ATM インターフェイスを搭載するルータでの、ハイブリッジ入力プロセスによる CPU 高使用率のトラブルシューティング

概要

この文書では、Hybridge 入力プロセスが原因でルータの CPU 使用率が上昇した場合のトラブルシューティング方法について説明します。ATM インターフェイスでは、標準的な Cisco IOS® ブリッジングおよび Integrated Routing and Bridging（IRB）での Request For Comments（RFC）1483 ブリッジ形式のプロトコル データ ユニット（PDU）を使用するように設定された、多数の相手先固定接続（PVC）がサポートされます。 この方法は、リモート ユーザへの接続のためのブロードキャストに強く依存します。リモート ユーザと PVC の数が増加すると、これらのユーザ間のブロードキャストも増加します。特定の状況下では、これらのブロードキャストによってルータの CPU 使用率が上昇します。

前提条件

要件

このドキュメントに特有の要件はありません。

表記法

ドキュメント表記の詳細は、『シスコ テクニカル ティップスの表記法』を参照してください。

標準的なブリッジング アーキテクチャ

TRFC 1483は、トランスペアレントブリッジ（ブリッジング用に設定されたCiscoルータを含む）が、ブリッジフレームのフラッディング、転送、およびフィルタリングを行えることを指定します。フラッディングは、フレームが可能なすべての適切な宛先にコピーされるプロセスです。ATMブリッジは、フレームを各仮想回線(VC)に明示的にコピーするか、ポイントツーマルチポイントVCを使用するときに、フレームをフラッディングします。

標準的な Cisco IOS ブリッジングでは、Address Resolution Protocol（ARP）、ブロードキャスト、マルチキャストおよびスパニングツリー パケットはこのフラッディング プロセスを通過する必要があります。Cisco IOSブリッジングロジックは、このようなパケットをすべて処理します。

1. ブリッジ グループに設定された種々のインターフェイスおよびサブインターフェイスを通過するパケット。

2. ブリッジ グループのインターフェイスのメンバに設定された、種々の VC を通過するパケット。

3. 各 VC にフレームを複製するパケット。

複製処理を行う Cisco IOS ソフトウェアのルーチンは、各 VC にパケットを複製するためにループで実行される必要があります。ルータが多数のブリッジドフォーマットPVCをサポートしている場合、複製ルーチンは長時間実行され、CPUの使用率が上昇します。show process cpuコマンドのキャプチャは、HyBridge入力の大きな「5秒」値を表示します。この値は、パケット転送のプロセス交換方式を使用するパケットの転送を担当します。Cisco IOSでは、スパニングツリーブリッジプロトコルデータユニット(BPDU)、ブロードキャスト、およびマルチキャストファーストスイッチングできないマルチキャストなどのパケットをプロセススイッチングする必要があります。プロセス交換は、呼び出しごとに限られた数のパケットしか処理されないため、多くの CPU 時間を消費します。

1つのインターフェイスで多数のVCがサポートされている場合、VCリストの通過によってCPUが過負荷になる可能性があります。シスコのバグ ID CSCdr11146 で、この問題を解決できます。ブロードキャストの複製のためにブリッジング ロジックがループで実行されている場合は、時々、CPU が解放されます。CPUの解放は、CPUの停止とも呼ばれます。

注：同じブリッジグループ内の多くのサブインターフェイスの設定もCPUに負荷をかけることがあります。

典型的な徴候

ブリッジされたPVCによってルータのCPU使用率が高くなる場合、最初に調べるのは、インターフェイス上の大量のブロードキャストです。

ATM_Router# show interface atm1/0 
   ATM1/0 is up, line protocol is up 
      Hardware is ENHANCED ATM PA 
      MTU 4470 bytes, sub MTU 4470, BW 44209 Kbit,    DLY 190 usec, 
         reliability 0/255, txload    1/255, rxload 1/255 
      Encapsulation ATM, loopback not set    
      Keepalive not supported 
      Encapsulation(s): AAL5 
      4096 maximum active VCs, 0 current VCCs    
      VC idle disconnect time: 300 seconds    
      77103 carrier transitions 
      Last input 01:06:21, output 01:06:21, output    hang never 
      Last clearing of "show interface" counters    never 
      Input queue: 0/75/0/702097 (size/max/drops/flushes);    Total output drops: 12201965 
      Queueing strategy: Per VC Queueing    
      5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec    
      5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec    
         59193134 packets input,    3597838975 bytes, 1427069 no buffer 
         Received 463236 broadcasts,    0 runts, 0 giants, 0 throttles 
         46047 input errors, 46047    CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort 
         91435145 packets output,    2693542747 bytes, 0 underruns 
         0 output errors, 0 collisions,    4 interface resets 
         0 output buffer failures,    0 output buffers swapped out  

副作用として、インターフェイスで大量のドロップが発生する可能性があります。この状況では、ルータの応答が遅い場合から、ルータの完全な非アクセス状態になる場合まで、問題が発生する可能性があります。インターフェイスをダウンさせたり、ATMインターフェイスからケーブルを取り外したりすると、ルータが復帰します。

ブロードキャストトラフィックがバースト状態で、CPU使用率が短期間だけ急上昇する場合は、バーストに対応するためにインターフェイスの入力保留キューを変更すると、問題を解決できます。デフォルトの保留キューサイズは75パケットで、hold-queue <queue length> in|outコマンドで変更できます。通常、ホールドキューのサイズは150を超えないでください。これは、CPUのプロセスレベルの負荷が増加するためです。

トラブルシューティング

HyBridgeの入力によってCPU使用率が高くなる問題が発生した場合は、Cisco Technical Assistance Center(TAC)に連絡する際にこの出力をキャプチャしてください。 この出力をキャプチャするには、次のコマンドを使用します。

• show process cpu：CPU の高使用率に気づいた場合は、show process cpu コマンドを使用して、障害を起こしているプロセスを識別します。「シスコのルータでの CPU 高使用率のトラブルシューティング」を参照してください。

• show stacks {process ID}：このコマンドを使用して、動作しているプロセスを確認し、潜在的な問題を探すこともできます。このコマンドの出力をアウトプットインタープリターツール(登録ユーザ専用)に貼り付けます。 プロセスがデコードされたら、Software Bug Toolkitを使用して考えられるバグを検索できます。

  注：これらのツールを使用するには、CCOアカウントに登録し、ログオンする必要があります。

• show bridge verbose：このshowコマンドを使用して、同じブリッジグループに配置されるサブインターフェイスの数を判別し、インターフェイスが過負荷になっているかどうかを確認します。

   router#show process cpu

   CPU utilization for five seconds: 100%/26%; one minute: 94%; five minutes: 56% 
   PID   Runtime(ms)   Invoked   uSecs   5Sec   1Min   5Min   TTY   Process 
    1            44    38169     1       0.00%  0.00%  0.00%    0   Load Meter 
    2           288    733       392     0.00%  0.00%  0.00%    0   PPP auth 
    3         44948    19510     2303    0.00%  0.05%  0.03%    0   Check heaps    
    4             4    1         4000    0.00%  0.00%  0.00%    0   Chunk Manager 
    5          2500    6229      401     0.00%  0.00%  0.00%    0   Pool Manager 
   [output omitted] 
    86            4    1         4000    0.00%  0.00%  0.00%    0   CCSWVOFR    
    87      3390588    1347552   2516    72.72% 69.79% 41.31%   0   HyBridge Input 
    88          172    210559    0       0.00%  0.00%  0.00%    0   Tbridge Monitor    
    89      1139592    189881    6001    0.39%  0.42%  0.43%    0   SpanningTree 

  router#show stacks 87 
   Process 87: HyBridge Input Process 
    Stack segment 0x61D15C5C - 0x61D18B3C 
    FP: 0x61D18A18, RA: 0x60332608 
    FP: 0x61D18A58, RA: 0x608C5400 
    FP: 0x61D18B00, RA: 0x6031A6D4 
    FP: 0x61D18B18, RA: 0x6031A6C0

   router#show bridge verbose
   Total of 300 station blocks, 299 free 
   Codes: P - permanent, S - self

   BG  Hash   Address          Action   Interface       VC Age   RX count   TX count      
     1 8C/0   0000.0cd5.f07c   forward  ATM4/0/0.1      9   0    1857       0
   
Flood ports (BG 1)      RX count TX count 
     ATM4/0/0.1                   0        0

さらに、Bridge Group Virtual Interface（BVI; ブリッジ グループ 仮想インターフェイス）をシャット ダウンして何度か show process cpu コマンドを実行し、出力結果から CPU の使用率を監視します。

回避策

シスコでは、標準ブリッジングによってCPU使用率が高くなるソリューションとして、次の回避策を実装することを推奨しています。

• Cisco IOS xデジタル加入者線ブリッジサポート機能を実装します。この機能により、加入者ポリシーを通じてインテリジェントなブリッジフラッディングを行うようにルータが設定されます。これにより、ARP、ブロードキャスト、マルチキャストおよびスパニングツリー BPDU を選択的にブロックできます。

• いくつかのマルチポイント インターフェイスで、各 VC を異なる IP ネットワークに分散させます。

• IP ARP のエージング タイマーとブリッジング テーブルのエントリを同じ値に設定します。そうしないと、リンクで不要なトラフィックのフラッディングを確認できます。デフォルトの ARP タイムアウトは 4 時間です。デフォルトのブリッジ エージング時間は 10 分です。10分間アイドル状態のリモートユーザの場合、ルータはユーザのブリッジテーブルエントリのみを消去し、ARPテーブルエントリを保持します。ルータは、リモートユーザにダウンストリームのトラフィックを送信する必要がある場合、ARPテーブルをチェックし、MACアドレスをポイントする有効なエントリを見つけます。ルータがこの MAC アドレスに関するブリッジ テーブルをチェックしても MAC アドレスが見つからなかった場合、ルータはブリッジ グループの各 VC からトラフィックのフラッディングを行います。次のコマンドを使用して、ARPとブリッジテーブルのエージングタイムを設定します。

   router(config)#bridge 1 aging-time ?
   <10-1000000> Seconds
  
   router(config)#interface bvi1    
  
   router(config-if)#arp timeout ? 
        <0-2147483> Seconds 
  

• ヘッドエンド ATM インターフェイスで、標準的なブリッジングおよび IRB を Routed Bridge Encapsulation（RBE; ルーテッド ブリッジ カプセル化）またはブリッジスタイルの PVC に置き換えます。RBEは、Cisco Express Forwarding(CEF)をサポートし、ブリッジングの決定ではなく、ルーティングの決定によってのみIPパケットを実行するため、転送パフォーマンスを向上させます。12.1(1)Tトレインでは、パケットをソフトウェアでスイッチングできます。その場合、次のエラーメッセージが表示されます。

  %FIB-4-PUNTINTF: CEF punting packets switched to        ATM1/0.100 to next slower path 
  %FIB-4-PUNTINTF: CEF punting packets switched to ATM1/0.101        to next slower path  

  この問題はCSCdr37618に記載されており、修正は12.2メインラインにアップグレードすることです。詳細は、『ルーテッドブリッジカプセル化ベースラインアーキテクチャ』および『GSRおよび7500シリーズのATMインターフェイスでのブリッジドスタイルPVCの設定』を参照してください。

関連情報

• Cisco ルータの CPU 使用率が高い場合のトラブルシューティング
• テクニカル サポートとドキュメント – Cisco Systems
• ツールおよびユーティリティ - Cisco Systems

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