desempenho geral da rede.
Você pode dividir a configuração de QoS da WLC 9800 principalmente em três categorias amplas diferentes.
Este documento passa por cada seção, uma a uma, nas seções subsequentes.
Observação: este artigo se concentra no AP no modo local. O AP no modo Flexconnect não é discutido.
Um destino de política é a construção de configuração onde uma política de QoS pode ser aplicada. A implementação de QoS no Catalyst 9800 é modular e flexível. O usuário pode decidir configurar políticas em três destinos diferentes: SSID, cliente e níveis de porta.
A política de SSID é aplicável por AP por SSID. Você pode configurar políticas de vigilância e marcação no SSID.
As políticas do cliente são aplicáveis na direção de entrada e saída. Você pode configurar políticas de vigilância e marcação em clientes. AAA override também é suportado.
As políticas de QoS baseadas em porta podem ser aplicadas em uma porta física ou em uma porta lógica.
A QoS automática sem fio automatiza a implantação de recursos de QoS sem fio. Ele tem um conjunto de perfis predefinidos que podem ser modificados pelo administrador para priorizar fluxos de tráfego diferentes. A QoS automática corresponde ao tráfego e atribui cada pacote correspondente a grupos de QoS. Isso permite que o mapa de política de saída coloque grupos de QoS específicos em filas específicas, incluindo a fila de prioridade.
Modo |
Ingresso do cliente |
Saída do cliente |
Entrada de BSSID |
Saída de BSSID |
Entrada de porta |
Porta de saída |
Rádio |
Voz |
N/A |
N/A |
Platinum-up |
platinum |
N/A |
AutoQos-4.0-wlan-Port-Output-Policy |
ACM em |
Convidado |
N/A |
N/A |
AutoQos-4.0-wlan-GT-SSID-Input-Policy |
AutoQos-4.0-wlan-GT-SSID-Output-Policy |
N/A |
AutoQos-4.0-wlan-Port-Output-Policy |
|
Fastlane |
N/A |
N/A |
N/A |
N/A |
N/A |
AutoQos-4.0-wlan-Port-Output-Policy |
edca-parameters fastlane |
Enterprise-avc |
N/A |
N/A |
AutoQos-4.0-wlan-ET-SSID-Input-AVC-Policy |
AutoQos-4.0-wlan-ET-SSID-Output-Policy |
N/A |
AutoQos-4.0-wlan-Port-Output-Policy |
Esta tabela descreve as alterações de configuração que acontecem quando um perfil de QoS automático é aplicado.
Para configurar a QoS automática, navegue até Configuration > QoS
Clique em Add e defina Auto QoS como enabled. Escolha a macro Auto QoS apropriada na lista. Para este exemplo, é usada a macro Voice para priorizar o tráfego de voz.
Quando a macro estiver habilitada, selecione a política que precisa ser anexada à política.
# enable
# wireless autoqos policy-profile default-policy-profile mode voice
Agora que a QoS automática está ativada, você pode ver as alterações que aconteceram. Esta seção lista as alterações de configuração para voz.
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
O MQC permite que você defina uma classe de tráfego, crie uma política de tráfego (mapa de políticas) e anexe a política de tráfego a uma interface. A política de tráfego contém o recurso de QoS que se aplica à classe de tráfego.
Este exemplo demonstra como usar Listas de Controle de Acesso (ACLs) para classificar o tráfego e aplicar restrições de largura de banda.
Crie uma ACL para identificar e classificar o tráfego específico que você deseja gerenciar. Isso pode ser feito definindo regras que correspondam ao tráfego com base em critérios como endereços IP, protocolos ou portas.
Navegue até Configuration > Security > ACL e adicione a ACL.
Depois que o tráfego for classificado usando a ACL, configure as restrições de largura de banda para controlar a quantidade de largura de banda alocada para esse tráfego.
Navegue até Configuration > Services > QoS e a política de QoS. Anexe a ACL dentro da política e aplique a polícia em kbps.
Role para baixo e selecione o perfil de política onde a QoS deve ser aplicada. Você pode selecionar a política na direção de entrada/ saída para SSID ou Cliente.
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
A finalidade principal desses perfis de QoS é limitar os valores máximos de Differentiated Services Code Point (DSCP) permitidos em uma rede sem fio, controlando assim os valores de Prioridade do usuário (UP) 802.11.
No Cisco 9800 Wireless LAN Controller (WLC), os perfis de Metal QoS são predefinidos e não configuráveis. No entanto, você pode aplicar esses perfis a SSIDs ou clientes específicos para aplicar políticas de QoS.
Há quatro perfis de QoS Metal disponíveis:
Perfil de QoS |
DSCP máximo |
Bronze |
8 |
Prata |
0 |
Ouro |
34 |
Platinum |
46 |
Para configurar o Metal QoS em um Cisco 9800 WLC:
Navegue até Configuration > Policy > QoS & AVC.
#configure terminal
#wireless profile policy qos-policy
service-policy input platinum-up
service-policy output platinum
Observação: os contratos de largura de banda por usuário e SSID são configuráveis por meio de políticas de QoS e não diretamente no Metal QoS. Em 9800, o tráfego não correspondente passa para a classe padrão.
Observação: na GUI, você só pode definir o Metal QoS por SSID. Na CLI, você também pode configurá-la no destino do cliente.
Agora que a configuração de QoS está concluída, é essencial examinar os pacotes de QoS e validar se as políticas de QoS estão funcionando corretamente de ponta a ponta. Isso pode ser obtido por meio da captura e análise de pacotes.
Para replicar e validar a configuração de QoS, um ambiente de laboratório de pequena escala é usado. O laboratório inclui estes componentes:
Todos esses componentes estão conectados ao mesmo switch no ambiente do laboratório. Os números destacados neste diagrama indicam os pontos em que as capturas de pacotes estão habilitadas para monitorar e analisar o fluxo de tráfego.
WLC:
AP:
AP farejador:
PC com fio:
PC sem fio:
Switch:
Logicamente, a topologia do LAB pode ser desenhada assim.
Para testar e validar a configuração de QoS, o iPerf é usado para gerar tráfego entre o cliente e o servidor. Esses comandos são usados para facilitar a comunicação iPerf, com as funções do servidor e do cliente intercambiadas com base na direção do teste de QoS.
O objetivo é validar a configuração de QoS downstream. A configuração envolve um PC com fio que envia pacotes com DSCP 46 para um PC sem fio.
A controladora Wireless LAN (WLC) é configurada com a política "Platinum QoS" para as direções downstream e upstream.
Configuração do teste:
Fonte: PC com fio
Destino: PC sem fio
Tipo de tráfego: pacotes UDP com DSCP 46
Perfil de QoS: QoS Metal - QoS Platinum
Direção: downstream e upstream
wireless profile policy qos-policy
service-policy input platinum-up
service-policy output platinum
Topologia lógica e conversação de DSCP na direção downstream.
Captura de pacotes realizada no PC com fio. Isso confirma que o PC com fio está enviando pacotes UDP para o IP de destino especificado 192.168.10.13 com a marcação de DSCP correta de 46.
Em seguida, vamos examinar um pacote capturado no switch de uplink conectado ao PC com fio. O switch confia na marca DSCP e o valor de DSCP permanece inalterado em 46.
Observação: as portas do switch na série Catalyst 9000 assumem como padrão um estado confiável.
Ao examinar a captura de pacotes na WLC feita usando EPC, o pacote chega com a mesma marca de DSCP de 46 do switch de uplink. Isso confirma que a marcação de DSCP é preservada quando o pacote chega à WLC.
Quando a WLC envia o pacote para o AP dentro de um túnel CAPWAP, é uma interseção crítica onde a WLC pode modificar o DSCP com base em sua configuração. Vamos dividir a captura de pacotes, que é destacada com pontos numerados para maior clareza:
Em seguida, verifique o mesmo pacote na porta do switch de uplink AP.
O valor de DSCP na camada CAPWAP externa permanece em 46. Para fins ilustrativos, o tráfego CAPWAP interno é destacado para mostrar a marcação.
Uma vez que o AP recebe o pacote, ele transmite o pacote pelo ar. Para verificar a marcação UP (User Priority, Prioridade de usuário), é usada uma captura OTA (Over-the-Air, No ar) feita com um sniffer AP.
O AP encaminhou o quadro com um valor de UP de 6. Isso confirma que o AP mapeia corretamente o valor de DSCP para o valor de UP 802.11 apropriado (6), que corresponde ao tráfego de voz.
Na etapa final, o pacote recebido pelo PC sem fio. O PC sem fio recebe o quadro com um valor de DSCP de 46.
Isso indica que a marcação de DSCP é preservada em todo o caminho de transmissão, do PC com fio ao PC sem fio. O valor consistente de DSCP de 46 confirma que as políticas de QoS são corretamente aplicadas e mantidas na direção de downstream.
Neste cenário de teste, o objetivo é validar a configuração de QoS upstream. A configuração envolve um PC sem fio que envia pacotes UDP com DSCP 46 para um PC com fio. A WLC é configurada com a política de "QoS Platinum" para as direções de upstream e downstream.
Fonte: PC sem fio
Destino: PC com fio
Tipo de tráfego: pacotes UDP com DSCP 46
Perfil de QoS: QoS Platinum
Direção: upstream e downstream
wireless profile policy qos-policy
service-policy input platinum-up
service-policy output platinum
Topologia lógica e conversão de DSCP na direção upstream:
Pacotes enviados do PC sem fio para o PC com fio. Essa captura é feita no PC sem fio.
O PC sem fio envia pacotes UDP com DSCP 46.
Em seguida, vejamos a captura OTA do cliente para o AP.
Dica: ao usar um PC sem fio Windows para enviar pacotes com DSCP 46, o Windows mapeia o DSCP 46 para um valor de UP (User Priority, Prioridade de usuário) de 5 (Vídeo). Como resultado, a captura OTA mostra os pacotes como tráfego de vídeo (UP 5). No entanto, se você descriptografar o pacote, o valor de DSCP permanecerá em 46.
Observação: a partir da versão 17.4, o comportamento padrão do Cisco 9800 WLC é confiar no valor de DSCP no perfil de junção de AP. Isso garante que o valor de DSCP de 46 seja preservado e confiável pelo WLC, evitando qualquer problema relacionado ao comportamento de mapeamento de DSCP para UP do Windows.
A captura OTA criptografada tirada da configuração do laboratório é analisada para validar a configuração de QoS upstream.
A captura OTA mostra os pacotes com um valor de User Priority (UP) de 5 (Vídeo). Embora a captura OTA mostre UP 5, o valor de DSCP dentro do pacote criptografado permanece em 46.
Em seguida, a captura de pacotes na porta de uplink do AP é analisada para garantir que o valor de DSCP seja preservado à medida que o pacote se move do AP para o WLC.
A captura é feita na WLC quando o pacote chega do switch.
Depois que o pacote assume um giro de hairpin na WLC, ele é enviado de volta ao switch de uplink, destinado ao PC com fio. A WLC encaminha o pacote com o valor de DSCP de 46.
Finalmente, a captura de pacotes no uplink do PC com fio é analisada para garantir que o valor de DSCP seja preservado à medida que o pacote chega da WLC.
No estágio final, o pacote recebido pelo PC com fio é analisado para garantir que o pacote chegue ao PC com fio com o valor de DSCP de 46.
O teste de QoS de upstream validou com êxito a configuração de QoS para o tráfego que flui do PC sem fio para o PC com fio. A preservação consistente do valor de DSCP de 46 em todo o caminho de transmissão confirma que as políticas de QoS são corretamente aplicadas e aplicadas.
Aplicativos de voz, vídeo e outros aplicativos em tempo real são particularmente sensíveis a problemas de desempenho de rede, e qualquer degradação na Qualidade de Serviço (QoS) pode ter efeitos nocivos e perceptíveis. Quando os pacotes de QoS são remarcados com valores de DSCP mais baixos, o impacto na voz e no vídeo pode ser significativo.
Impacto na voz:
Impacto no vídeo:
Neste cenário de Troubleshooting, o impacto de um switch intermediário regravando a marcação de DSCP no tráfego à medida que ele chega à WLC é investigado. Para replicar isso, o switch está configurado para regravar a marcação DSCP 46 em CS1 na interface de uplink do PC com fio.
O pacote é enviado do PC com fio com uma marca DSCP 46.
O pacote chega à WLC com um valor de DSCP de CS1 (DSCP 8). A alteração de DSCP 46 para DSCP 8 reduz significativamente a prioridade do pacote.
Nesta etapa, o pacote encaminhado pela WLC para o AP é analisado.
O pacote chega ao PC sem fio com um valor de DSCP de CS1 (DSCP 8).
Este cenário demonstra como um erro de configuração em um switch intermediário pode quebrar a configuração de QoS, levando a desempenho degradado para tráfego de alta prioridade. Os pacotes de voz, inicialmente marcados para alta prioridade, foram tratados como tráfego de prioridade mais baixa devido à regravação de DSCP. Esse cenário enfatiza a importância de garantir que os dispositivos de rede intermediários preservem corretamente as marcações de QoS para manter a qualidade de serviço desejada para o tráfego de alta prioridade.
Neste cenário, o impacto de um switch intermediário conectado ao AP reescrevendo a marcação DSCP no tráfego é investigado.
A captura é feita na WLC quando o pacote chega do switch.
O pacote chega à WLC com o valor de DSCP do cabeçalho CAPWAP externo de CS1 (DSCP
A WLC confia na marca DSCP dentro do túnel CAPWAP e encaminha o tráfego para o PC com fio com a marca DSCP interna de 46.
O pacote chega ao PC com fio com um valor de DSCP de 46. Confirma que o WLC encaminha corretamente o pacote com o valor de DSCP original de 46, preservando a marcação de alta prioridade.
Embora a WLC tenha encaminhado o tráfego com uma marca DSCP de 46, é importante entender que o tráfego do AP para a WLC foi tratado como de baixa prioridade devido à marca DSCP externa ser regravada em CS1 (DSCP 8).
Pode haver vários switches entre o AP e a WLC e, se o tráfego receber baixa prioridade, poderá chegar à WLC com atraso. Isso pode levar a um aumento de latência, instabilidade e perda potencial de pacotes, o que pode degradar a qualidade do serviço para tráfego de alta prioridade, como voz.
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
Manter a configuração de QoS consistente em toda a rede é crucial para garantir que o tráfego de alta prioridade, como voz e vídeo, receba o nível apropriado de serviço e desempenho. É essencial validar as configurações de QoS regularmente para garantir que todos os dispositivos de rede estejam em conformidade com as políticas de QoS desejadas. Essa validação ajuda a identificar e corrigir qualquer configuração incorreta ou desvio que possa comprometer o desempenho da rede.
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1.0 |
29-Jul-2024 |
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