Catalyst 3000およびCatalyst 9000シリーズスイッチのAVBについて
内容
はじめに
このドキュメントでは、Catalyst 3650、3850、9300、および9500プラットフォームでのオーディオビデオブリッジ(AVB)の設定とトラブルシューティングの方法について説明します。
背景説明
従来、音声およびビデオ(AV)機器の導入は、アナログの単一目的のポイントツーポイント単方向リンクでした。デジタル伝送に移行した導入では、ポイントツーポイントの単方向リンクアーキテクチャが維持されていました。この専用接続モデルにより、管理や運用が困難なプロフェッショナルアプリケーションやコンシューマアプリケーションで大量のケーブル配線が発生しました。
この問題を解決するために複数のメカニズムが確認されましたが、そのすべてが非標準で、運用と導入が困難で、コストがかかり、柔軟性に欠けていました。イーサネットインフラストラクチャへの移行は、総所有コスト(TCO)を削減し、新しいサービスの透過的な統合を可能にすることに加えて、プロフェッショナルなAV機器のニーズに対応する手段と見なされていました。しかし、導入メカニズムには柔軟性と相互運用性がありませんでした。
イーサネットベースのAVの採用を促進し、より柔軟な導入を実現するために、IEEEはIEEE 802.1 Audio Video Bridging(AVB)標準を開発しました。この標準は、エンドポイントとネットワークが全体として機能し、コンシューマアプリケーション間の高品質なAVストリーミングを可能にするメカニズムを定義し、イーサネットインフラストラクチャ上でのプロフェッショナルなAV展開を可能にします。
ハードウェア/ソフトウェアのサポート
AVBは、ソフトウェアバージョンCisco IOS® XE Denali 16.3.x以降のCat3Kプラットフォームでサポートされています。Cat9kでは、Fuji-16.8.1aでAVB機能が導入されました。時間の経過とともに大幅な改善が行われているため、新しいソフトウェアバージョンにはAVB機能の拡張が含まれています。
次のプラットフォームはAVBをサポートしています。
| Catalyst 3650/3850 | Catalyst 9300 | Catalyst 9400 | Catalyst 9500 | |
| サポートされるSKU/PID |
|
|
|
|
AVアナログテクノロジー
| AVB |
ダンテ |
コブラネット |
|
| 標準 |
IEEE802.1(Audio/Video over Ethernet) |
独自(Audio over IP) |
独自仕様(Audio over Ethernet) |
| チャネル容量 |
10 Gbpsを超えるネットワークで最大のチャネル容量 |
1 Gbpsネットワークでの高いチャネル容量 |
100 Mbpsネットワークでの低チャネル容量 |
| クロック同期 |
IEEE802.1ASのgPTP すべてのデバイス（スイッチ、AVBエンドポイント）がgPTP対応である必要がある |
IEEE1588 DANTE対応デバイスはIEEE1588対応である必要がある |
独自仕様 |
| 遅延 |
2ミリ秒未満 |
2ミリ秒未満 |
5.33ミリ秒未満 多くのアプリケーションで高い |
| フレーム/パケット形式 |
レイヤ2イーサネットフレーム |
レイヤ3 IPパケット（ルーティング不可） |
レイヤ2イーサネットフレーム |
| 設定とインストール |
シンプル（異なるベンダーのコントローラソフトウェア） |
シンプル（DANTEのコントローラソフトウェア） |
複雑 |
| ライセンス料 |
N/A |
高コスト |
高コスト |
| ネットワークスイッチ/ルータ |
スイッチはAVBをサポートする必要がある QoSが自動的に設定される より優れたQoS機能 |
標準スイッチ QoSの手動設定 標準のVoice over IP(VoIP)Quality of Service(QoS)スイッチ機能の使用 |
標準スイッチ QoSの手動設定 |
AVB IEEE規格
IEEE 802.1 Audio Video Bridge(AVB)は、実際には4つのIEEE規格に準拠しています。つまり、AVBの問題が発生した場合は、各規格を考慮し、それに応じてトラブルシューティングを行う必要があります。
IEEE802.1AS(gPTP)
- Generalized Precision Time Protocol(gPTP)。
- 時間の影響を受けやすいアプリケーションのタイミングと同期：レイヤ2デバイス。
IEEE802.1Qat(MSRP)
- マルチストリーム予約プロトコル(MSRP)。
- リソース予約のためのエンドツーエンドのトラフィックアドミッション制御システム。
IEEE802.1Qav(QoS)
- Forwarding and Queuing for Time-Sensitive Streams（FQTSS；時間依存型ストリームのフォワーディングおよびキューイング）
- AVトラフィックのスケジューリングとシェーピング
IEEE802.1Qak(MVRP)
- 複数のVLAN登録プロトコル。
- VLAN情報の動的な設定と共有
AVBネットワークの用語
- AVB Talker:AVBストリームの送信元。
- AVBブリッジ/スイッチ。
- AVBリスナー： AVBストリームのコンシューマ。
- AVBストリーム：AVB送話者とリスナーの間で確立されたストリーム。
AVBトポロジ
AVBドメイン
AVB PTPドメイン
BMCAは、各リンクのプライマリクロックを選択するために使用され、最終的にはgPTPドメイン全体のグランドマスタークロックを選択します。グランドマスタークロックは、ドメイン全体のタイミングと同期を提供する役割を担っています。BMCAは、アナウンスメッセージを使用して各リンク上のポートのプライマリおよび下位の状態を選択するために使用されます。プライマリとして選択される最適クロックは、クロックの品質（安定性）やgPTPプライオリティなどの設定によって異なります。各ポートでローカルに実行され、自身のローカルデータセットと隣接デバイスからのアナウンスメッセージで受信したデータセットを比較して、リンク上の最適クロックを決定します。
- プライマリ：このポートは、パス上の時刻源です。
- 下位：このポートは、下位の状態にあるパス上のデバイスと同期します。
gPTP対応スイッチは、スイッチが介在していない直接接続されたポート間の遅延であるピアツーピア遅延を測定することによって、ピアがgPTP対応であるかどうかを判別します。この遅延測定メカニズムでは、メッセージタイプPdelay_Req、Pdelay_Resp、およびPdelay_Resp_Follow_Upが使用されます。これらのメッセージ交換に基づいて、ポートgPTP機能が決定されます。 プライマリと下位のクロック階層が確立されると、クロック同期プロセスが開始されます。
gPTPはIEEE1588v2に基づく
- これは1588v2で指定されたBMCAに似ていますが、ステートマシンではほとんど単純化されません
- Pre-primary状態がない(Primary状態になる前)。
- 外国原資格認定期間はありません。
- (従属状態に達する前の)キャリブレーションされていない状態は存在しません。
| gPTP |
IEEE1588v2 |
|
| トランスポート |
L2のみ |
レイヤ2/レイヤ3 |
| システムの混在 |
ネットワーク内に存在できるのは、時刻対応gPTPデバイスだけです |
PTPの時刻対応デバイスと時刻非対応デバイスが混在しても動作可能 |
| Domain |
1つのみ許可 |
複数の |
| 最適なプライマリクロック選択アルゴリズム |
ステートマシンの簡素化 |
プライマリ前の状態とキャリブレーションされていない状態がある |
| デバイスタイプ |
AVBエンドポイントとAVBスイッチ |
通常クロック、境界クロック、および透過クロック |
AVB MSRPドメイン(QoS)
Talker宣言は、予約の宛先MACアドレスにつながる可能性がある出力ポート経由で転送されます。リスナー宣言は、関連するTalker宣言を持つポートにのみ伝播されます（つまり、一致するストリームIDに基づく）。スイッチポートに関連付けられたTalker宣言が登録されていない場合、Listener宣言は伝播されません。
MSRP – アドバタイズ登録中の予約エラー
MSRP – 準備登録中の予約の失敗
MSRP – トーカーズ州
Talker Advertise（トーカー広告）：トーカーからのネットワークパス上で、帯域幅やその他のネットワーク上の制約に遭遇しなかったストリームに対する広告。
Talker Failed：帯域幅の制約または送話者からのパスのどこかでの制限により、リスナーが使用できないストリームに対するアドバタイズメント。
MSRP：リスナーの状態
Ready：このサブタイプは、少なくとも1つのリスナがリッスンしようとしていて、リソースを正常に予約したことを示します。また、リッスンしようとしているが、リソースを予約できなかったリスナは存在しないことを示します。
受信可失敗：このサブタイプは、少なくとも1つのリスナはリッスンしようとしていて、リソースを正常に予約しましたが、他のリスナは少なくとも1つリッスンしようとしていて、リソースを予約できなかったことを示します。
Asking Failed：このサブタイプは、少なくとも1つのリスナがリッスンしようとしていますが、リソースを予約できなかったが、リッスンを意図していてリソースの予約に成功したリスナが存在しなかったことを示します。
AVBアーキテクチャ：トラフィックのQoSクラス
8Qポリシーがサポートされています。Cat3K/Cat9Kでは、ポート単位の入力キューイングはサポートされていません。内部キューはAVB向けに微調整されており、スイッチ内のSRクラストラフィックにエンドツーエンドの優先処理を提供します（低遅延）。
制御トラフィックの例：OAM、シグナリング、ネットワーク制御、インターネットワーク制御
| ストリーム予約(SR)クラスA | ストリーム予約(SR)クラスB | 制御トラフィック | VoIP |
| 最優先 ワーストケース遅延2ミリ秒 COS 3 |
2番目に優先度が高い ワーストケース遅延50ミリ秒 COS 2 |
COS 6,7 |
COS 5 |
| マルチメディア | 取引データ | バルク/スカベンジャデータ | ベスト エフォート |
| COS 4 |
COS- |
COS 1 |
COS 0 |
IEEE802.1Qav - QoS入力リマーキング
- AVBストリームデータパケットは、着信フレームのPCP（優先制御ポイント）を使用してSRPトラフィッククラスに分類されます。
- 予約されたフローを保護するために、AVBスイッチは、非AVB参加者ポートがベストエフォート型トラフィックをSRPクラスキューに転送することを許可できません。
- この保護を実現するには、すべての非AVB参加ポート（SRPドメインエッジポート）で入力の再マーキングを行い、任意のSRPクラスに一致する着信PCPをベストエフォートPCPに変更する必要があります。
- ポートのSRPドメインのステータスが変更されるたびに（エッジかコアか）、この再マーキングを追加または削除する必要があります。
IEEE802.1Qav - QoS出力キュー
- SRクラスのトラフィックは、クレジットベースのトラフィックシェーパアルゴリズムをサポートする出力優先キューにマッピングされる
- AVBコアポートに対する、クラス単位およびポート単位の出力シェーパーレート（帯域幅予約に使用）の動的設定
- Cat3kの場合、スイッチが生成した制御トラフィック（つまりgPTP、MSRP）は、16.3.1リリースではベストエフォートキューにあります。これらは16.3.2リリース以降ではプライオリティキューに入っています。
AVBアーキテクチャ：帯域幅割り当ての設計
- SRクラスA + SRクラスBには、帯域幅の最大75 %が割り当てられます。
- SRクラスAでは、最大75 %の帯域幅が予約されます。
- SRクラスBは、SRクラスAで使用されない帯域幅を予約します。
- 帯域幅は、AVストリームに対して先着順で割り当てられます。
- AVBトラフィックを均等にスケジュールするハードウェアクレジットベースのシェーパー。
AVB MVRPドメイン
MVRPとは
- Multiple VLAN Registration Protocol(MVRP)は、MRP(Multiple Registration Protocol)に基づくアプリケーションで、VLANブリッジ型ネットワークのポートでのVLANの動的登録および登録解除をサポートします。MRPを使用して、ブリッジネットワーク内の各ブリッジの各ポートで、アトリビュートがデータベースに登録されることを宣言します。 MVRPが使用する実際の属性はVLAN IDです。ステーションまたは設定済みのブリッジポートが特定のVLAN IDのフレームを受信する必要がない場合は、宣言を行う（取り消す）ようにします。MVRPによってVLAN IDがブリッジポートに登録されている場合、ブリッジはそのVLAN IDのフレームをそのブリッジポートに送信する必要があることを認識します。
- MVRPを使用すると、AVBエンドポイントは、指定されたVLAN IDのフレームを受信する必要がある場合に宣言を行うことができます。
- MVRPを使用すると、AVBエンドポイントは、指定されたVLAN IDのフレームを受信する必要がない場合、宣言を取り消すことができます。
スイッチでMVRPが有効な場合
- エンドポイントからのMVRP VLAN宣言により、スイッチでのVLAN作成がトリガーされます。
- ポートには、3つの異なるMVRP登録モードがあります。
通常：VLANはデバイス宣言に基づいて動的に登録/登録解除されます。これは、MVRPがグローバルに有効な場合のポートの既定のモードです（mvrp登録標準）。
固定：ポートはすべてのMVRP宣言を無視します。静的に設定されたVLANは、MVRPによって動的にプルーニングされません。このモードは、MVRPに対応していないネットワークデバイスに接続されているインターフェイスに対して、ポートごとに設定できます（mvrp登録固定）。
Forbidden：ポートは着信するすべてのMVRPメッセージを無視し、VLANをプルーニングします（mvrp登録禁止）。
スイッチでMVRPが有効になっていない場合
AVBストリームで使用されることが予想されるすべての範囲のVLANを許可するように、トランクモードでスイッチを手動で設定します。
AVBフロー：まとめる
- MSRPは時間同期のためにgPTPを初期化します。
- MSRPはAVBスイッチポートのQoSポリシーを初期化します。
- リソースを確認するための送話者およびリスナー宣言を使用したMSRPシグナリング。帯域幅と上限遅延を保証する。
- QoS（シェーパー）は動的に調整されます。最大75 %の帯域幅がSRクラスA + SRクラスBに割り当てられます。
- MSRPはレイヤ2マルチキャストエントリを追加します。
- AVストリームが流れ始めます。
AVBコンポーネントの相互作用
Cat3kおよびCat9kスイッチのAVBのトラブルシューティング
AVBの設定
AVBの設定方法
ステップ 1： AVB機能とそれに対応するVLANを有効にします。
Cat3850# configure terminal Cat3850(config)# avb Cat3850(config)# vlan 2 Cat3850(config)# end
ステップ 2： AVB接続パスに沿ってスイッチインターフェイスをdot1qトランクポートとして設定します。
Cat3850# configure terminal Cat3850(config)# interface GigabitEthernet1/0/3 Cat3850(config-if)# switchport mode trunk Cat3850(config-if)# end Cat3850#
ステップ 3（オプション）： スイッチでMVRPを有効にして、ダイナミックVLAN伝達を有効にします。
Cat3850# configure terminal Cat3850(config)# mvrp global Cat3850(config)# vtp mode transparent Cat3850(config)# mvrp vlan create Cat3850(config)# end Cat3850#
ステップ 4（任意）： スイッチのPTPプライオリティを調整します。
Cat3850#configure terminal Cat3850(config)# ptp priority1 <0-255> Cat3850(config)# ptp priority2 <0-255> Cat3850(config)# end Cat3850#
MSRPによって自動的に追加される設定
AVBの階層型QoSのサポートは、Cisco XE Denali 16.3.2で導入されました。AVB階層型QoSポリシーは、2レベルの親子ポリシーです。AVB親ポリシーは、音声、ビデオトラフィックストリーム(SR-Class A、SR-Class B)、およびネットワーク制御パケットを標準のベストエフォートイーサネットトラフィック(Non-SR)から分離し、それに応じてストリームを管理します。
入力ポリシーのタイプ
SRクラスAのコアポートとSRクラスBの境界ポート（つまり、このポートで、MSRPはクラスAストリームに対してのみアドバタイズメントを受信し、BのすべてのトラフィックはCOS 0に再マーキングされますが、クラスAストリームのマーキングは保持されます）。
interface GigabitEthernet1/0/3 service-policy input AVB-Input-Policy-Remark-B service-policy output AVB-Output-Policy-Gi1/0/3
policy-map AVB-Input-Policy-Remark-B
class AVB-SR-B-CLASS <<< Parent Policy dynamycally generated (not user editable)
set cos 0 (set 0 for boundary & SR class B PCP value for core port)
class class-default
service-policy AVB-Input-Child-Policy <<< Child Policy (user editable)
SRクラスBのコアポートとSRクラスAの境界ポート（つまり、このポートで、MSRPはクラスBストリームに対してのみアドバタイズメントを受信し、AのすべてのトラフィックはCOS 0に再マーキングされますが、クラスBストリームのマーキングは保持されます）。
interface GigabitEthernet1/0/4 service-policy input AVB-Input-Policy-Remark-A service-policy output AVB-Output-Policy-Gi1/0/4
policy-map AVB-Input-Policy-Remark-A
class AVB-SR-A-CLASS <<< Parent Policy dynamycally generated (not user editable)
set cos 0 (set 0 for boundary & SR class A PCP value for core port)
class class-default
service-policy AVB-Input-Child-Policy <<< Child Policy (user editable)
SRクラスAおよびSRクラスBのコアポート（つまり、このポートで、MSRPはクラスAおよびBストリームのアドバタイズメントを受信したため、両方のストリームタイプの入力マーキングが保持されます）。
interface GigabitEthernet1/0/2 service-policy input AVB-Input-Policy-Remark-None service-policy output AVB-Output-Policy-Gi1/0/2
policy-map AVB-Input-Policy-Remark-None
class class-default
service-policy AVB-Input-Child-Policy <<< Child Policy (user editable)
SRクラスAおよびSRクラスBの境界ポート（このポートでは、MSRPはどのストリームのアドバタイズメントも受信せず、クラスAおよびクラスBのどちらのストリームも受信しなかったため、両方のストリームタイプの入力マーキングはCOS 0に再マーキングされます）。
interface GigabitEthernet1/0/1 service-policy input AVB-Input-Policy-Remark-AB service-policy output AVB-Output-Policy-Gi1/0/1
policy-map AVB-Input-Policy-Remark-AB
class AVB-SR-A-CLASS <<< Parent Policy dynamycally generated (not user editable)
set cos 0 (set 0 for boundary & SR class A PCP value for core port)
class AVB-SR-B-CLASS <<< Parent Policy dynamycally generated (not user editable)
set cos 0 (set 0 for boundary & SR class B PCP value for core port)
class class-default
service-policy AVB-Input-Child-Policy <<< Child Policy (user editable)
子ポリシーの入力（ユーザーが編集可能）
policy-map AVB-Input-Child-Policy class VOIP-DATA-CLASS set dscp EF class MULTIMEDIA-CONF-CLASS set dscp AF41 class BULK-DATA-CLASS set dscp AF11 class TRANSACTIONAL-DATA-CLASS set dscp AF21 class SCAVENGER-DATA-CLASS set dscp CS1 class SIGNALING-CLASS set dscp CS3 class class-default set dscp default
さまざまなタイプの出力ポリシー
出力ポリシーは、ポート単位でMSRPによって動的に設定されます。MSRPは、クラスAおよびBのポート帯域幅の最大75 %を動的に予約できます。残りの15 %は制御管理トラフィック用に静的に予約され、残りはオンデマンドでAVB-Output-Child-Policyで定義されたさまざまなトラフィックタイプに割り当てることができます。
policy-map AVB-Output-Policy-Gix/y/z
class AVB-SR-A-CLASS
priority level 1 (Shaper value based on stream registration)
class AVB-SR-B-CLASS
priority level 2 (Shaper value based on stream registration)
class CONTROL-MGMT-QUEUE
priority level 3 percent 15
class class-default
bandwidth remaining percent 100
queue-buffers ratio 80
service-policy AVB-Output-Child-Policy <<< Child Policy (user editable)
policy-map AVB-Output-Child-Policy
class VOIP-PRIORITY-QUEUE
bandwidth remaining percent 30
queue-buffers ratio 10
class MULTIMEDIA-CONFERENCING-STREAMING-QUEUE
bandwidth remaining percent 15
queue-limit dscp AF41 percent 80
queue-limit dscp AF31 percent 80
queue-limit dscp AF42 percent 90
queue-limit dscp AF32 percent 90
queue-buffers ratio 10
class TRANSACTIONAL-DATA-QUEUE
bandwidth remaining percent 15
queue-limit dscp AF21 percent 80
queue-limit dscp AF22 percent 90
queue-buffers ratio 10
class BULK-SCAVENGER-DATA-QUEUE
bandwidth remaining percent 15
queue-limit dscp AF11 percent 80
queue-limit dscp AF12 percent 90
queue-limit dscp CS1 percent 80
queue-buffers ratio 15
class class-default
bandwidth remaining percent 25
queue-buffers ratio 25
この例では、Gi1/0/6はSRクラスAのコアポートであり、SRクラスBの境界ポートです（つまり、このポートでは、クラスAストリームのアドバタイズメントのみを受信しています）。AVストリームに割り当てられる帯域幅は、合計ポート帯域幅の最大75 %に制限されます。この場合、ポートは1 Gbpsのリンク速度を自動ネゴシエートしているので、この帯域幅の最大75 %(750 Mbps)をクラスAおよびBストリーム用に予約できます。この場合.MSRPは動的にクラスAに71 %（約701 Mbps）、クラスBに0 %を予約しました。
ただし、インターフェイスに実際に接続されているQoSポリシーを確認すると、予約可能なBWの75 %から、71 %が実際にはクラスA（プライオリティレベル1）に割り当てられていますが、実際には、BWの小さな部分である1 %もクラスB（プライオリティレベル2）に割り当てられていることがわかります。予想通り、15 %がcontrol-mgmtトラフィック（プライオリティレベル3）に割り当てられ、残りの帯域幅はユーザが編集可能な出力子ポリシーに割り当てられました。
show msrp port interface Gi1/0/6
Port: Gi1/0/6 Admin: admin up Oper: up
MTU: 1500 Bandwidth: 1000000 Kbit/s DLY: 0 us mode: Trunk
gPTP status: Enabled, asCapable
Residence delay: 20000 ns
Peer delay: 84 ns (Updated Wed Nov 18 17:35:18.823)
AVB readyness state: Ready
Per-class value Class-A Class-B
-------------------------------------------------------
Tx srClassVID 2 2
Rx srClassVID 2 0
Domain State Core Boundary
VLAN STP State FWD FWD
Reservable BW (Kbit/s) 750000 0
Reserved BW (Kbit/s) 701504 0
Applied QOS BW (percent) 71 0
show policy-map interface Gi1/0/6
Service-policy output: AVB-Output-Policy-Gi1/0/6
<snip>
Class-map: AVB-SR-CLASS-A (match-any)
0 packets
Match: cos 3
Priority: 701504 kbps, burst bytes 17537600, <<< 71% of the reservable BW
Priority Level: 1
Class-map: AVB-SR-CLASS-B (match-any)
0 packets
Match: cos 2
Priority: 10000 kbps, burst bytes 250000, <<< 1% of the reservable BW
Priority Level: 2
Class-map: AVB-CONTROL-MGMT-QUEUE (match-any)
0 packets
Match: ip dscp cs2 (16)
0 packets, 0 bytes
5 minute rate 0 bps
Match: ip dscp cs3 (24)
0 packets, 0 bytes
5 minute rate 0 bps
Match: ip dscp cs6 (48)
0 packets, 0 bytes
5 minute rate 0 bps
Match: ip dscp cs7 (56)
0 packets, 0 bytes
5 minute rate 0 bps
Match: ip precedence 6
0 packets, 0 bytes
5 minute rate 0 bps
Match: ip precedence 7
0 packets, 0 bytes
5 minute rate 0 bps
Match: ip precedence 3
0 packets, 0 bytes
5 minute rate 0 bps
Match: ip precedence 2
0 packets, 0 bytes
5 minute rate 0 bps
Match: cos 6
0 packets, 0 bytes
5 minute rate 0 bps
Match: cos 7
0 packets, 0 bytes
5 minute rate 0 bps
Priority: 15% (150000 kbps), burst bytes 3750000, <<<< 15% of the total BW
Priority Level: 3
Class-map: class-default (match-any)
0 packets
Match: any
Queueing
(total drops) 0
(bytes output) 81167770686
bandwidth remaining 100% <<< all remaining BW got assigned to child policy
queue-buffers ratio 70
Service-policy : AVB-Output-Child-Policy
<snip>
AVBが正しく動作することの確認
トラブルシューティングは、次の5つの部分に分けて行う必要があります。
1. 関係するすべてのスイッチでAVBを適切に設定しましたか。
2. AVBの確認
3. MSRP(QoS)の確認
4. gPTPのチェック
5. MVRPの確認
AVBの考慮事項
<< show avb domain >>
- 各AVBストリーム（クラスAおよびクラスB）のポート数とタイプ
- 特定のクラスのコアとは、そのSRクラスのストリームアドバタイズメントがそのポートで受信されたことを意味します。
- Boundaryは、そのポートでそのSRクラスのアドバタイズメントが受信されなかったことを意味します。
- asCapableでない場合、そのポートではPTPがサポートされていません
- ポートは、両方のクラスのコアとして同時に使用できます。
- PCP = QoS Priority Code Point（プライオリティコードポイント）
- VID = AVBに使用されるVLAN-ID
Switch#show avb domain
AVB Class-A
Priority Code Point : 3
VLAN : 2
Core ports : 2
Boundary ports : 31
AVB Class-B
Priority Code Point : 2
VLAN : 2
Core ports : 0
Boundary ports : 33
--------------------------------------------------------------------------------
Interface State Delay PCP VID Information
--------------------------------------------------------------------------------
Te1/0/1 up 300ns
Class- A core 3 2
Class- B boundary 0 0
----
Te1/0/2 up N/A Port is not asCapable
----
Te1/0/3 up 284ns
Class- A core 3 2
Class- B boundary 0 0
----
Te1/0/4 down N/A Oper state not up
----
Te1/0/5 down N/A Oper state not up
----
Te1/0/6 down N/A Oper state not up
----
<< avbストリームを表示>>
- ストリームに関する関連情報（ストリームID、実際の帯域幅、着信および発信インターフェイス）。
- ポートは、そのポートに接続されているAVエンドポイントに応じて、一部のストリームでは送信側になり、その他のストリームでは受信側になります。
------------------ show avb stream ------------------
Stream ID: 0090.5E15.965A:65434 Incoming Interface: Te1/0/1
Destination : 91E0.F000.3470 <<<< AVB works with layer-2 multicast (least-significant bit of the first octet is on)
Class : A
Rank : 1
Bandwidth : 8192 Kbit/s
Outgoing Interfaces:
----------------------------------------------------------------------------
Interface State Time of Last Update Information
----------------------------------------------------------------------------
Te1/0/3 Ready Wed Jun 13 16:32:36.224
Stream ID: 0090.5E15.96D5:65436 Incoming Interface: Te1/0/3
Destination : 91E0.F000.0770
Class : A
Rank : 1
Bandwidth : 5120 Kbit/s
Outgoing Interfaces:
----------------------------------------------------------------------------
Interface State Time of Last Update Information
----------------------------------------------------------------------------
Te1/0/1 Ready Wed Jun 13 16:28:45.114
MSRPの考慮事項
<< show msrp streams >>
<< show msrp streams brief >>
<< show msrp streams stream-id # >>
- 各ストリームのMSRP予約中の各MSRPフェーズに関連する情報（Advertise、Fail、Ready、ReadyFailなど）。
------------------ show msrp streams ------------------
Legend: R = Registered, D = Declared.
--------------------------------------------------------------------------------
Stream ID Talker Listener
Advertise Fail Ready ReadyFail AskFail
R | D R | D R | D R | D R | D
--------------------------------------------------------------------------------
0090.5E15.965A:65434 1 | 1 0 | 0 1 | 1 0 | 0 0 | 0
0090.5E15.96D5:65436 1 | 1 0 | 0 1 | 1 0 | 0 0 | 0
0090.5E15.96D5:65534 1 | 1 0 | 0 1 | 1 0 | 0 0 | 0
------------------ show msrp streams brief ------------------
Legend: R = Registered, D = Declared.
--------------------------------------------------------------------------------
Stream ID Destination Bandwidth Talkers Listeners Fail
Address (Kbit/s) R | D R | D
--------------------------------------------------------------------------------
0090.5E15.965A:65434 91E0.F000.3470 8192 1 | 1 1 | 1 No
0090.5E15.96D5:65436 91E0.F000.0770 5120 1 | 1 1 | 1 No
0090.5E15.96D5:65534 91E0.F000.0770 3584 1 | 1 1 | 1 No
0090.5E1A.33E2:65534 0000.0000.0000 0 0 | 0 1 | 0 Yes <<< Listener is requesting for this stream but no Talker transmit
show msrp streams stream-id 65534 <<< non-working one (ASK Failed).
Legend: R = Registered, D = Declared.
--------------------------------------------------------------------------------
Stream ID Talker Listener
Advertise Fail Ready ReadyFail AskFail
R | D R | D R | D R | D R | D
--------------------------------------------------------------------------------
0090.5E1A.33E2:65534 0 | 0 0 | 0 0 | 0 0 | 0 1 | 0 <<< Listener request for the stream, but such stream is not transmitted by any talker
<snip>
<< show msrp port bandwidth >>
- AV-Streamsで使用できる予約可能な75 %の帯域幅のうち、実際にどれくらいの帯域幅がMSRPネゴシエーションに基づいてポートに割り当てられたか（この場合、SR-Class Aストリームではわずか2 %）。
------------------ show msrp port bandwidth ------------------ -------------------------------------------------------------------------------- Ethernet Capacity Assigned Available Reserved Interface (Kbit/s) A | B A | B A | B -------------------------------------------------------------------------------- Te1/0/1 1000000 75 | 0 73 | 73 2 | 0 Te1/0/2 1000000 75 | 0 75 | 75 0 | 0 Te1/0/3 1000000 75 | 0 73 | 73 2 | 0 Te1/0/4 1000000 75 | 0 75 | 75 0 | 0
<< show msrp port interface >>
Switch# sh msrp port int te1/0/1
Port: Te1/0/1 Admin: admin up Oper: up
MTU: 1500 Bandwidth: 1000000 Kbit/s DLY: 0 us mode: Trunk
gPTP status: Enabled, asCapable
Residence delay: 20000 ns
Peer delay: 295 ns (Updated Thu Apr 27 16:49:05.574)
AVB readyness state: Ready
Per-class value Class-A Class-B
-------------------------------------------------------
Tx srClassVID 2 2
Rx srClassVID 2 0
Domain State Core Boundary
VLAN STP State FWD FWD
Reservable BW (Kbit/s) 750000 0
Reserved BW (Kbit/s) 14720 0
Applied QOS BW (percent) 2 0
Switch# show msrp port interface gi 1/0/40 det
Port: Gi1/0/40 Admin: admin down Oper: down
Intf handle: 0x30 Intf index: 0x30
Location: 1/40, Handle: 0x1001000100000027
MTU: 1500 Bandwidth: 1000000 Kbit/s DLY: 0 us mode: Other
LastRxMAC: 0:90:5E:1A:F5:92
gPTP status: Enabled
AVB readyness state: Oper state not up
Per-class value Class-A Class-B
-------------------------------------------------------
Tx srClassVID 2 2
Rx srClassVID 2 0
Domain State Boundary Boundary <<< Interface is Down hence Boundary.
VLAN STP State BLK BLK
Reservable BW (Kbit/s) 750000 0
Reserved BW (Kbit/s) 0 0
Applied QOS BW (percent) 0 0
Registered Talker: count 0
Declared Talker: count 0
Registered Listener: count 1
Handle 0x1001000100001F97
Registered Listener, Listener Fail
Stream: 0090.5E1B.048D:65534, handle 1001000100001F96
Port handle 0x1001000100000027, vlan: 0
MRP: 0/0/60207669/0/0
<< show tech msrp >>
- 関連するすべてのMSRP出力を収集するため
Switch#show tech msrp
------------------ show clock ------------------
*10:32:56.410 UTC Thu Jun 13 2017
------------------ show version ------------------
Cisco IOS Software [Denali], Catalyst L3 Switch Software (CAT3K_CAA-UNIVERSALK9-M), Version 16.3.2, RELEASE SOFTWARE (fc4)
Technical Support: http://www.cisco.com/techsupport
Copyright (c) 1986-2016 by Cisco Systems, Inc.
Compiled Tue 08-Nov-16 17:31 by mcpre
Cisco IOS-XE software, Copyright (c) 2005-2016 by cisco Systems, Inc.
All rights reserved. Certain components of Cisco IOS-XE software are
licensed under the GNU General Public License ("GPL") Version 2.0. The
software code licensed under GPL Version 2.0 is free software that comes
with ABSOLUTELY NO WARRANTY. You can redistribute and/or modify such
GPL code under the terms of GPL Version 2.0. For more details, see the
documentation or "License Notice" file accompanying the IOS-XE software,
or the applicable URL provided on the flyer accompanying the IOS-XE
software.
<snip>
QOS の注意事項
- AVBネットワークは、時間依存型の音声およびビデオストリームの帯域幅と最小限界遅延を保証します。
- AVBは、送話者からリスナーへのトラフィックの最悪のケースの遅延目標に基づいて、クラスAおよびクラスBを時間に敏感なストリームとして定義します(プライオリティコードは、トラフィックを特定のストリームにマッピングし、クラスAにはCOS 3、クラスBにはCOS 2を指定します)。
- 2つのストリームの遅延目標を次に示します。
- SRクラスA:2ミリ秒
- SRクラスB:50 ms
PTPの考慮事項
- グランドマスタークロックの場所を確認して実行します（グランドマスタークロックは外部デバイスである可能性があることに注意してください）。
<< show ptp brief >>
- この出力では、Masterはこのポートが時刻のソース（プライマリ）であることを意味し、Subordinateは相手側からタイミングを受信していることを意味します(Faultyは何も接続されていないか、相手側がPTPをサポートしていないことを意味します)。スイッチ上のすべてのAVBポートがプライマリの場合、そのスイッチはグランドマスタークロックになります。
Switch#show ptp brief Interface Domain PTP State FortyGigabitEthernet1/1/1 0 FAULTY FortyGigabitEthernet1/1/2 0 FAULTY TenGigabitEthernet1/0/1 0 MASTER TenGigabitEthernet1/0/2 0 MASTER TenGigabitEthernet1/0/3 0 MASTER TenGigabitEthernet1/0/4 0 FAULTY TenGigabitEthernet1/0/5 0 FAULTY TenGigabitEthernet1/0/6 0 FAULTY TenGigabitEthernet1/0/7 0 FAULTY TenGigabitEthernet1/0/8 0 FAULTY TenGigabitEthernet1/0/9 0 FAULTY
<snip>
<< show ptp clock >>
- この出力はローカルPTP情報を提供します。
Switch#show ptp clock
PTP CLOCK INFO
PTP Device Type: Boundary clock
PTP Device Profile: IEEE 802/1AS Profile
Clock Identity: 0x2C:86:D2:FF:ED:AD:A6:0
Clock Domain: 0
Number of PTP ports: 34
PTP Packet priority: 4
Priority1: 2
Priority2: 2
Clock Quality:
Class: 248
Accuracy: Unknown
Offset (log variance): 16640
Offset From Master(ns): 0
Mean Path Delay(ns): 0
Steps Removed: 0
<< ptp親を表示>>
- グランドマスタークロックIDに関する情報を提供：
Switch# show ptp parent
PTP PARENT PROPERTIES
Parent Clock:
Parent Clock Identity: 0x2C:86:D2:FF:ED:AD:A6:0
Parent Port Number: 0
Observed Parent Offset (log variance): 16640
Observed Parent Clock Phase Change Rate: N/A
Grandmaster Clock:
Grandmaster Clock Identity: 0x2C:86:D2:FF:ED:AD:A6:0 <<< Local switch is the Grandmaster Clock of the domain
Grandmaster Clock Quality:
Class: 248
Accuracy: Unknown
Offset (log variance): 16640
Priority1: 2
Priority2: 2
<< show ptp port >>
<< show platform software fedスイッチアクティブptpインターフェイス>>
- これらの出力には、ネイバー伝搬遅延などの詳細なPTPポート情報が表示されます。
- 最初にネイバー伝搬遅延がチェックされ、この値が許容範囲内である場合のみ、リンクはAVB対応として昇格され、残りのプロセスが続きます。そうしないと、リンクはnot asCapable状態に設定され、AVBは機能しません。
- ネットワーク設計や要件に基づいて、ネイバー伝搬遅延を手動で設定できます。
PTPネイバー伝搬の遅延しきい値
Non-Working Port:
switch#show ptp port gi1/0/32
PTP PORT DATASET: GigabitEthernet1/0/32
Port identity: clock identity: 0xB0:90:7E:FF:FE:28:3C:0
Port identity: port number: 32
PTP version: 2
Port state: DISABLED
Delay request interval(log mean): 0
Announce receipt time out: 3
Neighbor prop delay(ns): -10900200825022 <<< The is an erroneous reading. Default to 800ns.
Announce interval(log mean): 0
Sync interval(log mean): -3
Delay Mechanism: Peer to Peer
Peer delay request interval(log mean): 0
Sync fault limit: 500000000
switch# show platform software fed switch active ptp interface gi1/0/32
Displaying port data for if_id 28
=======================================
Port Mac Address B0:90:7E:28:3C:20
Port Clock Identity B0:90:7E:FF:FE:28:3C:00
Port number 32
PTP Version 2
domain_value 0
Profile Type: : DOT1AS
dot1as capable: FALSE
sync_recpt_timeout_time_interval 375000000 nanoseconds
sync_interval 125000000 nanoseconds
compute_neighbor_rate_ratio: TRUE
neighbor_rate_ratio 0.999968
compute_neighbor_prop_delay: TRUE
neighbor_prop_delay 9223079830310536030 nanoseconds <<< Error reading
port_enabled: TRUE
ptt_port_enabled: TRUE
current_log_pdelay_req_interval 0
pdelay_req_interval 1000000000 nanoseconds
allowed_pdelay_lost_responses 3
is_measuring_delay : TRUE
neighbor_prop_delay_threshold 800 nanoseconds
Port state: : DISABLED
sync_seq_num 29999
num sync messages transmitted 903660
num followup messages transmitted 903628
num sync messages received 0
num followup messages received 0
num pdelay requests transmitted 161245
num pdelay responses received 161245
num pdelay followup responses received 161245
num pdelay requests received 161283
num pdelay responses transmitted 161283
num pdelay followup responses transmitted 160704
Working Port:
switch#show ptp port gi1/0/7
PTP PORT DATASET: GigabitEthernet1/0/7
Port identity: clock identity: 0xB0:90:7E:FF:FE:28:3C:0
Port identity: port number: 7
PTP version: 2
PTP port number: 7
PTP slot number: 1
Port state: MASTER
Delay request interval(log mean): 0
Announce receipt time out: 3
Neighbor prop delay(ns): 154
Announce interval(log mean): 0
Sync interval(log mean): -3
Delay Mechanism: Peer to Peer
Peer delay request interval(log mean): -3
Sync fault limit: 500000000
switch#sh platform software fed switch active ptp interface gi1/0/7
Displaying port data for if_id f
=======================================
Port Mac Address B0:90:7E:28:3C:07
Port Clock Identity B0:90:7E:FF:FE:28:3C:00
Port number 7
PTP Version 2
domain_value 0
Profile Type: : DOT1AS
dot1as capable: TRUE
sync_recpt_timeout_time_interval 375000000 nanoseconds
sync_interval 125000000 nanoseconds
compute_neighbor_rate_ratio: TRUE
neighbor_rate_ratio 1.000000
compute_neighbor_prop_delay: TRUE
neighbor_prop_delay 146 nanoseconds
port_enabled: TRUE
ptt_port_enabled: TRUE
current_log_pdelay_req_interval -3
pdelay_req_interval 0 nanoseconds
allowed_pdelay_lost_responses 3
is_measuring_delay : TRUE
neighbor_prop_delay_threshold 800 nanoseconds
Port state: : MASTER
sync_seq_num 41619
num sync messages transmitted 2748392
num followup messages transmitted 2748387
num sync messages received 0
num followup messages received 35
num pdelay requests transmitted 2746974
num pdelay responses received 2746927
num pdelay followup responses received 2746926
num pdelay requests received 2746348
num pdelay responses transmitted 2746348
num pdelay followup responses transmitted 2746345
MVRPの考慮事項
- MVRPはオプションです。AVBには、スイッチ上でVLANを手動で設定するだけで十分です（トランクモードのポート。通常、AVBにはVLAN 2が使用されます）。
- スイッチでMVRPが有効になっている場合、MVRPが動作するためにはVTPが無効モードまたはトランスペアレントモードである必要があります。
!
mvrp global
mvrp vlan create
!
!
<snip>
! ! vlan 2 avb ! !
vtp mode transparent
<< mvrpインターフェイスを表示>>
- この例では、switch1にvlan 17を手動で設定しました。その直後に、switch2のTe1/0/2に接続されているトランクインターフェイスGi1/0/1経由で、そのVLANに対するMVRP宣言の送信を開始することがわかります。
switch1(config)#vlan 17
switch1(config-vlan)#exit
switch1(config)#interface vlan 17
switch1(config-if)#
*Nov 10 10:48:40.155: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan17, changed state to up >>> configured vlan with interface.
switch1(config)#do sh mvrp interface Gi1/0/1
Port Status Registrar State
Gi1/0/1 on normal
Port Join Timeout Leave Timeout Leaveall Timeout Periodic
Timeout
Gi1/0/1 20 60 1000 100
Port Vlans Declared >>> Switch is sending Declarations for VLAN 17 over Gi1/0/1
Gi1/0/1 1,8,17
Port Vlans Registered >>> MVRP Registration available only for VLAN 1 and 8
Gi1/0/1 1,8
Port Vlans Registered and in Spanning Tree Forwarding State
Gi1/0/1 1,8
switch1(config)#do show interfaces trunk
Port Mode Encapsulation Status Native vlan
Gi1/0/1 on 802.1q trunking 1
Port Vlans allowed on trunk
Gi1/0/1 1-4094
Port Vlans allowed and active in management domain
Gi1/0/1 1-2,8,17,21-33,35-62,64-72,74-82,84-86,88-91,94-95,97-110,112-198,531-544,800-802,900-1000
Port Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Gi1/0/1 1,8 >>> Vlan 17 is Pruned because we have not received any Declaration from the neighboring device, hence this vlan is not registered in MVRP yet.
- 上に示した出力から、switch1は最近作成されたvlan 17に対してMVRP宣言を送信しているものの、そのvlanはまだMVRPにそのインターフェイスに登録されておらず、したがって、スイッチによってそのポートでプルーニングされていることがわかります。そのvlanの登録イベントがswitch1で完了していない原因としては、隣接デバイスのswitch2がそのvlanのMVRP宣言を送信していないことが考えられます(そのvlanがそのデバイスに存在しないか、switch2がMVRPを実行していないことが原因です)。
- この例では、ネイバーデバイスのswitch2がすでにMVRPを実行していますが、vlan 17のSVIはまだそこに作成されていないため、そのvlanのMVRP宣言を送信していませんでした。switch2でVLAN 17のSVIを作成するとすぐに、このVLANに対する宣言の送信が開始され、VLANはswitch1のMVRPに登録されます
### switch2
switch2(config)#do show mvrp interface Te1/0/2
Port Status Registrar State
Te1/0/2 on normal
Port Join Timeout Leave Timeout Leaveall Timeout Periodic
Timeout
Te1/0/2 20 60 1000 100
Port Vlans Declared
Te1/0/2 1,8 >>> we are not sending Declarations for vlan 17 to switch1
Port Vlans Registered
Te1/0/2 1,8,17 >>> we see the vlan getting registered and hence in forwarding state on this switch.
Port Vlans Registered and in Spanning Tree Forwarding State
Te1/0/2 1,8,17
switch2(config)#do show interfaces trunk
Port Mode Encapsulation Status Native vlan
Te1/0/2 on 802.1q trunking 1
Port Vlans allowed on trunk
Te1/0/2 1-4094
Port Vlans allowed and active in management domain
Te1/0/2 1,8,17
Port Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Te1/0/2 1,8,17 >>> vlan 17 is in forwarding state on switch2
switch2(config)#int vlan 17
switch2(config-if)#
*Nov 10 11:32:55.539: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan17, changed state to up
### switch1
switch1(config)#do sh mvrp interface Gi1/0/1
Port Status Registrar State
Gi1/0/1 on normal
Port Join Timeout Leave Timeout Leaveall Timeout Periodic
Timeout
Gi1/0/1 20 60 1000 100
Port Vlans Declared
Gi1/0/1 1,8,17
Port Vlans Registered
Gi1/0/1 1,8,17 >>> vlan 17 is now registered on switch1
Port Vlans Registered and in Spanning Tree Forwarding State
Gi1/0/1 1,8,17 >>> and in FWD state
switch1(config)#do show interfaces trunk
Port Mode Encapsulation Status Native vlan
Gi1/0/1 on 802.1q trunking 1
Port Vlans allowed on trunk
Gi1/0/1 1-4094
Port Vlans allowed and active in management domain
Gi1/0/1 1-2,8,17,21-33,35-62,64-72,74-82,84-86,88-91,94-95,97-110,112-198,531-544,800-802,900-1000
Port Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Gi1/0/1 1,8,17 >>> vlan 17 is in FWD state and no longer pruned
コマンドのリスト
— AVB検証コマンド –
#gptp show ptp brief show ptp clock show ptp parent
show ptp port <int_name>
show platform software fed switch active ptp interface <int_name> #avb show avb domain show avb stream #msrp show msrp streams
show msrp streams brief show msrp streams detail
show msrp streams stream-id <stream-id> show msrp port bandwidth
show msrp port interface <int_name>
show tech msrp #mvrp show mvrp summary
show mvrp interface <int_name> #QoS
show policy-map interface <int_name>
show interface <int_name> counter errors show platform hardware fed switch active qos queue config interface <int_name> show platform hardware fed switch active qos queue stats interface <int_name>
show platform hardware fed switch active fwd-asic resource tcam utilization
show tech qos
!!! Starting from Cisco IOS XE Denali 16.3.2, 'show running-config interface' command does not display any details of the AVB policy attached.
!!! You must use 'show policy-map interface' command to display all the details of the AVB policy attached to that port. #FED QoS show platform software fed switch active qos policy summary
show platform software fed switch active qos policy target interface <int_name>
関連情報
- エンタープライズネットワーク向けCisco Audio Video Bridgingの設計と導入（ホワイトペーパー）
https://www.cisco.com/c/dam/en/us/products/collateral/switches/catalyst-3850-series-switches/white-paper-c11-736890.pdf - Cat3Kスイッチでのオーディオビデオブリッジ
https://www.cisco.com/c/dam/en/us/products/collateral/switches/q-and-a-c67-737896.pdf - AVB製品ページ
https://www.cisco.com/c/en/us/products/switches/avb.html - Denali 16.3.xでのAVB設定ガイド
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/lan/catalyst3650/software/release/16-3/configuration_guide/b_163_consolidated_3650_cg/b_163_consolidated_3650_cg_chapter_010.html - Everest 16.6.xでのAVB設定ガイド
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/lan/catalyst3850/software/release/16-6/configuration_guide/avb/b_166_avb_3850_cg/b_165_avb_3850_cg_chapter_00.html - Fuji 16.9.xでのAVB設定ガイド
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/lan/catalyst9300/software/release/16-9/configuration_guide/avb/b_169_avb_9300_cg/audio_video___bridging.html - Gibraltar 16.10.xでのAVB設定ガイド
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/lan/catalyst9300/software/release/16-10/configuration_guide/avb/b_1610_avb_9300_cg/audio_video___bridging.html - Biampシステム：Cisco CatalystスイッチでのAVBの有効化
https://support.biamp.com/Tesira/AVB/Enabling_AVB_on_Cisco_Catalyst_Switches
更新履歴
| 改定 | 発行日 | コメント |
|---|---|---|
2.0 |
15-Oct-2021 |
追加のスタイル修正を追加 |
1.0 |
14-Dec-2020 |
初版 |
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