ASR 1000 Hardware and Software Architecture and Troubleshooting

Cisco live sessionları üzerine aldığım notlar. Notlar oldukça özettir. Aşağıdaki dökümanlar oldukça yeterli bilgi sunmaktadır. Cisco live üzerinden giriş yapılarak videolarınada ulaşılabilir oldukça yararlı bilgiler sunmaktadır. Lütfen cisco live üzerinden bu sesisonları izleyiniz.

Cisco ASR1000 Series Routers – System & Solution Architectures

Advanced troubleshooting of the ASR1K and ASR4400 made easy

BRKSPG-2000 – Getting the most out of your IOS-XE router before and after deployment (2014 San Francisco)

BRKARC-2019 – Operating an ASR1000 (2014 San Francisco)

Hierarchical QoS and Policies Aggregation

ASR 1000 Hardware Mimarisi :

RP, ESP ve SIP/SPA ‘lardan oluşmaktadır. Genel olarak harware yapısı oversubscription için tasarlanmıştır. RP’nin tamamen kontrol amaçlı (BGP,IGP,ARP etc) kullanıldığını düşünürsek, data iletimi SIP ve ESP’ler üzerinden olmaktadır. Sistemin kalbini ESP oluşturmaktadır. Tüm data iletimi ESP üzerinden yapılmaktadır. Kesinlik ile SIP’ler üzerinden local switching olmamaktadır (Aynı SIP’e bağlı SPA’lar arası vb trafik). Tüm trafik ESP üzerinden geçmektedir.

SIP ise SPA/uç interface bağlantıları için moduler bir yapı sunar. Görevi basitçe L2 başlığını kaldırarak veri’yi ESP’ye iletmektir. Paket classfication etc sorumludur. Her bir SIP max 4 adet SPA alabilir. Kısıtlı ölçüde QoS yeteneği vardır. Zira sistem SPA->SIP->ESP->SIP->SPA doğru olan data akışı için oversubcribe olacak şekilde tasarlanmıştır ve bu akışın SIP ve ESP arasında önceliklendirme yapması için SIP üzerinde kısıtlı QoS imkanı vermektedir.

Data iletminden ve çeşitli feature (ACL,Queing, firewall etc) ESP sorumludur, dolayısı ile tüm paketler ESP üzerinden geçer (no local switching). Yani aynı SIP bağlı portlar arası işlemde ESP üzerinden yapılır. Bu işlem için özelleştirilmiş QFP kullanılır.

 

ASR1000 Building Blocks
ASR1000 Building Blocks

Sistem kapasitesini, toplam paket iletim kapasitesini/throughtput tamamen ESP belirlemektedir.  Tasarım gereği oversubscriotion ile çalışacak şekilde modellenmiştir.

Oversubscription hesaplmasından önce her bir sistem kapasitesine bakalım.

ESP : ESP kapasitesini sahip olduğu QFP işlemcisi ve ona olan interconnect bağlantı hızı belirler. Model numarası sistemin kapasitesini belirtir. ESP-5 5Gbps thorughput, ESP-100 100Gbps thorughput gibi.

System Bandwidth and Oversubscription
System Bandwidth and Oversubscription

Ayrıca her bir SIP slotun ESP ile olan bağlantı hızı’da sistemin kapasiteni belirleyici etkisi vardır.

Control Plane Linkleri/BUS aşağıdaki şekilde’de görülebilir. Burada önemli olan ESI bağlantısıdır. Sistemin kapasitesinide belirliyen bu BUS’dır. SIP-ESP, ESP-SIP paket iletimi bu BUS üzerinden yapılmaktadır.

ESI Capacity
ESI Capacity

ESP-10 her SIP’e bir adet 11.5 Mbps hıza sahip ESI ile bağlıdır. 1 adet OFP bulunmaktadır.

ESP-20 ike SIP’e 2×11.5 Mbps ESI ile bir adet SIP’de 11.5 Mbps ile bağlıdır.1 adet OFP bulunmaktadır.

ESP-40 ise tüm SIP’lere 2.×23 Mbps ile bağlıdır.1 adet OFP bulunmaktadır.

ESP-100’de iki adet OFP ESP-200’de ise 4 adet OFP bulunmaktadır.

SIP : SIP’de aynı ESP gibi model numarası ile kapasitesini belirtir. SIP-10 10Gbps gibi.

Oversubscription hesaplaması :

İki aşamalı hesaplanır. SPA’dan SIP’lere ve SIP’den ESP doğru.

Diyelimki SIP-10 üzerine 4 adet 10G SIP yerleştirildi bu durumda 4X10G’den 40G kapasiteyi 10G SIP’e yerleştirmiş oluruz. Bu durumda 4:1 oranında bir sıkıştırma olacakdır.

Aynı zamanda SIP-ESP doğrultusundada bir sıkıştırma olacakdır. Diyelim ki ESP-10 iki adet SIP-10 takıldı bu durumda 2:1 oranında bir sıkıştırma olur. Eğer her bir SIP’de 4 adet 10G var ise bu durumda oran, 4:1 X 2:1 = 8:1 olur.

Aşağıdaki tabloda güzel bir özet sunmaktadır.

ASR 1000 Oversubscription Tablosu
ASR 1000 Oversubscription Tablosu

Software yapısı :

Genel olarak özelleştirilmiş IOS, IOS XE kullanılır.

Ana processler :

chassis manager : RP,ESP ve SIP üzerinde ayrı ayrı vardır. Reboot vs gibi monitoring ve management işlemerinden sorumludur.

forwarding manager : RP ve ESP üzerinde ayrı ayrı processleri vardır. Data iletimi ve control plane haberleşmesinden sorunludur.

PPE micro code : QFP üzerindeki PFE üzerinde çalışır. Verinin ilk alındığı özelliklerin uygulandığı C üzerinde yazılmış, software upgrade ile güncellenebilen bir yazılımdır.

FIA : Pakede çeşitli özelliklerin ugulanması sırasında kullanılan alt kod’dur. Paket sırası ile tüm kriterlerden geçirilir.

Paket iletimi :

Genel olarak paket ingress SPA oradan’da SIP’e geçer. SIP üzerinde oversubscription olması durumlarına karşın bir ingress queue gönderilir, oradan’da priority göre dispatch edilip ESP’e gönderilir.High priority first.

ESP üzerinde SIPlerden gelen paketlet  interconnect aracılığ ile alınıp bir dispatcher gönderilir. Buradan’da QFP içerisindeki PFE processine gönderilir. Burada artık çeşitli özelliklerin uygulanması için FIA paket için çalıştırılır. İlk olarak paket tipi match eder, xconnect, l2 switch, ipv4, ipv6, mpls her bir için hangi featureların uygulanacağı bulunmuş olur ve sırası ile uygulanır.

Packet processed by PPE thread
Packet processed by PPE thread

Bir interface üzerinde hangi feature setlerin ne sıra ile uygulandığına,

show platform hardware qfp active interface if- name<interface/subintf>

ile bakılabilir.

ESP’den paket tekrar egress SIP’e oradan yine oversubscription dolayısı ile out qos’a oradan’da ilgili SPA’ya geçer.

Trobuleshooting : Bunun için yukarıda bahsettiğim dökümanın olduğu Cisco live session izlenmesini tavsiye ederim. Oldukça güzel bir session yapılmış.

Genel olarak IOS XE 3.10’dan sonra gelmiş olan packet-trace özelliği pakedin ESP üzerindeki yolunun tamamen izlemeye nerede drop olduğunu anlamaya yarıyor. Bundan sonra eğer bir feature’da hata olduğunu ve drop edilmemesi gereken noktada drop olduğunu veya feature yanlış uygulanıp uygulanmadığı o feature debug ederek bulunabilir.

Ayrıca :

Troubleshooting IOS-XE