应城天气,园区交换机:S系列交换机CPU占用率高-CPU和CPU占用率原理,幻想影院

简介

本文档介绍了S系列交流机CPU和CPU占用率的相关原理,描绘了CPU占用率高时的定位办法和处理过程,一起供给了相关的典型事例及参阅刘泓君信息,为保护工程师处理现网CPU占用率高的毛病问题供给一些参阅。

前提条件

因为硬件形状的差异,不同设备支撑的功用特性及支撑的指令行或许不同。本文档中触及的指令以应城气候,园区交流机:S系列交流机CPU占用率高-CPU和CPU占用率原理,梦想影院V200R007版别为例,运用时请参阅设备对应版别的产品文档。

  • 五张图快速把握CPU占用率高相关常识
  • CPU和CPU占用率原理
  • 怎么定位CPU占用率高
  • 怎么处理CPU占用率高
  • 怎么尽量避免CPU占用率高

CPU和CPU占用率原理

CPU和CPU占用率简介

交流机的中心--CPU

交流机选用分布式架构,首要包含转发平面和操控平面。其间转发平面用于完结二三层转发;而操控平面首要用于完结转发的操控。

如图1-1所示,交流机的应城气候,园区交流机:S系列交流机CPU占用率高-CPU和CPU占用率原理,梦想影院操控平面选用通用嵌入式CPU完结,转发平面选用转发芯片完结:

  • 转发芯片完结首要的二三层转发功用,如更新用于二层转发的MAC地址表应城气候,园区交流机:S系列交流机CPU占用率高-CPU和CPU占用率原理,梦想影院以及用于IP转发的三层转宣布。转发芯片的特色是能够完结大吞吐量的数据转发。
  • CPU主战犯疯人要保护软件表项(如路由表、ARP表等),并依据软件表项的转发信息来装备转发芯片的硬件三层转宣布。一起,CPU自身也能够完结软件三层转发。CPU的特色是数据处理才能十分低。

图1-1 交流机的分布式架构

在网络中,可将报文依照功用分为操控报文和数据报文。当交流机上还未树立任何硬件转宣布项时,假如新起点楚冠胶囊报文抵达交流机,首包由CPU转发并树立三层转发硬件表项,后续包(即非首包)流量由入端口进入转发芯片,如图1-2所示:

图1-2 交流机对非首包流量的处理俞仕尧

  • 后续包的部分流量1(一般为数据报文)直接由转发芯片转宣布去这部分流量不经过CPU,所以该流量的处理也不耗费CPU。这部分流量一般为数据报文。
  • 后续包的部分流量2(一般为操控报文和部分数据报文)经由转发芯片上送CPU,由CPU来决议是否需求将其转宣布去或直接在CPU完结。该流量需求耗费CPU,不能进行插菊花归纳网高速转发。

总的来说,真实决议交流机高速交流转发的是转发芯片中的二三层硬件表项,而转发芯片的硬件表项来源于CPU保护的软件表项。能够看出,CPU是交流机的中心。

CPU占用率

交流机应城气候,园区交流机:S系列交流机CPU占用率高-CPU和CPU占用率原理,梦想影院正常发动后,为了坚持体系的正常运转,CPU上有大约超越2簿本下载00个活泼的使命用于完结对设备的办理、监控和三层表项学习,而且该使命数量与交流机形状相关。一般交流机支撑的特性越多,体系运转的使命也越多。

设备腹组词的CPU占用率指一段时间内体系中非闲暇使命占用CPU处理的时间比率,是对设备CPU运用状况的一个微观核算,具有以下的几个重要特色:

  • 继续改动性:体系的CPU占用率不是坚持不变的,它是跟着体系的运转和外部环境的改动而继续改动的。
  • 非实时性:体系的CPU占用率反映的是一个CPU核算周期内的CPU运用状况,并不是特指某一个时间点的实时占用状况。
  • 实体强相关性:CPU占用率是以物理CPU为粒度进行核算的,一般而言,设备上的每块事务板均有一个独自的物理CPU,因而它们的CPU占用率都是彼此独立的。

CPU占用率表明交流机在某个时间点的运转使命状况。如图1-3所示,A使命占用10ms,B使命占用30ms,然后闲暇60ms,再又是A使命占10ms,B使命占30ms,闲暇60ms。假如在一段时间内都是如此,那么这段时间内的占用率为40%。CPU占用率越高,阐明交流机在这个时间上运转了许多使命,反之则很少。

图1-3 使命占用CPU运转时间

能够看出,CPU占用率的凹凸与CPU的强弱有直接关系,因而,CPU占用率是衡量设备功用的重要目标之一。

CPU处理报文原理(框式交流机)

华为交流机由转发芯片转发一般数据报文,无需CPU参加。以下场景会将报文发送给CPU处理:

  • 需求交流机完结的协议报文
  • 一切意图地址为本机的报文均需求上送CPU处理:
  • 各种协议操控报文,如STP、LLDP、LNP、LACP、VCMP、DLDP、EFM、GVRP、VRRP等
  • 路由更新报文,如RIP、OSPF、BGP、IS-IS等
  • SNMP、Telnet、SSH报文
  • ARP、ND回应报文
  • 需求特别处理的报文
  • 带option选项的ICMP报文
  • 带hop-by-hop选项的IPv6报文
  • TTL小于或等于1的IPv4/IPv6数据报文
  • 意图IP地址为本机的数据报文
  • ARP/ND/FIB Miss报文
  • 应用了ACL,需求CPU处理的报文
  • 敞开logging功用后,经过ACL deny动作丢掉的报文
  • 流战略重定向到CPU的报文
  • 组播特性相关的报文
  • PIM、IGMP、MLD、MSDP协议报文
  • 未幸有我来山未孤知IP组播流
  • 其他特性的相关报文
  • DHCP协议报文
  • ARP、ND播送恳求报文
  • L2PT软转发的L2协议报文(仅Tunnel两头的设备为软转发,中间设备运用芯片硬件转发)

如图1-4所示,报文终究送到主控板的CPU或许经过屡次限速,包含:转发芯片的限速、交流网芯片的限速。屡次限速逐层构成防护墙,保证主控板CPU的安全应城气候,园区交流机:S系列交流机CPU占用率高-CPU和CPU占用率原理,梦想影院。

图1-4 框式交天龙之虚竹换机上报文的上送限速

如图1-5所示,每个芯片/逻辑的限速首要分为三类:依据协议的限速、依据行列的限速、依据端口的一切报文一致限速。如下以V200R007版别S9300非X1E系列的事务板为例,介绍CPU限速等的缺省状况(其他款型、其他版别能够经过指令display cpu-defend configuration all检查)。

图1-5 上送CPU报文的限速分类

表1-1 S9300上依据协议的限速值

表1-2 事务板上CPU处理不同报文的行列区分(行列ID越大,转发优先级越高)

表1-3 主控板上CPU处理不同报文的行列区分(行列ID越大,转发优先级越高)

交流机依据报文的层次(办理/操控/转发)及其重要性来指定将报文发送到哪个CPU行列。CPU行列具有相对优先级。例如,Telnet办理报文和dhcp-client协议报文一起排队,CPU将优先处理5号行列的Te邹正断腿lnet办理报文,经过该机制保证CPU高负荷下设备安稳可办理。一起,CPU还经过加权调度机制避免低优先级行列的报文得不到处理。在安稳的网络环境下,上送CPU的报文数量操控在恰当的规划孕夫种田记内,CPU占用率也安稳在一个合理的区间。假如一段时间内上送CPU的报文数量过大,则CPU会因为忙于处理这些报文而体现为CPU占用率过高。

CPU处理报文原理(盒式交流机)

华为交流机由硬件转发一般数据报文,无需CPU参加。以下场景会将报文发送给CPU处理:

  • 需求交流机完结的协议报文应城气候,园区交流机:S系列交流机CPU占用率高-CPU和CPU占用率原理,梦想影院
  • 一切意图地址为本机的报文均需求上送CPU处理:
  • 各种协议操控报文,如STP、LLDP、LNP、LACP、VCMP、DLDP、EFM、GVRP、VRRP等
  • 路由更新报文,如RIP、OSPF、BGP、IS-IS等
  • SNMP、Telnet、SSH报文
  • ARP、ND回应报文
  • 需求特别处理的数据报文
  • 带option选项的ICMP报文
  • 带hop-by-hop选项的IPv6报文
  • TTL小于或等于1的IPv4/IPv6报文
  • 意图IP地址为本机的报文
  • ARP/ND/FIB Miss报文
  • 依据ACL的特性
  • 敞开logging功用后,经过ACL deny动作丢掉的报文
  • 流战略重定向到CPU的报文
  • 组播特性
  • PIM、IGMP、MLD、MSDP协议报文
  • 不知道IP组播流
  • 其他特性
  • DHCP协议报文
  • ARP、ND播送恳求报文,二层交流机装备动态ARP检测DAI(Dynamic AR靠近大众六走进P Inspection)时也发送ARP报文
  • L2PT软转发的L2协议报文(仅Tun爱非喜nel两头的设备为软转发,中间设备运用硬件转发)
  • N:1 VLAN mapping第一个报文上送CPU,后续报文运用硬件转发

交流机选用QoS机制处理上送CPU的报文,保证重要报文优先处理。交流机将上送CPU的不同类型的报文区分到优先级不同的8个行列,不同交流机款型支撑上送CPU的报文品种或许不同。以S5700LI形状为例,部分典型报文上送CPU的行列区分如表1-4和图1-6所示,行列ID值越大,优先级越高。

表1-4 CPU处理不同报文的行列区分

图1-6 将不同类型报文分发到CPU行列

交流机依据报文的层次(办理/操控/转发)及其重要性来指定将报文发送到哪个CPU色电行列。CPU行列具有相对优先级。例如,Telnet办理报文和L2PT软件透传L2协议报文一起排队,CPU将优先处理5号行列的Telnet办理报文,经过该机制保证CPU高负荷下设备安稳可办理。一起,CPU还经过加权调度机制避免低优先级行列的报文得不到处理。在安稳的网络环境下,上送CPU的报文数量操控在恰当的规划内,CPU占用率也安稳在一个合理的区间。假如一段时间内上送CPU的报文数量过大,则CPU会因应城气候,园区交流机:S系列交流机CPU占用率高-CPU和CPU占用率原理,梦想影院为忙于处理这些报文而体现为CPU占用率过高。

CPU占用率高形成的影响

当设备转发面上送CPU的报文速率过快(如因网络环路导致CPU短时间内收到很多报文)或许某使命长期占用CPU时,CPU将高负荷运转,或许无法及时调度其他使命,从而引发事务反常。

CPU占用率过高会影响体系处理才能,导致网络事务体现不如预期,或许导致呈现的网络毛病现象有:

  • 交流机不能呼应正常的办理恳求
  • Telnet或SSH会话不能树立,导致无法办理设备或许设备反响慢,指令履行有推迟等
  • SNMP超时
  • MAC/IP Ping耗时很长乃至超时
  • 交流机不能及时转发或回应客户端恳求,导致DHCP失利或IEEE 802.1x认证失利
  • STP拓扑改动甚黑糖群侠传全集优酷至呈现网络环路
  • 交流机经过CPU周期性的接纳BPDU报文坚持其Root/Alternate端口人物,假如因上游设备CPU繁忙导致BPDU报文不能及时宣布或本机CPU繁忙不能及时处理收到的BPDU报文,交流时机以为到根桥的原途径故cosec障而从头挑选Root端口,引起网络从头收敛;假如交流机本来一起存在Alternate端口,则将Alternate端口作为新的Root端口,这时就或许导致网络呈现环路。
  • 路由拓扑改动
  • 动态路由协议的保活由CPU完结,假如因CPU繁忙不能及时接纳和发送hello报文,就会导致路由震动,如OSPF震动、BGP震动、VRRP震动。
  • 可靠性检测协议震动
  • 802.3ah、802.1ag、DLDP、BFD、MPLS OAM等检测协议均由CPU完结守时保活,假如因为CPU繁忙不能及时接纳和发送协议报文,将会导致协议震动,从而影响相关事务流量转发。
  • LACP类型的Eth-Trunk链路震动
  • LACP的保活由CPU完结,假如因CPU繁忙不能及时接纳和发送LACP报文,Eth-Trunk会将链路封闭,发生链路震动。
  • 经过CPU软转发的报文被丢掉或转发时延增大
  • 交流机内存耗费添加

CPU占用率高归于正常现象的场景

在网络运转中,CPU占用率过高常常会导致事务反常,例如BGP震动、VRRP频频切换乃至用户无法登录交流机。但某些状况下,CPU占用率高并不会导致网络问题,例如,交流机在某一时间会集读取光模块信息、瞬间流量增多等各种具体状况,导致CPU占用率暂时性高的现象是正常的、可接受的,所以不能简略的将CPU占用率高当作毛病处理。只有当设备长期不能正常处理事务时,才需求定位是否因为CPU占用率高而引起的。

如下一些场景或许导致CPU占用率高,归于正常现象,而不是毛病场景。假如过了一段时间后王范堂,CPU占用率康复到正常值,则能够不需求处理:

  • 网络中瞬间流量增多
  • 交流机单板刚发动
  • 交流机在某一时间点会集读取光模块信息
  • 交流机在进行生成树的核算
  • 关于MSTP,CPU占用率同实例数和活泼端口数成正比。关于VBST,因为每个VLAN独立运转一个实例,因而在相同VLAN和端口数目下,VBST比MSTP占用更多的CPU资源。
  • 交流机接纳到路由更新信息,大规划更新路由表
  • 当接纳到路由更新音讯时,设备需占用CPU资源将路由信息更新到转发面。关于集群/堆叠体系,路由信息还需求同步到其他成员交流机。
  • 在路由表更新过程中影响CPU占用率巨细的要素有:
  • 路由表项的规划
  • 更新的频率
  • 接纳更新的路由协议进程数
  • 集群/堆叠体系成员交流机数量
  • 交流机在履行copy cfcard:/或输出信息量大的debug等履行时间长的指令
  • 网管体系在频频操作交流机
  • 导致CPU占用率高的其他事情
  • 端口使能了Sticky MAC功用后,快速学习MAC
  • 将很多端口一起参加很多VLAN(如经过端口组操作,将大批端口参加很多VLAN、修正大批端口的链路类型等)
  • 频频或很多的IGMP恳求
  • 很多并发的DHCP恳求(如交流机作为DHCP服务器时,康复与很多用户的衔接)
  • ARP播送风暴
  • 以太网播送风暴
  • 软转发很多并发协议报文(如短时间内L2PT透传很多BPDU报文,DHCP Relay/Snooping软转发DHCP报文等)
  • 很多不能由转发芯片直接丝足伊人官网转发的数据报文上送CPU(如ARP-Miss)
  • 端张二勇口频频Up/Down

下期介绍怎么定位CPU占用率高

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