Contents

Introduction

O que são erros Imax?

Comparação com dispositivos mais antigos

Solucionar Erros Imax

Negociação de energia

Summary

Introduction

Este documento descreve como solucionar erros Imax de PoE (Power over Ethernet) em switches Catalyst 3650/3850. O PoE é usado pelos switches Catalyst 3650/3850 para fornecer energia a dispositivos externos como Pontos de Acesso Sem Fio (APs - Wireless Access Points), telefones IP e assim por diante através do cabo Ethernet que os conecta ao switch.

O que são erros Imax?

Um erro de Imax ocorre quando uma porta compatível com PoE no switch consome mais energia do que negociada. Quando um dispositivo IEEE Powered (PD) é ativado, ele é classificado em uma classe. Dependendo da classe em que um dispositivo está, é alocada uma certa quantidade de Watts pelo switch que atua como Equipamento de Fonte de Alimentação (PSE - Power Source Equipment). Isso pode ser renegociado posteriormente pelo dispositivo que usa o Cisco Discovery Protocol (CDP) ou o Link Layer Discovery Protocol (LLDP) para solicitar mais ou menos energia. Isto permite orçamentar o poder.

A PD garante que não consome mais energia do que a alocada. O switch controla isso definindo um valor Icutoff. Esse é o valor que é definido no controlador como a marca alta. Quando um dispositivo excede o valor Icutoff, o switch para de fornecer energia e registra um erro Imax indicando que o dispositivo conectado excedeu a potência negociada.

Comparação com dispositivos mais antigos

O Catalyst 3650/3850 utiliza um controlador PoE mais avançado. Quando dispositivos mais antigos, como o Catalyst 3750, não suportam muita granularidade em relação à configuração de valores Icutoff, o Catalyst 3650 e 3850 suportam. Isso frequentemente leva à percepção de que o Catalyst 3650/3850 apresenta problemas que os dispositivos mais antigos não têm. Em quase todos os casos, porém, isto é apenas uma percepção. Os dispositivos mais antigos têm menos granularidade em policiamento de energia e permitem que um PD consuma mais energia do que o negociado. O Catalyst 3650/3850 policia a energia desenhada com mais rigor e, como tal, podem ocorrer erros de Imax no Catalyst 3650/3850, onde uma conexão do mesmo dispositivo a um switch mais antigo não mostraria nenhum problema.

Solucionar Erros Imax

A determinação de quanta potência um PD realmente desenha no campo não é muito fácil. Quando o controlador de energia no switch detecta que há mais energia sendo usada em uma porta, ele desliga a porta e notifica o Cisco IOS® do fato de que o PD excedeu a potência máxima alocada. No Cisco IOS você pode ver o uso de energia por porta atualmente desenhado com o comando show power inline <interface> detail.

3850_4#sh power inline Te 3/0/44 detail

Interface: Te3/0/44

Inline Power Mode: auto

Operational status: on

Device Detected: yes

Device Type: Ieee PD

IEEE Class: 3

Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco

Police: off

Power Allocated

Admin Value: 60.0

Power drawn from the source: 15.0

Power available to the device: 15.0

Actual consumption

Measured at the port: 6.1

Maximum Power drawn by the device since powered on: 6.2

Absent Counter: 0

Over Current Counter: 0

Short Current Counter: 0

Invalid Signature Counter: 0

Power Denied Counter: 0

Power Negotiation Used: IEEE 802.3at LLDP

LLDP Power Negotiation --Sent to PD--      --Rcvd from PD--

Power Type:          Type 2 PSE           Type 1 PD

Power Source:        Primary              PSE

Power Priority:      low                  high

Requested Power(W):  12.7                 12.7

Allocated Power(W):  12.7                 12.7

Four-Pair PoE Supported: Yes

Spare Pair Power Enabled: No

Four-Pair PD Architecture: Shared

O valor medido mostrado na porta nesta saída é medido pelo controlador. Essas informações são coletadas a cada poucos segundos e dão alguma indicação sobre a energia consumida. O valor mostrado com a Potência máxima desenhada parece útil para solucionar erros de Imax, mas, infelizmente, essa é apenas uma exibição histórica de qual foi a potência máxima desenhada pelo dispositivo. Se ocorrer um erro de Imax, o Power atraído no momento não será relatado de volta ao Cisco IOS e não será exibido lá.

Como pode ser visto no exemplo, o valor alocado para a porta é 15W. Esse é o valor de corte que é programado na interface. Antes do bug da Cisco ID CSCuy7423, o valor Icutoff é programado regularmente em uma porta. Sempre que um pacote CDP é recebido, o valor será reprogramado. Após o bug da Cisco ID CSCuy74231 (corrigido no Cisco IOS-XE 3.6.5E e 3.7.5 ou posterior), essa programação foi otimizada. Isso reduz a possibilidade de uma "falha" na reprogramação do valor Icutoff que leva a um erro Imax.

A programação do valor de Icutoff pode ser mostrada através de dois comandos. Por meio do rastreamento onde o log pode ser coletado historicamente ou uma depuração pode ser ativada para registrar uma mensagem de depuração quando ela ocorrer. Os comandos para obter isso são:

show mgmt-infra trace message platform-mgr-poe

debug platform poe

O comando show trace só pode ser executado se o switch ativo na pilha tiver capacidade para PoE. Caso contrário, esse comando é necessário para primeiro se conectar ao switch membro PoE na pilha para executá-lo:

session switch

*May 20 00:34:04.445:CDP-PA: Packet received from AP2 on interface TenGigabitEthernet3/0/44

**Entry  found in cache**

*May 20 00:34:04.445: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: Dequeued POE SPI msg ver 1 if_id 73003723793629284

num_ports 1 req_id 650 msg_type 20

*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: E_ILP_SET_CUTOFF if_id 73003723793629284

*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info:port 44 icutoff power 15000

*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: re_poe_set_icutoff_current port 44 power 15000

*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: scale factor 22 for power 15000

*May 20 00:34:04.452: %IOSXE-7-PLATFORM: MEMBER: 3 process platform_mgr: PoE Info: POE_SET_CUTOFF_CURRENT_SCALE_FACTOR sent

for port 44 (e:11)

Como mencionado anteriormente, é um processo complexo diagnosticar erros Imax. Não há muitas informações registradas no momento em que ocorre um erro de Imax. O controlador desliga a porta e o PD normalmente perderia todos os registros em relação ao que estava fazendo no momento em que ele sacou mais energia do que alocado. A medição da potência desenhada por uma porta no campo não é fácil, mas com a potência estática alocada pode ser feita uma determinação. Atribuindo estaticamente mais potência do que seria solicitada dinamicamente, é possível determinar quanto mais potência a PD desenharia para disparar o limite de Icutoff para ser excedido. Um consumo de energia máximo estático pode ser configurado em uma porta do switch com o comando power inline static max <value>.

3850_4#sh run int te 3/0/44

interface TenGigabitEthernet3/0/44

power inline static max 20000

end

3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail

Interface: Te3/0/44

Inline Power Mode: static

Operational status: on

Device Detected: yes

Device Type: Ieee PD

IEEE Class: 3

Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco

Police: off

Power Allocated  Admin Value: 20.0

Power drawn from the source: 20.0

Power available to the device: 20.0

Negociação de energia

Várias classes IEEE têm níveis definidos de uso de energia. A negociação de poderes entre a PD e o PSE é mais profunda, quer com a CDP, quer com a LLDP. A negociação de potência desempenha um papel importante quando você observa erros de Imax. Uma PD solicita a quantidade de energia que lhe deve ser atribuída, mas deve também assegurar que não exceda o valor solicitado.

Classe PSE PD

Classe 0/Padrão 15,4 W 12,95 W

Classe 1 4,0 W 3,84 W

Classe 2 7,0W 6,49W

Classe 3 15,4 W 12,95 W

Classe 4 30,0W 25,50W

De acordo com essa tabela, dependendo da classe que está sendo detectada, o Switch (PSE) permite que uma certa potência máxima seja desenhada. É importante observar que o padrão também define a potência que a PD deve ser capaz de consumir. O padrão aloca um orçamento de energia a ser usado pelo cabeamento entre o PSE e a PD. Isso também destaca a importância de saber que tipos de cabos são usados quando você investiga erros de Imax e determina em que circunstâncias eles podem ocorrer mais do que em outros.

Além da classificação, a negociação de potência é concluída com o CDP ou o protocolo LLDP. Isso permite que o switch aloque mais ou menos energia do que a classe definiu como máximo.

Como pode ser visto no próximo exemplo, um PD (Access Point, neste caso) aparece. Antes da negociação de energia ter ocorrido, foi alocado o padrão de 15,4 W definido para a classe.

3850_4#sh cdp neigh te 3/0/44 detail

-------------------------

Device ID: AP2

Entry address(es):

IPv6 address: FE80::CEEF:48FF:FEC2:1B9B  (link-local)

Platform: cisco AIR-CAP3501I-E-K9,  Capabilities: Router Trans-Bridge Source-Route-Bridge IGMP

Interface: TenGigabitEthernet3/0/44,  Port ID (outgoing port): GigabitEthernet0

Holdtime : 163 sec

Version :

Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)

Technical Support: http://www.cisco.com/techsupport

Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.

Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team

advertisement version: 2

Duplex: full

Total cdp entries displayed : 1

3850_4#sh power inline te 3/0/44

Interface Admin  Oper       Power   Device              Class Max

(Watts)

--------- ------ ---------- ------- ------------------- ----- ----

Te3/0/44  auto   on         15.4    AIR-CAP3501I-E-K9   3     60.0

Assim que a negociação de energia aconteceu, o switch aloca menos energia. Para observar, na saída do comando show cdp neig <if> detail estão os vários níveis de potência solicitados. Embora alguns dispositivos possam ter apenas um requisito, há dispositivos que solicitam vários níveis de energia. Os APs, por exemplo, têm a capacidade de ligar ou desligar os rádios se não lhes for concedida energia total. Neste exemplo, o PD solicita 15000 ou 14500 mW.

3850_4#sh cdp neigh te 3/0/44 detail

-------------------------

Device ID: AP2

Entry address(es):

IP address: 10.1.200.2

IPv6 address: FE80::CEEF:48FF:FEC2:1B9B  (link-local)

Platform: cisco AIR-CAP3501I-E-K9,  Capabilities: Trans-Bridge Source-Route-Bridge IGMP

Interface: TenGigabitEthernet3/0/44,  Port ID (outgoing port): GigabitEthernet0

Holdtime : 172 sec

Version :

Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)

Technical Support: http://www.cisco.com/techsupport

Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.

Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team

advertisement version: 2

Duplex: full

Power drawn: 15.000 Watts

Power request id: 15079, Power management id: 2

Power request levels are: 15000 14500 0 0 0

Management address(es):

IP address: 10.1.200.2

3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail

Interface: Te3/0/44

Inline Power Mode: auto

Operational status: on

Device Detected: yes

Device Type: cisco AIR-CAP3501I-

IEEE Class: 3

Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco

Police: off

Power Allocated

Admin Value: 60.0

Power drawn from the source: 15.0

Power available to the device: 15.0

Actual consumption

Measured at the port: 6.1

Maximum Power drawn by the device since powered on: 6.2

Absent Counter: 0

Over Current Counter: 0

Short Current Counter: 0

Invalid Signature Counter: 0

Power Denied Counter: 0

Power Negotiation Used: CDP

LLDP Power Negotiation --Sent to PD--      --Rcvd from PD--

Power Type:          -                    -

Power Source:        -                    -

Power Priority:      -                    -

Requested Power(W):  -                    -

Allocated Power(W):  -                    -

Four-Pair PoE Supported: Yes

Spare Pair Power Enabled: No

Four-Pair PD Architecture: Shared

O uso de LLDP em vez de CDP mostra os mesmos resultados. À medida que o PD é ligado, o dispositivo recebe 15,4 W por completo de acordo com a classe.

3850_4#sh lldp neighbors te 3/0/44 detail

------------------------------------------------

Local Intf: Te3/0/44

Chassis id: 2c3f.387e.91d0

Port id: Gi0

Port Description: GigabitEthernet0

System Name: AP2.cisco.com

System Description:

Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)

Technical Support: http://www.cisco.com/techsupport

Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.

Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team

Time remaining: 64 seconds

System Capabilities: B

Enabled Capabilities: B

Management Addresses:

IP: 10.1.200.2

Auto Negotiation - supported, enabled

Physical media capabilities:

1000baseT(FD)

1000baseT(HD)

100base-TX(FD)

100base-TX(HD)

10base-T(FD)

10base-T(HD)

Media Attachment Unit type: 30

Vlan ID: - not advertised

Total entries displayed: 1

3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail

Interface: Te3/0/44

Inline Power Mode: auto

Operational status: on

Device Detected: yes

Device Type: Ieee PD

IEEE Class: 3

Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco

Police: off

Power Allocated

Admin Value: 60.0

Power drawn from the source: 15.4

Power available to the device: 15.4

Actual consumption

Measured at the port: 5.2

Maximum Power drawn by the device since powered on: 5.3

Absent Counter: 0

Over Current Counter: 0

Short Current Counter: 0

Invalid Signature Counter: 0

Power Denied Counter: 0

Power Negotiation Used: None

LLDP Power Negotiation --Sent to PD--      --Rcvd from PD--

Power Type:          -                    -

Power Source:        -                    -

Power Priority:      -                    -

Requested Power(W):  -                    -

Allocated Power(W):  -                    -

Four-Pair PoE Supported: Yes

Spare Pair Power Enabled: No

Four-Pair PD Architecture: N/A

Quando ele é inicializado, a alocação é reduzida.

3850_4#sh lldp neighbors te 3/0/44 detail

------------------------------------------------

Local Intf: Te3/0/44

Chassis id: 2c3f.387e.91d0

Port id: Gi0

Port Description: GigabitEthernet0

System Name: AP2.cisco.com

System Description:

Cisco IOS Software, C3500 Software (AP3G1-K9W8-M), Version 15.3(3)JNB3, RELEASE SOFTWARE (fc1)

Technical Support: http://www.cisco.com/techsupport

Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.

Compiled Tue 05-Jan-16 00:44 by prod_rel_team

Time remaining: 108 seconds

System Capabilities: B

Enabled Capabilities: B

Management Addresses:

IP: 10.1.200.2

Auto Negotiation - supported, enabled

Physical media capabilities:

1000baseT(FD)

1000baseT(HD)

100base-TX(FD)

100base-TX(HD)

10base-T(FD)

10base-T(HD)

Media Attachment Unit type: 30

Vlan ID: - not advertised

PoE+ Power-via-MDI TLV:

Power Pair: Signal

Power Class: Class 3

Power Device Type: Type 1 PD

Power Source: PSE

Power Priority: high

Power Requested: 12700 mW

Power Allocated: 12700 mW

Total entries displayed: 1

3850_4#sh power inline te 3/0/44 detail

Interface: Te3/0/44

Inline Power Mode: auto

Operational status: on

Device Detected: yes

Device Type: Ieee PD

IEEE Class: 3

Discovery mechanism used/configured: Ieee and Cisco

Police: off

Power Allocated

Admin Value: 60.0

Power drawn from the source: 15.0

Power available to the device: 15.0

Actual consumption

Measured at the port: 6.1

Maximum Power drawn by the device since powered on: 6.2

Absent Counter: 0

Over Current Counter: 0

Short Current Counter: 0

Invalid Signature Counter: 0

Power Denied Counter: 0

Power Negotiation Used: IEEE 802.3at LLDP

LLDP Power Negotiation --Sent to PD--      --Rcvd from PD--

Power Type:          Type 2 PSE           Type 1 PD

Power Source:        Primary              PSE

Power Priority:      low                  high

Requested Power(W):  12.7                 12.7

Allocated Power(W):  12.7                 12.7

Four-Pair PoE Supported: Yes

Spare Pair Power Enabled: No

Four-Pair PD Architecture: Share

A saída do comando show power inline <interface> detail mostra mais informações em relação à negociação que está sendo feita do que a mostrada pelo CDP. Há também uma outra grande diferença entre o CDP e o LLDP em relação à negociação de energia. O CDP negocia a quantidade de energia fornecida na porta (15W). No entanto, com o LLDP, você vê que o PD não negocia a energia que a porta deve fornecer. Requer a quantidade de poder que a polícia deseja ter. Nesse caso, é 12,7 W. O switch (PSE) deve compensar a perda no cabeamento e aloca 15W à porta. Como a negociação de energia ocorre, também é importante determinar qual era a potência solicitada no momento da falha. O conhecimento de quanto tempo o dispositivo estava ativo e quais eventos podem ter ocorrido no momento do erro pode fornecer mais detalhes sobre a causa raiz. Por exemplo, um telefone IP que sai do modo de espera e liga completamente sua tela pode, momentaneamente, gerar mais energia.

Summary

Para erros de Imax, é difícil determinar a causa exata. Em quase todos os casos, trata-se de um problema com a PD a obter mais potência e o vendedor da PD tem de estar envolvido para investigar por que razão excede a potência que negociou com o comutador.

Também é crucial investigar o tipo e o comprimento do cabeamento, já que isso altera as características elétricas e influencia a quantidade de energia consumida na porta. Também é importante investigar a negociação de energia e confirmar que a energia solicitada por um dispositivo também é a quantidade de energia alocada. No caso do LLDP, é necessário um orçamento adicional para o cabeamento entre PD e PSE. Em alguns casos, com o uso de energia alocada estaticamente, é possível contornar erros de Imax e/ou determinar a quantidade de energia que o dispositivo consome em uma porta. A confirmação de que a PD descarta a quantidade de potência que lhe é atribuída só pode ser obtida com dispositivos de medição e ensaio de potência.

Nas versões 3.6.5 e 3.7.5 do Cisco IOS-XE e posteriores, algumas melhorias foram feitas em relação aos erros de Imax:

- A quantidade de reprogramação do valor Icutoff para a porta foi reduzida.

- A tolerância na porta para a sobrecarga de energia foi aumentada, o que em alguns casos pode ser suficiente para evitar um erro Imax.

- Alguns cenários de casos de canto foram resolvidos onde um erro de Imax pode ter ocorrido como um alarme falso.