Cisco Virtual Topology System (VTS) - управление виртуальными топологиями в решениях NFV.
Использование ASR9000 в решениях по передаче видео
-
Upload
cisco-russia -
Category
Technology
-
view
458 -
download
8
Transcript of Использование ASR9000 в решениях по передаче видео
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 1
Использование ASR 9000 в решениях по передаче видео
Ponomarev Andrey, SE
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 2
• Введение
• Встроенный мониторинг видео • Немного теории о передаче видео • Функциональные возможности • Сценарии применения • Конфигурирование
• Новшества в передаче видео • TI-stream-merge и Lossless stream-merge • PIM ECMP Redirect • Video Queue (Inline Video CAC)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 3
Video Distribution, IPTV, Cable
Contribution Enterprise, Wholesale
IP PIM
P2MP MPLS-TE
mLDP L3/L2 VPN
Sub second
< 500ms
0 Loss Lossless stream-merge
IOS-XR IGP and PIM Fast Convergence
Convergence Time
~50ms Flow base MoFRR
ISIS/OSPF prefix prioritization
PoP DCM
MSE
P
P
MRV 0% MRV -10%
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 4
Receiver!
Receiver!
Receiver!
Receiver!
Video Source!
Video Source!
IP/PIM Distribution, IPTV, Cable, Business
P2MP TE Global, mVPN
Contribution, IPTV, Cable
mLDP VPN and global
Distribution IPTV, Wholesale, Business
VPLS LSM L2VPN, DCI, Wholesale
Video Source!
Video Source!
IP PIM
IP/MPLS
mVPN
VPLS
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 5
MoFRR IP-PIM
TI MoFRR
Loss-less stream merge
Vidmon MoFRR
IP PIM
Non-ECMP, mVPN P2MP-TE, VPLS
Non-ECMP, mVPN P2MP-TE
Non-ECMP, mVPN P2MP-TE, VPLS
V
< 500ms
0 Loss
~50ms
V
< 500ms
0 Loss
~50ms
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 6
Video Contribution
SMPTE2022-6 SMPTE 424M
JPEG2k Motion
JPEG2k
RTP Metric
Мобильные операторы связи
ABR-MDI
ABR
Video Distribution
MPEG-TS Media Room
ABR VoIP
JPEG2k
MPEG-MDI ABR-MDI RTP-MMR RTP-Voice
Media компании
MPEG-MDI ABR-MDI
RTP Metric
MPEG-TS ABR
JPEG2k
OTT/CDN/ другие
MPEG-MDI ABR-MDI
ABR MPEG-TS
Мониторинг видео и голоса важен для каждого рынка
Корпоративный сегмент
RTP-Voice MPEG-MDI ABR-MDI
VoIP MPEG-TS
ABR Тр
ебования
Решение
Cis
co
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 7
Line rate производительность
Интеграция с CDS*
Поддержка Adaptive bitrate*
Встроенный мониторинг
Гибкие транспортные модели
Встроенный трансрейтинг*
Lossless Stream Merge*
Video Queue (Inline Video CAC)*
* Аппаратная поддержка, требуется доработка ПО
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 8
• Введение
• Встроенный мониторинг видео • Немного теории о передаче видео • Функциональные возможности • Сценарии применения • Конфигурирование
• Новшества в передаче видео • TI-stream-merge и Lossless stream-merge • PIM ECMP Redirect • Video Queue (Inline Video CAC)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 9
• MPEG кодер формирует элементарный поток ES (Elementary Stream), содержащий фреймы с видео или аудио информацией
• MPEG мультиплексор добавляет к ES заголовок и формирует PES (Packetised Elementary Stream) переменной длины (до 64 Кбайт) и объединяет несколько PES в один программный или транспортный поток
• Одна ТВ программа состоит из нескольких элементарных потоков (обычно один видео поток, один или несколько аудио потоков, поток управления, поток субтитров и т.п.)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 10
• MPEG Program Stream – простой вид мультиплексирования группы связанных PES, применяется в digital video storage устройствах
• MPEG2 Transport Stream (MPEG2-TS) – мультиплексирование нескольких PES с разбиением на кадры фиксированной длины
• Размер кадра 188 байт: заголовок (4 байта), данные (184 байта)
• Single Program Transport Stream (SPTS) содержит одну программу, состоящую из нескольких PES
• Multiple Program Transport Stream (MPTS) содержит несколько программ
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 11
31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 sync_byte = 0x47 TE PS TP PID scram afctl cc
Bits Field Name Description 31:24 sync_byte Всегда содержит значение 0x47 23 TE (transport error) Флаг ошибки (Transport error indication) 22 PS (payload start) Флаг начала данных PES (Indicates start of elementary
stream payload) 21 TP (transport priority) Приоритет (Transport stream priority (1 = high priority)) 20:8 PID Идентификатор элементарного потока (Elementary
stream program ID) 7:6 scram Биты управления скремблированием (Transport
Stream scrambling control) 5:4 afctl Adaptation Field Control
0x0 = не используется (Reserved) 0x1 = только данные (Payload present) 0x2 = только опции (Adaptation field present) 0x3 = опции и данные (Both Adaptation field and Payload present)
3:0 cc Номер последовательности (Continuity Counter – 4 bit sequence number for this elementary stream)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 12
• В MPTS поток добавляются Program Specific Information (PSI) таблицы, содержащие перечень программ и соответствием им конкретных PESs
• 7 MPEG2-TS кадров (1316 байт) инкапсулируются в один IP пакет
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 13
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 14
Метрики для анализа качества видео (MPEG, RTP или IP-CBR):
• Media Rate Variation (MRV) Превышение вариации скорости анализируемого потока заданных пороговых значений
• Media Loss Rate (MLR) Количество потерянных пакетов анализируемого потока в течение периода измерения (пакетов/с). Рекомендованные значения: SDTV – 0.004, VoD – 0,004, HDTV – 0,0005
• Media Stop Events (MSE) Логическая величина, отражающая отсутствие пакетов анализируемого потока в течение периода измерения
• Delay Factor (DF) Размер буфера, в миллисекундах, рекомендованное значение до 50 мс
• Media Delivery Index (MDI) [RFC4445] Состоит из Delay Factor (DF) и Media Loss Rate (MLR) для MPEG потоков
• RTP [RFC3550] Состоит из Jitter и Loss метрик для RTP потоков
High Rate Threshold
Low Rate Threshold
MRV Exception
Period 1
Period 2
Period 3
MRV:0 MRV:0 MRV:X Measurement Interval
Expected Rate
MRV:0
Threshold Rate Variance
High Rate Threshold
Low Rate Threshold
MSE
Period 1
Period 2
Period 3
MRV:0 MRV:0 MRV:X
Expected Rate
MRV:Y MSE:0 MSE:0 MSE:0 MSE:1
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 15
• Для идеального потока с нулевой вариацией задержки DF = размер пакета / скорость потока, например, 1316 байт / 3.75 Мбит/с = 2.8 мс. Соответствует интервалу времени между соседними пакетами потока.
• DF = 266.67 мс для аналогичного потока соответствует превышению потока на 1 Мбит/с в течение 1 с или снижению скорости потока до 3.42 Мбит/с в течение 3 с.
• Приемлемым для IPTV решений считается DF <= 50 мс (зависит от STB).
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 16
15 12 13 13 14 11 10 16
MPEG Video Stream
MPEG CC = 1
MPEG CC = 2
MPEG CC = 3
MPEG CC = 4
MPEG CC = 5
MPEG CC = 6
MPEG CC = 7
MPEG CC = 8
MPEG Lost Frames = 5
MDI:MLR = 5 MPEG CC = 1
MPEG CC = 2
MPEG CC = 3
MPEG CC = 4
MPEG CC = 5
MPEG CC = 6
MPEG CC = 7
MPEG CC = 8
MDI:MLR = 4
MPEG Lost Frames = 4
Пример 1 Пример 2
1. MLR = Media Loss Rate 2. CC = Continuity Count 3. PID = Program ID 4. Измерение MLR :
• Как много MPEG кадров потеряно • Измеряется для каждого MPEG PID, используя MPEG CC • Каждый MPEG PID имеет собственное поле CC (4 бита) • Поддерживается VBR и CBR видео потоки
MLR суммируется для всех MPEG кадров в Transport Stream
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 17
15 12 13 13 14 11 10 16
MPEG Video Stream
1. MDC = Media Discontinuity Count 2. Discontinuity = TV Glitch 3. Измерение MDC :
• Количество нарушений очередности кадров в MPEG потоке • Соответствует количеству “TV glitches” на экране ТВ • Не измеряет “какое число MPEG кадров было потеряно” • Измеряется для каждого MPEG PID, используя MPEG CC • Каждый MPEG PID имеет собственное поле CC (4 бита) • Поддерживается VBR и CBR видео потоки
MPEG CC = 1
MPEG CC = 2
MPEG CC = 3
MPEG CC = 4
MPEG CC = 5
MPEG CC = 6
MPEG CC = 7
MPEG CC = 8 Media Discontinuity Count (MDC) = 4
MDI:MDC = 4 TV Glitches = 4
MPEG CC = 1
MPEG CC = 2
MPEG CC = 3
MPEG CC = 4
MPEG CC = 5
MPEG CC = 6
MPEG CC = 7
MPEG CC = 8
MDI:MDC = 2 TV Glitches = 2
Media Discontinuity Count (MDC) = 2
Пример 1 Пример 2
MDC суммируется для всех MPEG кадров в Transport Stream
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 18
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 19
Характеристика Поддержка Классификация по ACL (L4) Да
VBR или CBR видео потоки Да
Метрика для каждого MPEG-TS PID Да
Поддержка RTP 16bit/32bit sequence numbers Да
Поддержка SPTS потоков Да
Поддержка MPTS (до 100 PIDs) Да
Поддержка сжатого видео: 1. H.264, AVC 2. MPEG2 and MPEG4 3. JPEG2k 4. ABR
Да
Поддержка несжатого видео: 1. SDI 2. Все SMPTE specs
Да
Поддержка на Ingress interface Да
Поддержка на Egress interface В будущем
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 20
Метрики Поддержка MPEG-MDI – RFC4445 Да
RTP-MMR for Microsoft Media Room Да
RTP-Voice Да
RTP-JPEG2k Да
RTP-Custom Да
Video Availability SCTE-168 report (error’ed seconds) Да
Video Jitter Да
Media Stop Event Да
IP-CBR Да
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 21
MPLS транспорт Поддержка Global MRIB Table 1. MLDP, LDP 2. P2MP-TE, P2P-TE
Да
MPLS Unicast VPN Да
Multicast VPN 1. MLDP 2. P2MP-TE
Да
VPLS PW В будущем
EoMPLS PW В будущем
Управление и отчетность Поддержка SNMP (MIB) Да
Syslog Да
XML Да
Multiple Alarms Threshold with Ranges Да
Cisco Multicast Manager, Prime Performance Manager Март 2013
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 22
Характеристика Значение
Typhoon LC Interface (1G, 10G, 40G, 100G) Unicast and/or Multicast Video
4k RTP flows/NPU 16K RTP/MPEG flows/LC 32K flows/System (лимиты тестирования, потенциально 16K * n_слотов)
Class-maps 1k/policy-map 1k/system
Policy-maps 256/system MPEG flow rate 500 Mb/s (1316 bytes) RTP flow rate 3 Gb/s (88 bytes) Flow history 60 intervals/flow Interval Duration 10-300 s/flow Reacts 14 reacts/class-map Jitter Precision 100 microsec Video Flow Granularity 64K-3Gb/sec
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 23
Характеристика 7600 ES+ ASR9k Typhoon ASR9k Trident MPEG-MDI Поддерживается Поддерживается Не поддерживается
JPEG2k-MDI Не поддерживается Поддерживается Не поддерживается
ABR-MDI Не поддерживается Поддерживается Не поддерживается
IP-CBR Поддерживается Поддерживается Поддерживается
RTP-JPEG2k Не поддерживается Поддерживается Не поддерживается
RTP-Voice Не поддерживается Поддерживается Не поддерживается
RTP-MMR Не поддерживается Поддерживается Не поддерживается
RTP-Custom Поддерживается Поддерживается Не поддерживается
Video Jitter Не поддерживается Поддерживается Не поддерживается
SCTE-168 Поддерживается Поддерживается Не поддерживается
Video Availability Report Поддерживается Поддерживается Не поддерживается
MSE Поддерживается Поддерживается Поддерживается
Trap and Clone Не поддерживается Поддерживается Поддерживается
MIBs Поддерживается Поддерживается Поддерживается
Netflow v9 Export Не поддерживается Поддерживается Не поддерживается
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 24
ASR9k
15 12 13 13 14 11 10 16 MPEG Video Stream
1. Поддерживается на любых портах линейных карт второго поколения
2. Встроенный linerate анализ для MPEG видео 3. Отсутствие буферизации MPEG видео
в процессе анализа • Не вносит задержку и джиттер
4. Разбирает все MPEG кадры в MPEG TS 5. Подсчитывает MDI: MLR, DF, MDC метрики
в определенном интервале времени 6. Отчет MDI метрик через CLI и MIB (SNMP) 7. NMS обновляет данные после SNMP poll
HW/SW требования: 1. RSP любых версий 2. Линейные карты Typhoon 3. IOS XR 4.3.0 или позднее
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 25
• Medial Delivery Index (MDI) = Delay Factor : MLR (Media Loss %)
• Результат анализа MPEG2-TS заголовков каждого MPEG кадра
• Не зависит от видео содержимого (Video Payload) Любое кодирование видео: MPEG2, MPEG4, AVC, etc. Содержимое может быть зашифровано
• Потери рассчитываются на основе CC поля MPEG заголовка
• Поддерживаются пакеты с RTP и не-RTP инкапсуляцией
• Поддерживается до 7 MPEG2-TS кадров одном IP пакете
• Автоматическая фильтрация control PIDs и low rate PIDs
• При использовании совместно с RTP метриками возможно определение места деградации видео потока – источник или IP сеть
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 26
• При включении MDI метрики выполняется двухуровневый анализ видео потоков
• Анализ на сетевом уровне • Мониторинг на уровне IP пакета (IP-CBR или RTP) • Подсчет Jitter / DF
• Анализ на уровне MPEG-TS • Анализ заголовков MPEG2-TS пакетов в packet payload • Обнаружение потерь без учета sequence numbers сетевых пакетов
• Позволяет локализовать место деградации видео потока, например:
• Потери для PID при наличии L3 потерь: проблема в сети • Потери для PID при отсутствии L3 потерь: проблема на источнике
IP
UDP MPEG2
MPEG2
MPEG2
MPEG2
MPEG2
MPEG2
MPEG2
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 27
show policy-map type performance-traffic interface tenGigE 0/2/0/10 ----------------------------------------------------------------------------------- Interface: TenGigE0/2/0/10 Direction: input Service-Policy: ipcbr-mdi ----------------------------------------------------------------------------------- Total Num Flows: 3 Metric Flow Key MPEG PID MPEG MPEG MPEG Error Type SrcAddr:SrcPort -> Pkts Lost Pkts MDC Sec(s) DstAddr:DstPort MDI-MPEG 10.0.0.2:1024 -> 51 3510 0 0 0.00 20.0.0.2:1024 MDI-MPEG 10.0.0.2:1024 -> 52 3510 0 0 0.00 20.0.0.2:1024 ----------------------------------------------------------------------------------- Class Name Num-Flows ---------- --------- ucast 3 mcast 0 -----------------------------------------------------------------------------------
Заголовок
Метрики для каждого
элементарного потока
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 28
----------------------------------------------------------------------------------- Interface: TenGigE0/2/0/10 Direction: input Service-Policy: ipcbr-mdi ----------------------------------------------------------------------------------- Total Num Flows: 3 Flow:291 Key:10.0.0.2:1024->20.0.0.2:1024 MDI-MPEG PID:51 Class: ucast Total Intvls: 1 Intvl# 1, Updated at: Sat Oct 20 12:39:41 2012, Duration: 10 s Metric type : MDI-MPEG MPEG MLR : 0.000 pps MPEG Lost Packets : 0 MPEG MDC : 0 IP Jitter : 3.084 ms Avg MPEG Packet Rate : 351.00 pps Total MPEG Packets : 3510 Avg MPEG Bit Rate : 527 kbps Error Seconds : 0.00 s Transport Availability : 100.00 % ... Flow:290 Key:10.0.0.2:1024 -> 20.0.0.2:1024 UDP Class: ucast Total Intvls: 1 Intvl# 1, Updated at: Sat Oct 20 12:39:47 2012, Duration: 10 s Metric type : IP-CBR MRV : 0.000 % DF : 3.084 ms Avg Packet Rate : 351.00 pps Total Packets : 3510 Avg Bit Rate : 3824 kbps Total Bytes : 4780620 Avg Packet Len : 1362.00 B IPv4 TTL : 255
L3 (IP Level) Flow метрики
MPEG Flow Level метрики
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 29
1 2 3 4 IP Early Acquisition: Мониторинг качества всех потоков в Headend
Hub Site: Определение качества потоков на основе MPEG
MDI перед выдачей на QAMs
Stream Conditioning: Мониторинг качества обработки, Ad inserted, скорости сжатия потоков
Headend Demarcation: Определение качества входящих потоков на основе MPEG MDI
ASR9k
ASR9k
ASR9k
ASR9k
ASR9k
ASR9k
Video Distribution
2
MPEG-TS MSFT Media Room
ABR JPEG2k
MPEG-MDI ABR-MDI RTP-MMR J2k-MDI
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 30
Access and Aggregation Network
Access and Aggregation Network
Core IP/MPLS Network
Home Network
ASR9k PoP
Super Head End (SHE) MPEG Video
Video Service Office (VSO)
DCM
Encoder Source
MSE
MSE
Video Hub
Video Service Office (VSO)
Video Hub
Encoder Source
DCM
DCM / VQE
Encoder Source
Video Hub Office(VHO) / Regional Head-end (RHE)
P
P
Headend Aquisition Domain Core Transport
Domain Access and Aggregation
Domains
MDI (0:0:12)
ASR9k
ASR9k POP
Ingress MPEG MDI Monitoring Point
MDI (0:0:22)
MDI (0:0:32)
MDI (12:3:32) MDI
(12:3:42)
MDI (12:3:27)
Problem Domain
(i.e. Egress Port)
Egress MPEG MDI Monitoring Point
PIM-SM/SSM
ASR9k
Video Distribution
2
MPEG-TS MSFT Media Room
ABR JPEG2k
MPEG-MDI ABR-MDI RTP-MMR J2k-MDI
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 31
Access and Aggregation Network
Access and Aggregation Network
Home Network
Super Head End (SHE) MPEG Video
Video Service Office (VSO)
DCM
Encoder Source
MSE
MSE
Video Hub
Video Service Office (VSO)
Video Hub
Encoder Source
DCM
DCM / VQE
Encoder Source
Video Hub Office(VHO) / Regional Head-end (RHE)
P
P
Headend Aquisition Domain Core Transport
Domain Access and Aggregation
Domains
MDI (0:0:12)
ASR9k
Ingress MPEG MDI Monitoring Point
MDI (0:0:32)
MDI (12:3:42)
Core IP/MPLS Network
MLDP, P2MP-TE
Problem Domain
(i.e. Egress Port)
Egress MPEG MDI Monitoring Point
ASR9k PoP
ASR9k PoP
MDI (0:0:22)
MDI (12:3:32)
MDI (12:3:27)
ASR9k
Video Distribution
2
MPEG-TS MSFT Media Room
ABR JPEG2k
MPEG-MDI ABR-MDI RTP-MMR J2k-MDI
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 32
• Поддерживается до 7 MPLS меток
• Обнаруживается последняя MPLS метка и выполняется расчет метрик
• MPLS метки не анализируются
• Если пакет имеет IPv4 заголовок, выполняется анализ на основе:
• IP 5-tuple + MPEG-TS • IP 5-tuple + RTP header SSRC + MPEG-TS
MPLS x 7 IP UDP 7xMPEG-TS
MPLS x 7 IP UDP 7xMPEG-TS или другой формат видео RTP
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 33
Video Contribution
1
SMPTE2022-6 SMPTE 424M
JPEG2k Motion JPEG2k
RTP Metric J2k-MDI
IP/MPLS Core
Studio
Studio
Mobile Studio
Fixed Studio
Final Studio
DCM
Super Head End
Video Distribution
Video Contribution
Edge Distribution (DCM-GW)
ASR9k
ASR9k
ASR9k
ASR9k
ASR9k
RTP (0,0,0,10)
RTP (4,2,1,20) RTP (12,8,9,55)
RTP (0,0,0,10)
J2k-MDI (0,0,10)
J2k-MDI (12,23,20)
J2k-MDI (0,0,10) J2k-MDI (120,3,30)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 34
Название метрики в
CLI
Тип трафика Параметры Возможность задания частоты дискретизации
rtp Любой RTP Задаются пользователем
Да
rtp-j2k RTP +JPEG2000 payload
Частота дискретизации 148.5/1.001MHz
Нет, Pre-set
rtp-mmr Microsoft Mediaroom
По шаблону Нет, Pre-set
rtp-voice RTP voice Частота дискретизации 8kHz
Нет, Pre-set
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 35
• V – Version, версия RTP протокола, 2 бита • P – Padding, 1 бит, установлен если есть добавочные байты после содержимого • X – Extension, 1 бит, установлен если присутствует расширение заголовка • СС – Count CSRC, 4 бита, указывает на число CSRC полей в заголовке • M – Marker, 1 бит, маркер, интерпретируемый согласно профилю • PT – Payload type, 7 бит, тип содержимого • Sequence number – инкрементальный номер последовательности, 16 бит • Timestamp – временная метка для первого байта в содержимом, 32 бита
(базируется на PCR источника, для MPEG-2 частота дискретизации 90KГц) • SSRC – идентификатор источника синхронизации, 32 бита • CSRC – опциональное поле, массив из 32-битных полей (от 0 до 15), содержащих идентификаторы информационных источников
Минимальная длина заголовка – 12 байт.
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 36
• Два типа RTP метрик: Jitter и Sequence Number
• Jitter метрика рассчитывается на основе временных меток в RTP заголовке
• Не зависит от скорости потока • Обнаруживает изменения, обусловленные состоянием сети • Фиксируется максимальная и средняя вариация задержки
• Sequence number метрика рассчитывается на основе номера последовательности в RTP заголовке
• Обнаружение потерь, дублирования или нарушения очерёдности доставки пакетов
• Поддерживается 32-х битный номер последовательности (16 бит добавляются согласно RFC3497)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 37
• Jitter метрика подсчитывается на основе временных меток в пакетах и значениях локальных часов, соответственно для корректного расчета часы должны быть синхронизированы
• Микрокод выбирает частоты дискретизации на основе значения поля payload type в RTP заголовке получаемого пакета при начальном анализе потока
• Карты частот подразделяются на два типа: известные частоты дискретизации (RFC3551 и др.) и частоты задаваемые пользователем
• Конфигурирование частот дискретизации поддерживается только для rtp метрики
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 38
Тип RTP Payload RTP, RTP-MMR Frequency (Hz)
RTP-J2K Frequency (Hz)
RTP-Voice Frequency (Hz)
0, 3-5, 7-9, 12-13, 15, 18 8k 8k 8k 1-2, 14, 19-95 90k 90k 90k
6 16k 16k 16k 10-11 44.1k 44.1k 44.1k
16 11.025k 11.025k 11.025k 17 22.05k 22.05k 22.05k
19-95 90k 90k 90k 96-127 90k 148.5/1.001 M 8k
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 39
• Контролируется на уровне пакетов путем анализа SN поля RTP заголовка
• Sequence delta = seq анализируемого пакета – max_seq предыдущих пакетов
Sequence Delta Ошибка Значение 0 Duplicate Дублирование пакета 1 No error Корректный порядок, нет потерь 2 -> max_dropout Forward gap Нарушение очередности «вперед»,
валиден в пределах max_dropout -max_misorder -> -1 Back gap Нарушение очередности «назад»,
валиден в пределах max_misorder за пределами valid range Late, Big jump Пакет сохраняется, если следующий
пакет придет по очередности, поток будет ре-синхронизирован
0 1 max_dropout max_misorder
Sequence number delta duplicate
in order
forward gap big jump late back gap
valid range
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 40
show policy-map type performance-traffic interface tenGigE 0/2/0/10 ----------------------------------------------------------------------------------- Interface: TenGigE0/2/0/10 Direction: input Service-Policy: vidmon-rtp ----------------------------------------------------------------------------------- Total Num Flows: 1 Metric Flow Key SSRC Lost RTPSeq IP Error Type SrcAddr:SrcPort -> Pkts Discon Jitter(ms) Sec(s) DstAddr:DstPort RTP 10.0.0.2:1024 -> 0 0 0 2.80 0.00 20.0.0.2:5004 ----------------------------------------------------------------------------------- Class Name Num-Flows ---------- --------- ucast 1 mcast 0 -----------------------------------------------------------------------------------
Заголовок
Метрики потока
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 41
Interface: TenGigE0/2/0/10 Direction: input Service-Policy: vidmon-rtp ----------------------------------------------------------------------------------- Total Num Flows: 1 Flow:294 Key:10.0.0.2:1024->20.0.0.2:5004 RTP SSRC:0 Class: ucast Total Intvls: 1 Intvl# 1, Updated at: Sat Oct 20 13:09:24 2012, Duration: 10 s Metric Type : RTP Payload Type : 33 Clock Frequency : 90000 Hz Lost Packets : 0 Loss Fraction : 0.000 % Intvl Jitter : 2.800 ms Max Intvl Jitter : 2.811 ms Avg Packet Rate : 356.20 pps Total Packets : 3562 Avg Bit Rate : 3915 kbps Total Bytes : 4894188 Avg Packet Len : 1374.00 B Seq Discon Count : 0 Avg Seq Discon Len : 0 Num Cycles : 0 Num Resync : 0 Num Out of Order : 0 Num Duplicates : 0 Num Seq Jumps : 0 Error Seconds : 0.00 s Transport Availability : 100.00 % ----------------------------------------------------------------------------------- Class Name Num-Flows ---------- --------- ucast 1 mcast 0 -----------------------------------------------------------------------------------
Обнаруженный тип содержимого
Clock Frequency
Sequence Number метрика
Jitter метрика
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 42
• Захват и клонирование потока по запросу, срабатывает на основе измерений (метрик) в режиме реального времени
• Получатель клонированного потока: интерфейс или EoMPLS PW
• Поддерживается для multicast трафика, поддержка для unicast - в будущем
CAPEX: Не нужны видео пробы по всей сети
OPEX: Эффективное использование оборудования анализа в NOC
Regional Network!Backbone!
CRS-1
CRS-1
Regional !Headend!
Hub!
Video Ops
Video Flow trapped and cloned
ASR9000
ASR9000
ASR9000
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 43
• Оператор формирует Mediatrace запрос со спецификацией потока и параметрами для мониторинга
• Политика инсталлируется на маршрутизаторы для сбора статистики по заданному потока согласно запросу
• Собранная статистика отправляется обратно оператору
• Оператор анализирует полученные данные и обнаруживает проблемную точку
• Поддержка Mediartace планируется в будущих релизах IOS XR
Aggregation (MPLS)
ASR 9000 Aggregation
ASR 9000 Distributiion
Distribution (MPLS)
ASR 9000 Head-End Content
Source
1
My Video Quality is deteriorated
Mediatrace: 10.1.1.1 to 10.3.2.1 Flow Description: RTP Profile Description …
1 2 3
4 5
Router 1 Ingres loss:0 Out of sequence:0 … MaxJitter: 100us … Router 3 Egress Loss: 130 …
Problem Isolated
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 44
• Встроенный видео мониторинг TCP потоков
• Агрегатная статистика для порта или логического интерфейса
• Обнаружение и мониторинг динамических потоков
• Генерация отчетов по ABR потокам: изменение профилей, число потоков
• Поддержка планируется в будущих релизах IOS XR
Aggregation (MPLS)
ASR 9000 Aggregation
ASR 9000 Distribution
Distribution (MPLS) Internet
Обнаружение и мониторинг HTTP ABR
потоков
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 45
Создание конфигурации 1. Создание IPv4 ACL 2. Создание класса - class map (type ‘traffic’) 3. Создание политики - policy map (type ‘performance-traffic’) 4. Применение политики к интерфейсу
Изменение конфигурации 1. Удаление политики с интерфейса 2. Модификация политики, класса или ACL 3. Применение политики к интерфейсу
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 46
INPUT (CLI config): ipv4 access-list my_acl: 10 permit udp any eq 4000 any eq 4000 ! class-map type traffic match-any my_class match access-group ipv4 my_acl end-class-map ! policy-map type performance-traffic my_policy class type traffic my_class monitor parameters interval duration 10 history 10 timeout 2 ! monitor metric ip-cbr rate layer3 packet 100 pps ! react 1 packet-rate threshold type immediate threshold value gt 200.0 action syslog alarm severity warning alarm type discrete ! end-policy-map ! interface GigabitEthernet0/0/0/8 ipv4 address 10.1.1.1 255.255.255.0 service-policy type performance-traffic input
my_policy !
ACL
Class-map
Policy-map
Interface
bind!
Детали настройки в Configuration
guide
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 47
OUTPUT (TCA syslog): ...Flow-Mon Alarm Ingress FlowID: 33554433 ReactID: 1: SET ...Flow-Mon Alarm Ingress FlowID: 335544338 ReactID: 1: CLEAR
OUTPUT (show command): show policy-map type performance-traffic interface g0/0/0/8 input detail Mon Aug 24 13:42:31.578 EST ------------------------------------------------------------------------------- Interface: GigabitEthernet0/0/0/8 Direction: input Service-Policy: my_policy ------------------------------------------------------------------------------- Total Num Flows: 1 Flow: 33554433 Key: 192.1.1.2:4000 -> 250.1.1.1:4000 UDP Class: my_class Total Intvls: 1 Intvl# 1, Updated at: Mon Aug 24 13:42:28 2009, Duration: 10 s Metric type: IP-CBR MRV: 0.000 % DF: 10.127 ms Avg Packet Rate: 100.00 pps Total Packets: 1000 Avg Bit Rate: 52 kbps Total Bytes: 66000 Avg Packet Len: 66.00 B IPv4 TTL: 63 ------------------------------------------------------------------------------- Class Name Num-Flows ---------- --------- my_class 1 -------------------------------------------------------------------------------
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 48
• Обычный IPv4 ACL
• Однострочные ACL !
ipv4 access-list my_acl
10 permit udp any eq 4000 any eq 4000
!
ipv4 access-list my_acl1
10 permit udp any eq 3000 any eq 3000
!
ipv4 access-list my_acl2
10 permit udp any eq 5000 any eq 5000
!
• Многострочный ACL !
ipv4 access-list my_acl
10 permit udp any eq 4000 any eq 4000
20 permit udp any eq 5000 any eq 5000 соответствует “OR”
30 permit udp any eq 6000 any eq 6000
соответствует “AND”
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 49
• Необходимо использовать тип класса “traffic”
• Только один ACL на класс
• Поддерживается до 1024 классов
• Пример Class map: !
class-map type traffic match-any my_class
match access-group ipv4 my_acl
end-class-map
!
class-map type traffic match-any my_class1
match access-group ipv4 my_acl1
end-class-map
!
class-map type traffic match-any my_class2
match access-group ipv4 my_acl2
end-class-map
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 50
• Необходимо использовать тип политики “performance-traffic”
• Поддерживается до 256 политик
• Пример policy map : policy-map type performance-traffic my_policy
class type traffic my_class
monitor parameters
interval duration 10
history 10 объяснение параметров на следующем слайде
timeout 2
!
monitor metric ip-cbr flow rate (не media bit rate)
rate layer3 packet 100 pps
!
react 1 packet-rate
threshold type immediate
threshold value gt 200.0
action syslog
alarm severity warning
alarm type discrete
!
end-policy-map
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 51
interval duration (=10s~300s)
time
……
history = (1~60 intervals, sliding window)
interval duration (=10s~300s)
time ……
…
timeout (=2~60 intervals)
Больше нет пакетов
… … …
… …
Анализ существующего потока
сейчас
сейчас
Поток помечается для удаления
Остановка и удаление потока
…
Предыдущие интервалы истории удалены
Замечание: Потоки не удаляются мгновенно, таблица просматривается периодически
Интервал истории
Анализируемый интервал
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 52
• До 1024 class maps в одном policy map, до 256 policy maps
• Пример политики с несколькими классами
policy-map type performance-traffic my_policy
class type traffic my_class1
monitor parameters
interval duration 30
history 10
timeout 1
!
monitor metric ip-cbr
rate layer3 packet 100
!
react 1 packet-rate
threshold type immediate
threshold value gt 150.0
action syslog
alarm severity warning
alarm type discrete
!
class type traffic my_class2
monitor parameters
interval duration 10
history 60
timeout 2
!
monitor metric ip-cbr
rate media 1052800 bps
media packet count in-layer3 7
media packet size 188
!
react 2 mrv
threshold type immediate
threshold value gt 110.0
action syslog
alarm severity warning
alarm type discrete
!
end-policy-map
Mpeg2 packets in a UDP payload
Отличия на следующий слайде
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 53
Layer3 packet rate = 100 pps
Media rate = 100 udp packets x 7 mpeg2 packets x 188 bytes = 1052800 bps
1 udp payload
time
……
100 IP packets (or UDP datagrams) per second
… … … …
1 udp payload
time
……
100 IP packets (& UDP datagrams) per second
… … … …
1 media пакет (mpeg-2), default = 188B x 7 packets / udp
mpeg2 или не-mpeg2 пакеты
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 54
• В policy map можно задать отслеживание конкретных параметров потоков и способы реагирования на их изменения.
• Доступные параметры в разделе react для ip-cbr: 1. Media rate variation (MRV)
измеряется в %; если MRV < 0 % пакет потерян; если MRV = -100% пакеты отсутствуют; если MRV > 0 % повышена скорость поступления пакетов; если MRV = 0 % скорость не меняется.
2. Delay factor (DF) измеряется в ms; вариация задержки + один интервал между соседними пакетами (зависит от скорости потока), отражает требуемый размер буфера на ресивере.
3. Media stop event (MSE) триггер конца потока; поток считается остановленным, если в течение анализируемого интервала не поступило ни одного пакета потока.
4. Packet rate (PR) измеряется в pps; число пакетов в секунду.
5. Flow count (FC) общее количество потоков в классе.
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 55
1. mdi-error-seconds – количество секунд, в течение которых поток содержал ошибки.
2. mdi-mdc – количество пакетов, поступивших с нарушением очередности (Media Discontinuity Counter, Cisco proprietary параметр).
3. mdi-mlr – количество потерянных пакетов за интервал времени в секундах (число ошибок в секунду).
4. mdi-transport-availability – процент времени, в течение которого поток не имел ошибок. Если параметр mdi-error-seconds равен нулю, то параметр mdi-transport-availability будет равен 100%.
5. mpeg-loss-pkts – количество потерянных MPEG пакетов.
6. mdi-jitter – вариация задержки (джиттер).
7. media-stop – триггер конца потока.
8. flow-count – общее количество потоков в классе.
9. packet-rate – средняя скорость поступления пакетов.
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 56
1. rtp-error-seconds – количество секунд, в течение которых поток содержал ошибки.
2. rtp-jitter – средняя вариация задержки.
3. rtp-loss-fraction – процент потерянных пакетов.
4. rtp-loss-pkts – количество потерянных пакетов.
5. rtp-max-jitter – максимальная вариация задержки (в течение интервала анализа).
6. rtp-out-of-order – количество пакетов, поступивших с нарушением очерёдности.
7. rtp-transport-availability – процент времени, в течение которого поток не имел ошибок. Если параметр rtp-error-seconds равен нулю, то параметр rtp-transport-availability будет равен 100%.
8. flow-count – общее количество потоков в классе.
9. packet-rate – средняя скорость поступления пакетов.
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 57
• Syslog (ip-cbr, rtp, mdi) осуществляется запись в локальный лог-файл, при общесистемной настройке экспорта отправляется на внешний лог-сервер.
• SNMP (rtp, mdi) осуществляется отправка snmp trap согласно общесистемной настройке SNMP. MIBs для сбора статистики: CISCO-FLOW-MONITOR-MIB, CISCO-RTP-METRICS-MIB, CISCO-IP-CBR-METRICS-MIB.
• Clone (rtp, mdi) осуществляется захват, клонирование и отправка потока на внешний анализатор.
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 58
!
react 1 mrv
threshold type immediate
threshold value gt 50.0
action syslog
alarm severity warning
alarm type discrete
!
react 2 delay-factor
threshold type immediate
threshold value gt 10000.0
action syslog
alarm severity warning
alarm type discrete
!
react 3 media-stop
action syslog
alarm severity warning
alarm type discrete
!
!
react 4 packet-rate
threshold type immediate
threshold value gt 200.0
action syslog
action snmp
alarm severity warning
alarm type discrete
!
react 5 flow-count
threshold type immediate
threshold value gt 5.0
action syslog
action snmp
alarm severity warning
alarm type discrete
!
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 59
• Генерация syslog сообщений двух типов: SET & CLEAR
• Например, %QOS-AFMON_ALERT-4-ALM_WARNING : Flow-Mon Alarm Ingress FlowID: 18 ReactID: 1: SET
%QOS-AFMON_ALERT-4-ALM_WARNING : Flow-Mon Alarm Ingress FlowID: 18 ReactID: 1: CLEAR
• 6 уровней важности 1. informational Informational alarm 2. notification Notification level alarm 3. warning Warning level alarm 4. error Error level alarm 5. critical Critical level alarm 6. alert Alert level alarm 7. emergency Emergency level alarm
• Например, %SERVICES-PERF_TRAFFIC_ALERT-1-ALM_ALERT : SET|Input|ID 10|React 5 mdi-error-seconds|
Src_IP 10.233.233.2, Src_Port 42259, Dst_IP 233.120.64.3, Dst_Port 5555
%SERVICES-PERF_TRAFFIC_ALERT-1-ALM_ALERT : SET|Input|ID 11|React 5 mdi-error-seconds|Src_IP 10.233.233.2, Src_Port 47283, Dst_IP 233.120.64.2, Dst_Port 5555
%SERVICES-PERF_TRAFFIC_ALERT-1-ALM_ALERT : CLEAR|Input|ID 10|React 5 mdi-error-seconds|Src_IP 10.233.233.2, Src_Port 42259, Dst_IP 233.120.64.3, Dst_Port 5555
%SERVICES-PERF_TRAFFIC_ALERT-1-ALM_ALERT : CLEAR|Input|ID 11|React 5 mdi-error-seconds|Src_IP 10.233.233.2, Src_Port 47283, Dst_IP 233.120.64.2, Dst_Port 5555
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 60
interval duration (10s-300s)
time
…… … … … …
1 flow
1 %QOS-AFMON_ALERT-4-ALM_WARNING : Flow-Mon Alarm Ingress FlowID: 18 ReactID: 1: SET
2 %QOS-AFMON_ALERT-4-ALM_WARNING : Flow-Mon Alarm Ingress FlowID: 18 ReactID: 1: CLEAR
threshold crossed syslog: alarm SET1
below threshold syslog: alarm CLEAR2
• В конце каждого интервала для каждого потока проверяется заданное условие
• Сигнал может быть set / cleared / unchanged
……
no syslog msg (status unchanged)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 61
• В завершении настройки необходимо применить политику к интерфейсу (main, sub-if, main bundle, bundle sub-if)
• Политика применяется к input интерфейсу (поддержка для output интерфейса планируется в будущих релизах IOS XR)
• Пример для основного интерфейса !
interface GigabitEthernet0/0/0/8
ipv4 address 10.1.1.1 255.255.255.0
service-policy type performance-traffic input my_policy negotiation auto
!
• Пример для саб-интерфейса !
interface GigabitEthernet0/0/0/8.1 ipv4 address 10.1.1.1 255.255.255.0
encap dot1q 100 service-policy type performance-traffic input my_policy negotiation auto
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 62
• Проверка настройки policy map #show run policy-map
Wed May 6 10:26:59.446 EST
policy-map type performance-traffic my_policy
class type traffic c
monitor parameters
interval duration 10
history 10
timeout 2
!
monitor metric ip-cbr
rate layer3 packet 100 pps
!
end-policy-map
• Проверка применения политики к интерфейсу #show run interface g0/0/0/8
Wed May 6 10:26:57.925 EST
interface GigabitEthernet0/0/0/8
ipv4 address 10.1.1.1 255.255.255.0
service-policy type performance-traffic input my_policy
negotiation auto
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 63
• Для работы мониторинга видео потоков необходимо включить multicast routing
• Проверка #show run multicast-routing
!
multicast-routing
address-family ipv4
interface all enable
!
!
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 64
• Синтаксис команды show policy-map type performance-traffic interface type instance {input | output} [ brief | detail]
[cumulative | last n-intervals] [match {flow-id id | class name | ipv4 [source addr-mask] [destination addr-mask] } ]
• Опции (по умолчанию = Brief & Interval)
Фильтр по заданным параметрам потоков IP-SA, IP-DA Flow-id, Class-name
Output Filter
Статистика N последних интервалов (в пределах периода ведения истории) n-intervals History Совокупная статистика за период ведения истории Cumulative Статистика последнего завершившегося интервала (по умолчанию) Interval Stats type
filter
Детальное отображение всех данных Detailed Краткий вариант, отображаются основные метрики (по умолчанию) Brief
Verbosity
Направление трафика Input, Output Direction
Интерфейс - обязательный параметр Type,Instance Interface
Комментарий Варианты Опция
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 65
#show policy-map type performance-traffic interface g0/0/0/8 input
-------------------------------------------------------------------------------
Interface: GigabitEthernet0/0/0/8 Direction: input
Service-Policy: my_policy
-------------------------------------------------------------------------------
Total Num Flows: 9
FlowID Flow Key MRV(%) DF (ms)
------ -------- ------ -------
16 10.1.1.2:4000 -> 230.1.1.1:4000 UDP -50.000 5000.841
12 10.1.1.2:4000 -> 230.1.1.2:4000 UDP -99.758 9951.726
17 10.1.2.2:4000 -> 230.1.1.1:4000 UDP -50.000 5000.841
13 10.1.2.2:4000 -> 230.1.1.2:4000 UDP -99.758 9951.726
18 10.1.3.2:4000 -> 230.1.1.1:4000 UDP -50.000 5000.841
14 10.1.3.2:4000 -> 230.1.1.2:4000 UDP -99.758 9951.726
19 10.1.4.2:4000 -> 230.1.1.1:4000 UDP -50.000 5000.841
15 10.1.4.2:4000 -> 230.1.1.2:4000 UDP -99.758 9951.726
11 10.1.5.2:4000 -> 230.1.1.2:4000 UDP -99.758 9951.726
-------------------------------------------------------------------------------
Class Name Num-Flows
---------- ---------
my_class 4
my_class1 5
-------------------------------------------------------------------------------
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 66
#show policy-map type performance-traffic interface g0/0/0/8 input last 3
-------------------------------------------------------------------------------
Interface: GigabitEthernet0/0/0/8 Direction: input
Service-Policy: my_policy
-------------------------------------------------------------------------------
Total Num Flows: 9
Flow: 16 Key: 10.1.1.2:4000 -> 230.1.1.1:4000 UDP
Class: afmon-class Total Intvls: 3
Intvl# Updated at Durn MRV(%) DF(ms)
1 Mon Jul 27 20:33:02 2009 10 -50.000 5000.841
2 Mon Jul 27 20:32:52 2009 10 -50.000 5000.841
3 Mon Jul 27 20:32:42 2009 10 -50.000 5000.841
--- not fully shown due to page limit ---
Flow: 11 Key: 10.1.5.2:4000 -> 230.1.1.2:4000 UDP
Class: afmon-class2 Total Intvls: 3
Intvl# Updated at Durn MRV(%) DF(ms)
1 Mon Jul 27 20:33:06 2009 10 -99.757 9986.042
2 Mon Jul 27 20:32:56 2009 10 -99.758 9951.726
3 Mon Jul 27 20:32:46 2009 10 -99.757 9986.042
-------------------------------------------------------------------------------
Class Name Num-Flows
---------- ---------
my_class 4
my_class1 5
-------------------------------------------------------------------------------
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 67
#show policy-map type performance-traffic interface g0/0/0/8 input cumulative detail
-------------------------------------------------------------------------------
Interface: GigabitEthernet0/0/0/8 Direction: input
Service-Policy: my_policy
-------------------------------------------------------------------------------
Total Num Flows: 9
Flow: 16 Key: 10.1.1.2:4000 -> 230.1.1.1:4000 UDP
Flow Start: Mon Jul 27 19:52:12 2009 Uptime: 0d 00:42:10
Metric type: IP-CBR
MRV: -25.874 %
Avg Packet Rate: 741.25 pps Total Packets: 1875373
Avg Bit Rate: 391 kbps Total Bytes: 123774618
Avg Packet Len: 66.00 B
--- not fully shown due to page limit ---
Flow: 11 Key: 10.1.5.2:4000 -> 230.1.1.2:4000 UDP
Flow Start: Mon Jul 27 19:51:46 2009 Uptime: 0d 00:42:30
......
......
-------------------------------------------------------------------------------
Class Name Num-Flows
---------- ---------
my_class 4
my_class2 5
-------------------------------------------------------------------------------
Для всех интервалов в историческом периоде
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 68
#show policy-map type performance-traffic interface g0/0/0/8 input last 2 detail
-------------------------------------------------------------------------------
Interface: GigabitEthernet0/0/0/8 Direction: input
Service-Policy: my_policy
-------------------------------------------------------------------------------
Total Num Flows: 9
Flow: 16 Key: 10.1.1.2:4000 -> 230.1.1.1:4000 UDP
Class: afmon-class Total Intvls: 2
Intvl# 1, Updated at: Mon Jul 27 20:35:12 2009, Duration: 10 s
Metric type: IP-CBR
MRV: -50.000 % DF: 5000.841 ms
Avg Packet Rate: 500.00 pps Total Packets: 5000
Avg Bit Rate: 264 kbps Total Bytes: 330000
Avg Packet Len: 66.00 B
IPv4 TTL: 61
Intvl# 2, Updated at: Mon Jul 27 20:35:02 2009, Duration: 10 s
Metric type: IP-CBR
MRV: -50.000 % DF: 5000.841 ms
Avg Packet Rate: 500.00 pps Total Packets: 5000
Avg Bit Rate: 264 kbps Total Bytes: 330000
Avg Packet Len: 66.00 B
IPv4 TTL: 61
--- not fully shown due to page limit ---
......
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 69
• Удаление статистики clear performance traffic statistics interface {type
instance}
или
clear policy-map type performance-traffic interface {type instance}
• При очистке осуществляется удаление статистики за весь период ведения истории
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 70
• Введение
• Встроенный мониторинг видео • Немного теории о передаче видео • Функциональные возможности • Сценарии применения • Конфигурирование
• Новшества в передаче видео • TI-stream-merge и Lossless stream-merge • PIM ECMP Redirect • Video Queue (Inline Video CAC)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 71
Sub second
< 500ms
0 Loss
Lossless Stream-Merge
IOS-XR IGP and PIM Fast Convergence
Convergence Time
Baseline
< 50ms
TI-Stream-Merge
ISIS/OSPF prefix prioritization
Multicast NSF нуль потерь пакетов при RSP failover или OIR
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 72
• Простота внедрения
• Поддержка любых ECMP или Non-ECMP топологий: mesh, ring, hub-spoke, star
• Предсказуемое время переключения < 50msec
Время обнаружения отказа и время переключения не зависят от control plane
Аппаратное переключение потоков выполняется на уровне forwarding plane
• Отсутствие петель
• Работа на уровне потоков (flow-based)
• Основа для Lossless stream-merge решения
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 73
Аппаратные требования: • Поддерживаются любые шасси и RSPs • Поддерживаются линейные карты второго поколения
(Typhoon) • Линейные карты первого поколения (Trident) и SIP700 не поддерживаются
Программные требования: • IOS XR 4.3.0 или старше
Стандарты: • draft-asghar-pim-explicit-rpf-vector-01 • draft-ietf-rtgwg-mofrr-00
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 74
#1: Один маршрутизатор
1. Используется две копии входящего потока (S,G) на головном маршрутизаторе
2. Клонированные потоки: • Перезапись S на S1 для создания
(S1,G) потока
• Перезапись S to S2 для создания (S2,G) потока
#2: Два маршрутизатора
1. Используется одна копия входящего потока (S,G) на каждом из головных маршрутизаторов
2. Клонированные потоки: • Перезапись S на S1 для создания
(S1,G) потока
• Перезапись S to S2 для создания (S2,G) потока
(S,G) (S1,G)
(S,G) (S2,G)
(S,G)
(S1,G)
(S2,G)
Clone
R1
R1
R2
Clone
Клонирование потоков и перезапись источников выполняется в HW
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 75
(S,G)
(S1,G)
(S2,G)
Clone
R1
(config)#router pim (config-pim)# mofrr (config-pim-mofrr)# flow <acl_name> (config-pim-mofrr)# clone source S to S1 S2 masklen n Пример: ipv4 access_list Stream-Merge_acl 10 permit ipv4 1.1.1.0 0.0.0.255 host 225.0.0.1 ! router pim address-family ipv4 mofrr flow Stream-Merge_acl clone source 1.1.1.1 to 2.2.2.2 3.3.3.3 masklen 32
Clone
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 76
IGMP Join (S,G)
PIM Join (S1,G)
PIM Join (S2,G)
TI-Stream-Merge
Leaf Multicast Router
На оконечном маршрутизаторе: 1. Исходный (S,G) PIM Join пакет клонируется 2. Для первого пакета S перезаписывается в S1 для создания основного PIM tree 3. Для второго пакета S перезаписывается в S2 для создания резервного PIM tree 4. Используется Explicit Path Vector TLV для PIM-Tree explicit routing
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 77
Explicit Path Vector TLV пример: Multicast Source IP: S = 10.0.0.1
• R2: 12.0.0.1
• R3: 13.0.0.1
• R4: 14.0.0.1
S
IP: 10.0.0.1
R1
R2 R3 R4
R5 R6
Rx
IGMP Join
PIM Join
PIM Join
Strict or Loose Explicit Path Vector TLV
Link 13.0.0.0/30 Link 14.0.0.0/30
• Расширение PIM протокола • Привнесение Path-Diversity возможностей в Multicast • Подобие RSVP-TE EXPLICIT_ROUTE object • Заданный (явный) маршрут для PIM Joins или MLDP Joins • Отсутствие петель
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 78
Leaf Stream-Merge Router
(S1,G) (S2,G)
(S,G)
Stream-Merge + Re-write S2 or S1 to S
1. Контроль потоков S1 и S2
2. Выбор пакетов активного S1/S2 потока, удаление пакетов резервного потока
3. Аппаратное переключение между потоками при отсутствии пакетов активного потока в течение ~30мс
4. Аппаратная перезапись S1/S2 активного потока в S => (S,G)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 79
(S1,G)
(S2,G) (S,G)
Stream-Merge +
Re-write S2 or S1 to S
(config)#router pim (config-pim)# mofrr (config-pim-mofrr)# flow <acl_name> (config-pim-mofrr)# clone join S to S1 S2 masklen n (config-pim-mofrr)# rpf-vector S1|S2 masklen n R1 R2 R3 ... R-N Пример: router pim mofrr flow Stream-merge_acl clone join 1.1.1.1 to 2.2.2.2 3.3.3.3 masklen 32 rpf-vector 2.2.2.2 masklen 32 20.1.1.1 20.2.2.1 rpf-vector 3.3.3.3 masklen 32 30.1.1.1 30.2.2.1
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 80
Один Ingress router
(S,G)
(S1,G)
(S2,G)
(S,G)
(S,G)
PE1
PE3
PE4
Ingress TI-Stream-Merge функции: 1. Клонирование (S,G) 2. Primary: Перезапись S в S1 => (S1,G) 3. Backup: Перезапись S в S2 => (S2,G)
Egress TI-Stream-Merge функции: 1. Контроль потоков, переключение
между S1 и S2 при отсутствии активного потока в течение ~30мс
2. Перезапись S1 или S2 в S => (S,G)
Ingress Demarcation
Egress Demarcation
Любой транспорт между PE
Protection Domain
Explicit Path Vector TLV
Mcast Src
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 81
Два Ingress routers
(S,G)
(S1,G)
(S2,G)
(S,G)
(S,G)
PE1
PE3
PE4
Ingress TI-Stream-Merge функции: 1. Primary: Перезапись S в S1 => (S1,G) 2. Backup: Перезапись S в S2 => (S2,G)
Egress TI-Stream-Merge функции: 1. Контроль потоков, переключение
между S1 и S2 при отсутствии активного потока в течение ~30мс
2. Перезапись S1 или S2 в S => (S,G)
Ingress Demarcation
Egress Demarcation
Любой транспорт между PE
Protection Domain
Explicit Path Vector TLV
PE2
(S,G) Mcast
Src
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 82
Кольцевая топология
R2 R3
R1
(S,G)
Любой транспорт
(S1,G) (S2,G)
Узлы кольца с Stream-Merge
Центральные узлы кольца
Ingress TI-Stream-Merge функции: 1. Клонирование (S,G) 2. Primary: Перезапись S в S1 => (S1,G) 3. Backup: Перезапись S в S2 => (S2,G)
Egress TI-Stream-Merge функции: 1. Контроль потоков,
переключение между S1 и S2 при отсутствии активного потока в течение ~30мс
2. Перезапись S1 или S2 в S => (S,G)
(S2,G)
(S2,
G)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 83
500 (S,G) маршрутов 50 маршрутов на поток 10 одновременных потоков по 1 Kpps (суммарный трафик 10 Kpps)
Время переключения <50 мс
После восстановления основного канала обратное переключения не выполняется
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 84
(S,G)
Primary (S1,G)
Backup (S2,G)
TI-Stream-M
erge
Egress Multicast Router
Vidmon
Vidmon
MD
I(0:0:12) M
DI(24:34:223)
Интеграция видео мониторинга и TI-Stream-Merge: 1. Мониторинг MPEG MDI для Primary и Backup TI-Stream-Merge потоков 2. В конце интервала мониторинга:
• Primary MDI ухудшился (Poor) • Backup MDI не ухудшился (Good)
3. На основе результатов видео мониторинга выполняется переключение с Primary потока на Backup поток
Планируется в IOS XR 5.1.1
Выполняется на Egress PE
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 85
Видео с RTP инкапсуляцией
RTP #11
RTP #12
RTP #13
RTP #14
RTP #15
RTP #16
RTP #17
RTP #18
RTP #19
RTP #20
RTP #11
RTP #12
RTP #13
RTP #14
RTP #15
RTP #16
RTP #17
RTP #18
RTP #19
RTP #20
Primary VQM FIFO Unicast/Multicast Video
Backup VQM FIFO Unicast/Multicast Video
RTP Sliding Window
RTP #11
RTP #12
RTP #13
RTP #14
RTP #15
RTP #16
RTP #17
RTP #18
RTP #19
RTP #20
NNI порты с VQM Fifo
UNI 1G/10G/40G/100G порты
Stream Merge
Splicing
200msec buffer
Форматы видео: 1. IP/UDP/RTP/M2TS/MPEG-2 2. IP/UDP/RTP/M2TS/H.264 3. IP/UDP/RTP/M2TS/J2K 4. IP/UDP/RTP/MXF/J2K 5. IP/UDP/RTP/SDI 6. IP/UDP/RTP/HD-SDI 7. IP/UDP/RTP/3G-SDI 8. IP/UDP/RTP/Any_payload
Выполняется на Egress PE
В будущих релизах IOS XR
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 86
• Вопрос: Возможен ли Lossless Stream Merge для не-RTP трафика?
• Answer: Да, но необходим Proprietary Sequence Number, возможны 2 варианта:
Устанавливает бит DF= 1 (don’t fragment)
Кодируется 16-bit sequence number в ID поле
1. Ingress encapsulator PE: • Добавляется GRE заголовок
• Кодируется 32-bit sequence number
2. Egress de-capsulator PE: • Удаляется GRE заголовок
• Декодируется 32-bit sequence number
• #1: Sequence number в IPv4 заголовке
#2: GRE заголовок с 32-bit sequence number
DF=1 16-bit Seq Number
IPv4 Packet
GRE Header
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 87
Любой Unicast/Multicast транспорт
GRE #11
GRE #12
GRE #13
GRE #14
GRE #15
GRE #16
GRE #17
GRE #18
GRE #19
GRE #20
GRE #11
GRE #12
GRE #13
GRE #14
GRE #15
GRE #16
GRE #17
GRE #18
GRE #19
GRE #20
Primary VQM FIFO Unicast/Multicast Video
Backup VQM FIFO Unicast/Multicast Video
GRE Seq # Sliding Window
GRE #11
GRE #12
GRE #13
GRE #14
GRE #15
GRE #16
GRE #17
GRE #18
GRE #19
GRE #20
NNI порты With VQM Fifo
UNI 1G/10G/40G/100G порты
Stream Merge
Splicing
200msec buffer
Lossless Stream Merge Выполняется на Egress PE
PE1 PE2
GRE Seq No.
GRE Imposition
GRE Disposition
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 88
• Введение
• Встроенный мониторинг видео • Немного теории о передаче видео • Функциональные возможности • Сценарии применения • Конфигурирование
• Новшества в передаче видео • TI-stream-merge и Lossless stream-merge • PIM ECMP Redirect • Video Queue (Inline Video CAC)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 89
• В результате выполнения PIM Join RPF selection пакеты поляризованы в один ECMP канал
• Возможна частичная балансировка на основе хеш, без учета имеющейся/утилизированной полосы пропускания
• Распределение нагрузки не поддерживается
Описание проблемы
Получено 100 PIM Joins
4 ECMP IGP Links
R1 – ASR9k R2 – ASR9k
R1 выполняет RPF selec9on of PIM Joins
100 PIM Joins
100 PIM Joins
Link 1
Link 2
Link 3
Link 4
Нет Mcast трафика на Link 2,3,4
PIM Joins Polariza9on Link over-‐subscribed
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 90
• ASR9K поддерживает RFC 6754 (IOS XR 4.3.0)
• При выборе исходящего интерфейса учитывается текущая утилизация полосы пропускания всех ECMP каналов в группе Обеспечивается балансировка и распределение нагрузки Поляризации отсутствует
Решение
Получено 100 PIM Joins
4 ECMP IGP Links
R1 – ASR9k R2 – ASR9k
Выполняется RPF selec9on на основе утилизации полосы пропускания
ECMP каналов
25 PIM Joins
100 PIM Joins
Link 1
Link 2
Link 3
Link 4
Нет Polariza9on Есть BW Load-‐sharing
25 PIM Joins
25 PIM Joins
25 PIM Joins
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 91
ASR9k требования: Поддерживаются любые версии RSP и шасси Поддерживаются линейные карты Trident и Typhoon IOS XR 4.3.0 или выше
Multicast Supports Info: Поддерживаются IPv4 (S,G) адреса для PIM-SM и PIM-SSM (*,G) адреса игнорируются IPv6 или MPLS Multicast в IOS XR 4.3.0 не поддерживается
ASR9k 4.3.0 Scale тесты: 10,000 (S,G)s PIM-SM или PIM-SSM
Требования и ограничения
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 92
Поддерживаемые схемы
R1 R2
upstream downstream
rx Src/rpf
Model 1 – 1-hop ECMP PIM Links Model 2 – 1-hop ECMP PIM LAGs
R1
upstream
downstream – 1
R2 rx
Src/rpf
Rn rx
downstream – N
Model 3 – 1-hop ECMP PIM Links to spoke routers
R1 R2
upstream downstream
rx Src/rpf
R1 R2
R5 rx
R4
Core
Core R3
upstream ring-head
upstream ring-head
downstream – r1 upstream to – r5
downstream – r3 upstream to – r5
downstream – r2,r4
Model 4 – ECMP PIM in ring
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 93
Пример настройки Шаг 1: Config RPL route-policy on R1, R2 route-policy hd-video-channels if destination in (239.1.0.0/16 le 32) and source in (10.0.0.0/24 le 32) then set weight 14000 ç kbps BW = 14Mb/sec if destination in (232.1.0.0/16 le 32) and source in (20.1.0.0/24 le 32) then set weight 10000 ç kbps BW = 10Mb/sec endif endif end-policy Шаг 2: Config rpf-redirect PIM bundle under router PIM on R1, R2 router pim address-family ipv4 rpf-redirect route-policy hd-video-channels ç RPL policy interface GigabitEthernet0/0/0/0 enable rpf-redirect bundle west-ecmp-link bandwidth 6000000 threshold 5000000 ! interface GigabitEthernet0/0/0/1 enable rpf-redirect bundle west-ecmp-link bandwidth 6000000 threshold 5000000 ! interface GigabitEthernet0/0/0/2 enable rpf-redirect bundle west-ecmp-link bandwidth 6000000 threshold 5000000 ! interface GigabitEthernet0/0/0/3 enable rpf-redirect bundle west-ecmp-link bandwidth 6000000 threshold 5000000
Apply to R1 and R2
PIM rpf-‐redirect bundle
При превышении порога генерируется сигнал (alarm) и syslog запись
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 94
Вывод команд Bandwidth 6000 Threshold 5000 RPL Weight 500
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 95
• Введение
• Встроенный мониторинг видео • Немного теории о передаче видео • Функциональные возможности • Сценарии применения • Конфигурирование
• Новшества в передаче видео • TI-stream-merge и Lossless stream-merge • PIM ECMP Redirect • Video Queue (Inline Video CAC)
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 96
1. QoS механизмы обеспечивают полосу пропускания на уровне L2/L3/L4 классов, но не на уровне отдельных сессий (потоков)
2. В случае перегрузки и заполнения очередей пакеты начнут отбрасываться 3. Как результат - деградация всех сессий/потоков (видео, голос и др.)
Порт
DQ1 – 20% – L3VPN
DQ2 – 25% – VoD
DQ3 – 10% – AVSM OTT
DQ4 – 1% – NW/Video Mgt
PQ1 – 5% – VoIP/Mobile
PQ2 – 10% – IPTV
DQ5 – 20% – L2VPN
DQ6 Class Default – HSI
Очередь Сервис
1 2 Uncongested Traffic CongestionTraffic
Tail Drop
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 97
1. Video Queue обеспечивает управление допуском (CAC) к очередям: • На уровне сессий/потоков (т.е. распознавая их) • С учетом общей полосы, занимаемой потоками данного сервиса • С учетом таймера неактивности
2. Все сессии (видео, голос и др.) защищены от отбрасывания пакетов в очередях
Порт
DQ1 – 20% – L3VPN
DQ2 – 25% – VoD
DQ3 – 10% – AVSM OTT
DQ4 – 1% – NW/Video Mgt
PQ1 – 5% – VoIP/Mobile
PQ2 – 10% – IPTV
DQ5 – 20% – L2VPN
DQ6 Class Default – HSI
Очередь Сервис
1 2 Uncongested Traffic Congestion Traffic
Алгоритм работы Video Queue
3
Запрос к очереди разрешен
Запрос к очереди запрещен
Запрос к очереди перенаправлен
на другую очередь ECN to Server
© 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 98
Порт
VOD очередь BW = 2Gbps
Конфигурация VoD очереди : • Количество потоков = 400 • Средняя полоса на поток = 5 Mбит/c • Таймер неактивности = 30 сек
Default очередь BW = 2Gbps
Уже разрешено для 400 потоков по 5Mbps 2
Еще 100 потоков по 5Mbps 3
4
Не разрешено использование VOD очередь
Возможные действия: 1. Отбрасывание новых потоков
или 2. Назначение новой очереди 3. Генерация ECN
1
5
Генерация ECN (Explicit Congestion Notification) в сторону VOD сервера
Отбрасывание
Планируется в будущих релизах
Спасибо!