Как решить проблему высокой загрузки ЦП на коммутаторе?

Высокая загрузка ЦП коммутатора может серьезно повлиять на его производительность и привести к сбоям в работе сети или замедлению реакции. Выявление основной причины и устранение высокой загрузки ЦП имеет решающее значение для поддержания оптимальной производительности коммутатора. Вот структурированный подход к устранению неполадок и решению этой проблемы:

1. Мониторинг загрузки ЦП с течением времени

Отслеживайте шаблоны использования: Важно определить, является ли высокая загрузка ЦП временным скачком или постоянной проблемой.

Используйте интерфейс командной строки: Многие переключатели позволяют просматривать загрузку ЦП с помощью таких команд, как:

Эта команда показывает загрузку ЦП с течением времени, помогая выявить закономерности или время пиковой нагрузки.

Решение: Постоянно отслеживайте загрузку ЦП, чтобы определить, является ли высокая загрузка периодической или постоянной проблемой.

2. Определите потребителей с высокой загрузкой процессора

Проверьте активные процессы: Используйте команды CLI, чтобы определить, какие процессы или задачи потребляют больше всего ресурсов ЦП. Для коммутаторов Cisco команда выглядит следующим образом:

Отобразится список процессов и процент использования ими ЦП, что позволит вам точно определить виновников.

Распространенные ресурсоемкие процессы:

--- Перерасчеты STP (протокола связующего дерева)

--- Протоколы маршрутизации (например, OSPF, EIGRP)

--- SNMP-опрос

--- Высокий уровень широковещательного/многоадресного трафика

Решение: Определите процессы, которые используют больше всего ресурсов ЦП, и сосредоточьтесь на их решении.

3. Проверьте наличие сетевых штормов или широковещательного флуда.

Трансляция штормов: Чрезмерный широковещательный или многоадресный трафик может привести к высокой загрузке ЦП из-за перегрузки коммутатора трафиком, который он должен обработать.

Мониторинг уровня трафика: Используйте инструменты мониторинга сети или интерфейс командной строки, чтобы проверить высокий уровень широковещательного или многоадресного трафика:

Сетевые петли: Сетевая петля может вызвать широковещательные штормы, потребляющие ресурсы коммутатора.

Используйте BPDU Guard/Loop Guard: Включите BPDU Guard или Loop Guard, чтобы предотвратить образование петель, приводящих к широковещательным штормам.

Решение: Если обнаружены широковещательные штормы или сетевые петли, внедрите протоколы управления штормами или обнаружения петель (например, STP), чтобы ограничить чрезмерный трафик.

4. Проверьте работу протокола связующего дерева (STP).

Перерасчеты СТП: Частые перерасчеты протокола связующего дерева (STP) могут привести к высокой загрузке ЦП, особенно в больших или сложных сетевых топологиях.

Оптимизация конфигурации STP:

--- Используйте протокол быстрого связующего дерева (RSTP), чтобы сократить время, необходимое для перерасчетов.

--- Включите BPDU Guard, чтобы предотвратить ненужные перерасчеты, вызванные неавторизованными устройствами.

--- Проверьте наличие неправильных конфигураций или постоянно изменяющихся ссылок, которые могут привести к частым изменениям топологии.

Решение: Оптимизируйте настройки STP и обеспечьте стабильность сети, чтобы уменьшить пиковые нагрузки ЦП, связанные с STP.

5. Просмотрите конфигурацию протокола маршрутизации.

Протоколы маршрутизации с интенсивным использованием ЦП: Если коммутатор использует протоколы динамической маршрутизации, такие как OSPF, EIGRP или BGP, неправильные конфигурации или нестабильные сети могут привести к высокой загрузке ЦП из-за постоянного перерасчета маршрутов.

Оптимизация таблицы маршрутизации:

--- Ограничьте размер таблиц маршрутизации или убедитесь, что ненужные маршруты не распространяются.

--- Настройте таймеры протокола, чтобы обновления маршрутизации не отправлялись слишком часто.

--- Проверьте пороговое значение ЦП для операций протокола и при необходимости отрегулируйте его.

Решение: Настройте конфигурации протокола маршрутизации, чтобы обеспечить стабильную обработку маршрутов и избежать частых перерасчетов.

6. Мониторинг частоты опроса SNMP

Частый опрос SNMP: Слишком большое количество запросов SNMP от инструментов сетевого мониторинга может привести к перегрузке коммутатора и увеличению загрузки ЦП.

Настройте интервалы опроса: Уменьшите частоту опроса SNMP или ограничьте количество опрашиваемых параметров. Большинство программ для мониторинга сети позволяют настраивать интервалы опроса.

Используйте SNMP v2 или v3: Если вы все еще используете SNMP v1, рассмотрите возможность обновления до SNMP v2 или v3 для более эффективного сбора данных.

Решение: Уменьшите частоту опроса SNMP или настройте интервалы опроса, чтобы предотвратить перегрузку коммутатора.

7. Управление списками контроля доступа (ACL)

ACL с интенсивным использованием процессора: Сложные или неэффективные списки управления доступом (ACL) могут потреблять значительные ресурсы ЦП, особенно если они применяются к интерфейсам с высоким трафиком.

Оптимизируйте списки ACL:

--- Объедините избыточные правила или упростите конфигурации ACL.

--- Применяйте списки ACL к конкретному трафику, а не ко всему трафику (при необходимости используйте списки ACL для конкретной VLAN).

--- Используйте аппаратные списки ACL, если они поддерживаются, для разгрузки обработки с ЦП на ASIC коммутатора (интегральные схемы для конкретных приложений).

Решение: Оптимизируйте конфигурации ACL, чтобы уменьшить их влияние на загрузку ЦП.

8. Проверьте перегрузку трафика плоскости управления.

Чрезмерный трафик плоскости управления: Трафик плоскости управления, такой как запросы ARP, ICMP или DHCP, может привести к высокой загрузке ЦП, если не управлять им должным образом.

Контроль плоскости управления (CoPP): Внедрите CoPP, чтобы ограничить объем трафика плоскости управления, который должен обрабатывать ЦП. Это позволяет законно контролировать трафик, фильтруя или ограничивая скорость чрезмерного или вредоносного трафика.

Решение: Примените CoPP, чтобы защитить ЦП коммутатора от чрезмерного трафика плоскости управления.

9. Проверьте наличие ошибок программного обеспечения или утечек памяти.

Проблемы с прошивкой: Некоторые коммутаторы могут страдать от ошибок или утечек памяти, которые могут привести к высокой загрузке ЦП. Регулярно проверяйте наличие известных проблем, связанных с версией прошивки вашего коммутатора.

Обновить прошивку: Если высокая загрузка ЦП связана с известной проблемой, обновление прошивки до последней версии часто может решить проблему.

Решение: Убедитесь, что на коммутаторе установлена последняя версия встроенного ПО, чтобы избежать ошибок или утечек памяти, вызывающих высокую загрузку ЦП.

10. Выгрузка задач на оборудование (если поддерживается)

Используйте ASIC: Коммутаторы с микросхемами ASIC (интегральная схема для конкретных приложений) могут разгрузить ЦП определенные задачи, такие как маршрутизация или обработка ACL, что может значительно снизить загрузку ЦП.

Включите аппаратную обработку: Если ваш коммутатор поддерживает эту функцию, убедитесь, что такие функции, как списки ACL, QoS и маршрутизация, обрабатываются аппаратным обеспечением, а не ЦП.

Решение: Используйте аппаратную разгрузку, чтобы снизить нагрузку на процессор и оптимизировать производительность.

11. Мониторинг угроз безопасности (DDoS или флуд-атаки)

Наводнения: Атаки типа «отказ в обслуживании» (DoS) или «распределенный отказ в обслуживании» (DDoS) могут привести к переполнению коммутатора вредоносным трафиком, перегружающим процессор.

Анализ трафика: Используйте инструменты мониторинга сети для выявления необычных моделей трафика, которые могут указывать на атаку.

Меры по смягчению последствий: Внедрите функции безопасности, такие как безопасность портов, списки управления доступом (ACL) и Storm Control, чтобы смягчить эти атаки.

Решение: Используйте меры безопасности для обнаружения и предотвращения DoS-атак или DDoS-атак, которые могут привести к высокой загрузке ЦП.

12. Перезагрузите коммутатор (последнее средство).

ЦП завис в состоянии высокой загрузки: Если ни один из вышеперечисленных шагов не помог решить проблему, перезагрузка коммутатора может временно устранить проблему.

Расписание перезагрузки: Обязательно запланируйте перезагрузку во время периода обслуживания, чтобы свести к минимуму нарушение работы сети.

Решение: Выполните перезагрузку коммутатора в крайнем случае, если высокая загрузка ЦП сохраняется, несмотря на другие корректирующие действия.

Краткое описание действий по решению проблемы высокой загрузки ЦП на коммутаторе:

1. Мониторинг использования ЦП: отслеживайте загрузку ЦП с течением времени, чтобы выявить закономерности.

2.Определите процессы с высокой загрузкой ЦП. Используйте интерфейс командной строки, чтобы найти процессы, потребляющие больше всего ЦП.

3. Контролируйте сетевые штормы. Внедрите контроль штормов для смягчения широковещательных или многоадресных штормов.

4.Оптимизация STP: убедитесь, что настройки STP оптимизированы, чтобы уменьшить количество перерасчетов.

5.Настройте протоколы маршрутизации: настройте конфигурации протоколов динамической маршрутизации, чтобы уменьшить количество перерасчетов маршрутов.

6.Управление опросом SNMP. Уменьшите интервалы опроса SNMP, чтобы снизить потребление ресурсов.

7. Упростите списки ACL. Консолидируйте или перенесите обработку ACL на аппаратное обеспечение.

8. Используйте CoPP: Ограничьте трафик плоскости управления, чтобы предотвратить перегрузку ЦП.

9.Обновление прошивки: установите последнюю версию прошивки, чтобы устранить известные проблемы или утечки памяти.

10. Разгрузка на оборудование. Включите аппаратную обработку для определенных задач.

11. Предотвратите DDoS-атаки: используйте меры безопасности, чтобы остановить вредоносный трафик.

12. Перезагрузите коммутатор (последнее средство): перезагрузите коммутатор, если другие решения не работают.

Выполнив эти действия, вы сможете устранить или снизить высокую загрузку ЦП вашего коммутатора, гарантируя его эффективную работу без снижения производительности.