¿Cómo resolver el problema de la alta utilización de CPU en el conmutador?

La utilización elevada de la CPU en un conmutador puede afectar gravemente su rendimiento y provocar interrupciones en la red o respuestas lentas. Identificar la causa raíz y resolver el uso elevado de la CPU es fundamental para mantener un rendimiento óptimo del switch. A continuación se presenta un enfoque estructurado para solucionar y resolver este problema:

1. Supervisar la utilización de la CPU a lo largo del tiempo

Seguimiento de patrones de uso: Es esencial determinar si la alta utilización de la CPU es un pico temporal o un problema constante.

Utilice la CLI: Muchos conmutadores le permiten ver la utilización de la CPU con comandos como:

Este comando muestra el uso de la CPU a lo largo del tiempo, lo que le ayuda a identificar patrones u horas pico.

Solución: Supervise continuamente el uso de la CPU para establecer si la alta utilización es un problema intermitente o continuo.

2. Identificar los consumidores de CPU elevados

Verificar procesos activos: Utilice comandos CLI para identificar qué procesos o tareas consumen la mayor cantidad de recursos de CPU. Para los conmutadores Cisco, el comando es:

Esto mostrará una lista de procesos y su porcentaje de uso de CPU, lo que le permitirá identificar a los culpables.

Procesos comunes que requieren muchos recursos:

--- Recálculos de STP (Protocolo de árbol de expansión)

--- Protocolos de enrutamiento (como OSPF, EIGRP)

--- sondeo SNMP

--- Altos niveles de tráfico de difusión/multidifusión

Solución: Identifique los procesos que utilizan la mayor cantidad de recursos de CPU y concéntrese en abordarlos.

3. Verifique si hay tormentas en la red o inundaciones de transmisión

Tormentas transmitidas: El tráfico de difusión o multidifusión excesivo puede provocar una alta utilización de la CPU al saturar el conmutador con el tráfico que debe procesar.

Monitorear los niveles de tráfico: Utilice herramientas de monitoreo de red o la CLI para verificar si hay altos niveles de tráfico de transmisión o multidifusión:

Bucles de red: Un bucle de red puede provocar tormentas de transmisión y consumir los recursos del conmutador.

Utilice protección BPDU/protección de bucle: Habilite BPDU Guard o Loop Guard para evitar bucles que provoquen tormentas de transmisión.

Solución: Si se detectan tormentas de transmisión o bucles de red, implemente protocolos de control de tormentas o detección de bucles (como STP) para contener el tráfico excesivo.

4. Verifique las operaciones del protocolo de árbol de expansión (STP)

Recálculos de STP: Los recálculos frecuentes del protocolo de árbol de expansión (STP) pueden causar una alta utilización de la CPU, especialmente en topologías de red grandes o complejas.

Optimice la configuración de STP:

--- Utilice el protocolo de árbol de expansión rápida (RSTP) para reducir el tiempo necesario para los recálculos.

--- Habilite BPDU Guard para evitar recálculos innecesarios activados por dispositivos no autorizados.

--- Verifique si hay configuraciones erróneas o enlaces que se mueven constantemente que pueden causar cambios frecuentes de topología.

Solución: Optimice la configuración de STP y garantice la estabilidad en la red para reducir los picos de CPU relacionados con STP.

5. Revisar la configuración del protocolo de enrutamiento

Protocolos de enrutamiento con uso intensivo de CPU: Si el conmutador ejecuta protocolos de enrutamiento dinámico como OSPF, EIGRP o BGP, las configuraciones incorrectas o las redes inestables pueden causar un uso elevado de la CPU debido a los constantes recálculos de ruta.

Optimizaciones de la tabla de enrutamiento:

--- Limite el tamaño de las tablas de enrutamiento o asegúrese de que no se propaguen rutas innecesarias.

--- Ajuste los temporizadores del protocolo para garantizar que las actualizaciones de enrutamiento no se envíen con demasiada frecuencia.

--- Revise el umbral de CPU para las operaciones de protocolo y ajústelos si es necesario.

Solución: Ajuste las configuraciones del protocolo de enrutamiento para garantizar un procesamiento de ruta estable y evitar recálculos frecuentes.

6. Supervisar las tasas de sondeo SNMP

Sondeo SNMP frecuente: Demasiadas consultas SNMP de herramientas de monitoreo de red pueden saturar el conmutador y aumentar la utilización de la CPU.

Ajustar los intervalos de sondeo: Reduzca la frecuencia del sondeo SNMP o limite la cantidad de parámetros que se sondean. La mayoría del software de monitoreo de red le permite configurar intervalos de sondeo.

Utilice SNMP v2 o v3: Si todavía utiliza SNMP v1, considere actualizar a SNMP v2 o v3 para una recopilación de datos más eficiente.

Solución: Reduzca las tasas de sondeo SNMP o ajuste los intervalos de sondeo para evitar sobrecargar el conmutador.

7. Administrar listas de control de acceso (ACL)

ACL con uso intensivo de CPU: Las listas de control de acceso (ACL) complejas o ineficientes pueden consumir importantes recursos de CPU, especialmente si se aplican a interfaces de alto tráfico.

Optimice las ACL:

--- Consolide reglas redundantes o simplifique las configuraciones de ACL.

--- Aplique ACL a tráfico específico en lugar de a todo el tráfico (use ACL específicas de VLAN cuando corresponda).

--- Utilice ACL basadas en hardware cuando sean compatibles para descargar el procesamiento desde la CPU a los ASIC (circuitos integrados de aplicación específicos) del conmutador.

Solución: Optimice las configuraciones de ACL para reducir su impacto en el uso de la CPU.

8. Verifique la sobrecarga del tráfico del avión de control

Tráfico excesivo de aviones de control: El tráfico del plano de control, como las solicitudes ARP, ICMP o DHCP, puede provocar un uso elevado de la CPU si no se gestiona adecuadamente.

Vigilancia del plano de control (CoPP): Implemente CoPP para limitar la cantidad de tráfico del plano de control que debe procesar la CPU. Esto permite controlar el tráfico legítimo mientras filtra o limita el tráfico excesivo o malicioso.

Solución: Aplique CoPP para proteger la CPU del conmutador del tráfico excesivo del plano de control.

9. Compruebe si hay errores de software o pérdidas de memoria

Problemas de firmware: Algunos conmutadores pueden sufrir errores o pérdidas de memoria que pueden provocar una alta utilización de la CPU. Verifique periódicamente si hay problemas conocidos relacionados con la versión de firmware de su conmutador.

Actualizar firmware: Si la alta utilización de la CPU está relacionada con un problema conocido, la actualización a la última versión del firmware a menudo puede resolver el problema.

Solución: Asegúrese de que el conmutador esté ejecutando el firmware más reciente para evitar errores o pérdidas de memoria que causen un uso elevado de la CPU.

10. Descargar tareas al hardware (si es compatible)

Utilice ASIC: Los conmutadores con chips ASIC (circuito integrado de aplicación específica) pueden descargar tareas específicas de la CPU, como el enrutamiento o el procesamiento ACL, lo que puede reducir en gran medida la utilización de la CPU.

Habilite el procesamiento basado en hardware: Si su conmutador lo admite, asegúrese de que funciones como ACL, QoS y enrutamiento sean procesadas por el hardware en lugar de por la CPU.

Solución: Utilice la descarga de hardware para reducir la carga de la CPU y optimizar el rendimiento.

11. Supervisar las amenazas a la seguridad (DDoS o ataques de inundación)

Ataques de inundaciones: Los ataques de denegación de servicio (DoS) o de denegación de servicio distribuido (DDoS) pueden inundar el conmutador con tráfico malicioso, abrumando la CPU.

Análisis de tráfico: Utilice herramientas de monitoreo de red para identificar patrones de tráfico inusuales que podrían indicar un ataque.

Medidas de mitigación: Implemente funciones de seguridad como seguridad portuaria, listas de control de acceso (ACL) y control de tormentas para mitigar estos ataques.

Solución: Utilice medidas de seguridad para detectar y prevenir ataques DoS o DDoS que pueden provocar un uso elevado de la CPU.

12. Reinicie el Switch (último recurso)

CPU atascada en un estado de alta utilización: Si ninguno de los pasos anteriores resuelve el problema, un reinicio del conmutador puede solucionarlo temporalmente.

Programar reinicio: Asegúrese de programar el reinicio durante un período de mantenimiento para minimizar las interrupciones en la red.

Solución: Realice un reinicio del conmutador como último recurso si persiste el uso elevado de la CPU a pesar de otras acciones correctivas.

Resumen de pasos para resolver el uso elevado de CPU en un conmutador:

1.Monitorear el uso de la CPU: realice un seguimiento de la utilización de la CPU a lo largo del tiempo para identificar patrones.

2.Identifique procesos con alto consumo de CPU: utilice CLI para localizar los procesos que consumen la mayor cantidad de CPU.

3.Controlar tormentas en la red: implementar control de tormentas para mitigar las tormentas de transmisión o multidifusión.

4.Optimizar STP: asegúrese de que la configuración de STP esté optimizada para reducir los recálculos.

5.Ajuste los protocolos de enrutamiento: ajuste las configuraciones del protocolo de enrutamiento dinámico para reducir los recálculos de rutas.

6.Administre el sondeo SNMP: reduzca los intervalos de sondeo SNMP para reducir el consumo de recursos.

7.Simplifique las ACL: consolide o descargue el procesamiento de ACL al hardware.

8.Utilice CoPP: limite el tráfico del plano de control para evitar la sobrecarga de la CPU.

9.Actualizar firmware: aplique el firmware más reciente para solucionar problemas conocidos o pérdidas de memoria.

10.Descargar al hardware: habilite el procesamiento basado en hardware para determinadas tareas.

11.Prevenga ataques DDoS: utilice medidas de seguridad para detener el tráfico malicioso.

12.Reinicie el conmutador (último recurso): reinicie el conmutador si otras soluciones no funcionan.

Si sigue estos pasos, puede resolver o mitigar el uso elevado de CPU en su conmutador, asegurándose de que funcione de manera eficiente y sin degradación del rendimiento.