加入者管理とサービスのためのリソース監視

ラインカード リソース監視でのウォーターマークの使用

ukernメモリ(ヒープ)、ネクストホップ(NH)メモリ、ファイアウォールまたはフィルターメモリなどのラインカードリソースのウォーターマークまたはチェックポイント値を、TrioベースとIチップベースのラインカードの両方で統一するように設定できます。NH メモリ ウォーターマークは、カプセル化メモリ(出力 WAN スタティック RAM メモリ)にのみ適用されます。カプセル化メモリはIチップに固有であり、Trioベースのチップには適用できません。設定したウォーターマークを超えると、エラーログがトリガーされます。リソースが特定のしきい値を超えて使用されている場合、しきい値を超えたことを通知する警告システムログメッセージが生成されます。ネットワークのニーズに基づいて、システムが過負荷になって故障するのを防ぐために、既存の加入者とサービスを終了するかどうかを決定できます。

この機能は、各ラインカードから入力を収集し、この統計の詳細を既知の内部ポートを使用してルーティングエンジンプロセスに転送します。この情報は、ルーチンエンジン上のデーモンによってスキャンされ、セッションデータベースに組み込まれた共有メモリスペースを使用して、しきい値を超えた状態に対して警告メッセージが生成されます。

[edit system services]階層レベルで以下のパラメーターを設定して、すべてのメモリ空間またはリージョンに共通する上限しきい値と、DPCおよびMPC上の異なるメモリブロックのウォーターマーク値を指定できます。

• resource-monitor high-threshold value ステートメントを使用して、ヒープや ukernel、ネクストホップとカプセル化、ファイアウォールフィルターメモリなど、メモリのすべての領域について、警告やエラーログが生成されるしきい値を超過する上限しきい値。

• resource-monitor free-nh-memory-watermark percentage ステートメントを使用して、ウォーターマーク値で監視するネクスト ホップに使用される空きメモリ領域の割合。

• resource-monitor free-heap-memory-watermark percentage ステートメントを使用して、ウォーターマーク値で監視する ukernel またはヒープメモリに使用される空きメモリ領域の割合。

• resource-monitor free-fw-memory-watermark percentage ステートメントを使用して、ウォーターマーク値で監視するファイアウォールおよびフィルター メモリに使用される空きメモリ領域の割合。この機能はデフォルトで有効になっており、手動で無効にすることはできません。ネクストホップの空きメモリの割合を示すしきい値のデフォルト値と設定済みの値は、カプセル化メモリにも適用されます。

ukernel またはヒープの空きメモリ、ネクストホップメモリ、ファイアウォールフィルターメモリの割合のデフォルトのウォーターマーク値を以下に示します。

• 空きヒープメモリウォーターマーク—20

• free-nh-memory-watermark—20

• free-fw-memory-watermark—20

CoSリソース容量に基づいた加入者負荷のスロットリング

サービス クラス(CoS)基準は、加入者アクセスのスロットリング決定に組み込まれます。CoS リソースの可用性、つまりキューの容量に関する情報は、ライン カードから収集されます。加入者のログイン時に、加入者が CoS リソースを必要とすると仮定すると、ラインカードは CoS キューの使用率を、スケジューリング階層にバインドされ、新しいスケジューリング階層に自由にバインドされないリソースの割合として報告します。[edit system services]階層レベルのhigh-cos-queue-thresholdステートメントは、FPCスロットごとに0%から90%の範囲で設定できます。特定のFPCのCoSキュー使用率がそのFPCで設定されたしきい値レベルに達すると、そのFPCでのそれ以降の加入者のログインは許可されません。このリソース監視メカニズムは、調整可能な安全マージンを提供し、各FPCの利用可能なCoSキューリソースが完全に枯渇することを事前に回避します。high-cos-queue-thresholdを参照してください。この機能は、加入者管理を有効にした場合にのみ使用できます。加入者管理の有効化の詳細については、Junos OS 拡張加入者管理の設定を参照してください。

show コマンドを使用したメモリ リソース領域の使用状況の調査

show system resource-monitor fpc コマンドを使用して、FPC のパケット転送エンジンのメモリ リソースの使用率を監視できます。フィルターメモリは、ファイアウォールフィルターカウンターに使用されるフィルターカウンターメモリを示します。各メモリ領域の横に表示されるアスタリスク(*)は、設定されたしきい値を現在超えている領域を示します。リソース監視コマンドは、監視するさまざまなラインカードアプリケーションのメモリのウォーターマークの設定値を表示します。表示される統計メトリックは、個々のラインカードの現在のメモリ使用率に対して実行された計算に基づいています。ukern メモリは、さまざまなタイプのライン カードで汎用的であり、ヒープ メモリ バッファを示します。特定のスロット内のラインカードまたはFPCには、複数のパケット転送エンジンコンプレックスを含めることができるため、特定用途向け集積回路(ASIC)で使用されるメモリは、特定のPFEコンプレックスに固有です。サポートされるラインカードのバリエーションによってアーキテクチャモデルが異なるため、ASIC固有のメモリ(ネクストホップおよびファイアウォールまたはフィルターメモリ)の使用率の解釈が異なる場合があります。

処理の遅延を削減するための負荷調整

ルーティングエンジンは、リソース監視を使用して、ラインカードのパケット転送エンジンの処理負荷を評価して削減できます。ルーティングエンジンは、パケット転送エンジンが処理できるよりも高いレートで作業を送信する可能性があります。これは、ラインカードまたはパケット転送エンジンのオーバードライブと呼ばれることもあります。パケット転送エンジンのワークロードが大きすぎると、パケット処理に著しい遅延が発生する可能性があります。

リソース監視により、ルーティングエンジンはパケット転送エンジンに送信するパケットの往復遅延を評価して、負荷を評価できます。ラウンドトリップタイムが長いほど、負荷が高いため、パケット転送エンジンで処理の遅延が発生する可能性が高くなります。必要に応じて、ルーティングエンジンは、完了が許可されている加入者セッション(クライアントおよびサービス)の割合を減らします。

この機能は、負荷調整またはラウンドトリップ時間負荷調整と呼ばれます。スロットリングは、ルーティングエンジンがラインカードをオーバードライブし、処理の遅延がオペレーターやバックオフィスシステムに見えるようになるのを防ぎます。その仕組みはこうです。

1. 遅延を監視するために、ルーティングエンジンは、ラインカード上のパケット転送エンジンに毎秒エコー要求メッセージを送信します。エコー要求には、送信時のタイムスタンプと実行中のシーケンス番号の両方が含まれます。メッセージ優先度はベストエフォートで、ラインカードの最悪の処理遅延をシミュレートします。

2. パケット転送エンジンはエコー要求を処理し、エコー応答で応答します。ルーティングエンジンが返されたパケットを処理する際のジッターを最小限に抑えるために、メッセージ優先度を高くしています。

3. ルーティングエンジンは、エコー応答を受信すると、エコー要求のタイムスタンプと、その特定のシーケンス番号のエコー応答を受信するまでの時間差として往復時間を計算します。

4. ルーティングエンジンは、往復遅延時間をデフォルトの往復閾値である1秒と比較します。測定された遅延が 3 つの連続したトリップのしきい値よりも長い場合、ルーティングエンジンは、一定の割合の新規加入者のログインを拒否し、確立される新しいクライアントとサービス セッションの数を減らします。この削減は調整と呼ばれます。

   内部アルゴリズムは、しきい値とラウンドトリップ時間に基づいてスロットルの割合を導き出します。この割合は、その時点での往復遅延によって異なります。

   ルーティングエンジンは、3つの遅延測定が連続して閾値を超えるごとにスロットルを上げ、それ以上の加入者のログインを拒否します。

5. 測定された遅延が 3 回連続したトリップのしきい値を下回ると、ルーティングエンジンはスロットルを解除します。これにより、加入者は自由にログインできます。

手記：

RTT ロード スロットリングは、イーサネット インターフェイス(ge、xe)および疑似回線インターフェイス(ps)に対して、ラインカード単位で次のように適用されます。

• 集合型イーサネットインターフェイスの場合、集約型イーサネットバンドルに関連付けられたラインカードのセットに適用されます。

• 冗長論理トンネル(RLT)を備えた疑似配線インターフェイスの場合、アンカーポイントに関連付けられたラインカードのセットに適用されます。

いずれの場合も、ルーティングエンジンは、スロットルを決定する遅延値を、セット内のすべてのラインカードの中で最も長い往復遅延とみなします。

表 1 は、ラウンドトリップ遅延が内部しきい値よりも大きい場合に、加入者セッションが 12 秒間にわたってラインカード上でどのようにスロットリングされるかを示しています。この例では、次のことを前提としています。

• 内部遅延閾値は1秒です。

• 遅延測定は毎秒行われます。

• 往復遅延の閾値を超えるラウンドトリップ遅延が 3 回連続して測定されると、セッション作成率は 10% 低下します。しきい値を超えている限り、スロットリングは 3 回の測定ごとに増加します。

• 測定された遅延が低下し、3 回連続でラウンドトリップ遅延測定のしきい値を下回ると、セッション レートは 100% に戻ります。

手記：

この例は簡略化されています。正確なスロットルの割合は動的に決定され、秒ごとに変化する可能性があることに注意してください。

表 1:ラウンドトリップ遅延時間による負荷調整の例

時間	ラウンド トリップ遅延(ms)	しきい値超過	許可されるセッションの割合
1	850	いいえ	100
2	900	いいえ	100
3	995	いいえ	100
4	1021	はい しきい値超過カウント #1	100
5	1130	はい しきい値超過カウント #2	100
6	1158	はい しきい値超過カウント #3	90 セッションレートが10%減少
7	1127	はい しきい値超過カウント #1	90 セッションレートが10%減少
8	1135	はい しきい値超過カウント #2	90
9	1126	はい しきい値超過カウント #3	80 セッションレートが10%減少
10	1000	いいえ しきい値がカウント #1 を超えていません	80
11	991	いいえ しきい値を超えていません カウント #2	80
12	998	いいえ しきい値を超えていません カウント #3	100 スロットルの除去

リソース負荷の監視とラウンドトリップ時間の調整は、既定で有効になっています。以下のステートメントのいずれかを使用して、この機能を無効にすることができます。

• no-load-throttle[edit system services resource-monitor]階層レベルで

• no-throttle[edit system services resource-monitor] 階層レベルで

この機能を無効にし、パケット転送エンジンがビジー状態になった場合、新しい加入者はログインしてアクティブにできますが、一定期間はトラフィックフローがなくなります。このトラフィック処理の遅延が顕著になる場合があります。

次のコマンドを使用して、負荷調整機能が有効になっているかどうかを確認し、機能のさまざまな側面の動作を確認できます。太字のフィールドは特に便利です。

Resource Monitor によるサブスクライバの制限

Junos OS リリース 17.3R1 以降では、リソース監視を使用して、ハードウェア要素ごとにサポートされる加入者の数を直接制限することもできます。シャーシ、ラインカード(MPC)、MIC、またはポートごとに、ログインできる加入者の最大数を指定できます。制限は、1 つのクライアントタイプ(DHCP、L2TP、または PPPoE)の加入者のみ、または任意のクライアントタイプの加入者に設定できます。

この機能により、ハードウェア要素ごとにログインする加入者の数が、ネットワークが目的のサービス帯域幅で安定して提供できる数を超えないようにすることができます。ハードウェア要素の制限に達すると、加入者数が設定された制限を下回るまで、その要素での新規加入者のログインが拒否されます。制限を超える新しい加入者は、同じブロードキャスト ドメイン内の別のハードウェア要素に接続できます。集合型イーサネットインターフェイスの1つ以上のレッグに制限を設定した場合、加入者数がいずれかのレッグの値を超えるとログインが拒否されます。

この方法で加入者を制限すると、ハードウェア要素間で負荷が分散されますが、いかなる種類のロードバランシングも提供されません。この機能は、ネットワーク内の容量をマッピングし、その容量を拡張するために必要なハードウェアリソースを決定するのにも役立ちます。たとえば、特定の量のメモリを必要とするサービスを提供し、特定のハードウェア セットでサービスを提供できる加入者の数がわかっている場合は、必要なメモリの量を決定できます。または、加入者あたりのメモリ数が多いサービスを追加する場合は、必要な追加容量を計算し、使用可能なメモリと比較して、新しいサービスを処理するために新しいポート、MIC、MPC、またはルーターをプロビジョニングする必要があるかどうかを判断できます。

加入者管理およびサービスのリソース監視に関する変更履歴

サポートされる機能は、使用しているプラットフォームとリリースによって決まります。特定の機能がお使いのプラットフォームでサポートされているかどうかを確認するには、 Feature Explorer を使用します。

表 2:加入者管理とサービスのためのリソース監視の変更履歴

リリース	の説明
17.3	Junos OS リリース 17.3R1 以降では、リソース監視を使用して、ハードウェア要素ごとにサポートされる加入者の数を直接制限することもできます。
17.4	Junos OS リリース 17.4R1 以降、加入者アクセスのスロットリング決定にサービス クラス(CoS)基準が組み込まれています。
19.4	Junos OS リリース 19.4R1 以降では、値 0 を指定することで、どの加入者もキューベースのスロットリングによってスロットルされるのを防ぐことができます。

加入者管理とサービス動作のためのプラットフォーム固有のリソース監視

プラットホーム	差
MPC2Eレガシー、MPC2E-NG、MPC3E-NG、MPC5E、MPC7Eラインカード搭載のMX240、MX480、MX960ルーター	CoS リソース監視機能は、ハードウェアではキューのみに基づいてアドミッションを決定します。その他のCoSリソースは、この基準に含まれません。この機能は、疑似回線、論理トンネル、または冗長論理トンネル デバイスに到着する加入者のスロットリングをサポートしていません。
MX80、MX104ルーター	リソース監視設定をサポートします。
MX240、MX480、MX960、MX2010、MX2020ルーター	次のラインカードは、MX240、MX480、MX960、MX2010、MX2020ルーターでリソース監視をサポートしています。 MX-MPC1-3D MX-MPC1-3D-Q MX-MPC2-3D MX-MPC2-3D-Q MX-MPC2-3D-EQ MPC-3D-16XGE-SFPP MPC3E MPC3E-3D-NG MPC4E-3D-2CGE-8XGE MPC4E-3D-32XGE MPC5EQ-40G10G MPC5EQ-100G10G MPC5E-100G10G MPC5E-40G10G MPC10E-10C-MRATE MPC10E-15C-MRATEシリーズ MX2K-MPC6E MX2K-MPC11E DPCEの MS-DPC MXシリーズフレキシブルPICコンセントレータ(MX-FPC) NG-MPC3E