Como resolver o problema de alta utilização da CPU no switch?

A alta utilização da CPU em um switch pode afetar gravemente seu desempenho e causar interrupções na rede ou respostas lentas. Identificar a causa raiz e resolver o alto uso da CPU é crucial para manter o desempenho ideal do switch. Aqui está uma abordagem estruturada para solucionar esse problema:

1. Monitore a utilização da CPU ao longo do tempo

Rastreie padrões de uso: É essencial determinar se a alta utilização da CPU é um pico temporário ou um problema constante.

Utilize a CLI: Muitos switches permitem visualizar a utilização da CPU com comandos como:

Este comando mostra o uso da CPU ao longo do tempo, ajudando a identificar padrões ou horários de pico.

Solução: Monitore continuamente o uso da CPU para estabelecer se a alta utilização é um problema intermitente ou contínuo.

2. Identifique os grandes consumidores de CPU

Verifique os processos ativos: Use comandos CLI para identificar quais processos ou tarefas estão consumindo mais recursos da CPU. Para switches Cisco, o comando é:

Isso exibirá uma lista de processos e sua porcentagem de uso da CPU, permitindo identificar os culpados.

Processos comuns com muitos recursos:

--- Recálculos de STP (Spanning Tree Protocol)

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

--- Pesquisa SNMP

--- Altos níveis de tráfego de transmissão/multicast

Solução: Identifique os processos que estão usando mais recursos da CPU e concentre-se em resolvê-los.

3. Verifique se há tempestades na rede ou inundações de transmissão

Tempestades de transmissão: O tráfego excessivo de broadcast ou multicast pode causar alta utilização da CPU, sobrecarregando o switch com tráfego que ele deve processar.

Monitore os níveis de tráfego: Use ferramentas de monitoramento de rede ou a CLI para verificar altos níveis de tráfego de transmissão ou multicast:

Laços de rede: Um loop de rede pode causar tempestades de transmissão, consumindo os recursos do switch.

Use proteção BPDU/proteção de loop: Habilite BPDU Guard ou Loop Guard para evitar loops que levam a tempestades de transmissão.

Solução: Se tempestades de transmissão ou loops de rede forem detectados, implemente protocolos de controle de tempestade ou de detecção de loop (como STP) para conter tráfego excessivo.

4. Verifique as operações do Spanning Tree Protocol (STP)

Recálculos STP: Recálculos frequentes do Spanning Tree Protocol (STP) podem causar alta utilização da CPU, especialmente em topologias de rede grandes ou complexas.

Otimize a configuração do STP:

--- Use o Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) para reduzir o tempo necessário para recálculos.

--- Habilite o BPDU Guard para evitar recálculos desnecessários acionados por dispositivos não autorizados.

--- Verifique se há configurações incorretas ou links constantemente agitados que possam causar alterações frequentes na topologia.

Solução: Otimize as configurações de STP e garanta a estabilidade na rede para reduzir picos de CPU relacionados ao STP.

5. Revise a configuração do protocolo de roteamento

Protocolos de roteamento com uso intensivo de CPU: Se o switch estiver executando protocolos de roteamento dinâmico como OSPF, EIGRP ou BGP, configurações incorretas ou redes instáveis podem causar alto uso da CPU devido a recálculos constantes de rotas.

Otimizações da tabela de roteamento:

--- Limite o tamanho das tabelas de roteamento ou garanta que rotas desnecessárias não sejam propagadas.

--- Ajuste os temporizadores do protocolo para garantir que as atualizações de roteamento não sejam enviadas com muita frequência.

--- Revise o limite da CPU para operações de protocolo e ajuste-os se necessário.

Solução: Ajuste as configurações do protocolo de roteamento para garantir um processamento de rotas estável e evitar recálculos frequentes.

6. Monitore as taxas de pesquisa SNMP

Pesquisa SNMP frequente: Muitas consultas SNMP de ferramentas de monitoramento de rede podem sobrecarregar o switch e aumentar a utilização da CPU.

Ajuste os intervalos de pesquisa: Reduza a frequência da pesquisa SNMP ou limite o número de parâmetros que estão sendo pesquisados. A maioria dos softwares de monitoramento de rede permite configurar intervalos de pesquisa.

Use SNMP v2 ou v3: Se ainda estiver usando o SNMP v1, considere atualizar para o SNMP v2 ou v3 para uma coleta de dados mais eficiente.

Solução: Reduza as taxas de polling SNMP ou ajuste os intervalos de polling para evitar sobrecarregar o switch.

7. Gerenciar listas de controle de acesso (ACLs)

ACLs com uso intensivo de CPU: Listas de controle de acesso (ACLs) complexas ou ineficientes podem consumir recursos significativos da CPU, especialmente se forem aplicadas a interfaces de alto tráfego.

Otimize ACLs:

--- Consolide regras redundantes ou simplifique configurações de ACL.

--- Aplique ACLs a tráfego específico em vez de a todo o tráfego (use ACLs específicas de VLAN quando apropriado).

--- Use ACLs baseadas em hardware quando houver suporte para descarregar o processamento da CPU para os ASICs (Circuitos Integrados Específicos de Aplicativo) do switch.

Solução: Otimize as configurações de ACL para reduzir o impacto no uso da CPU.

8. Verifique se há sobrecarga de tráfego no plano de controle

Tráfego excessivo do avião de controle: O tráfego do plano de controle, como solicitações ARP, ICMP ou DHCP, pode levar ao alto uso da CPU se não for gerenciado adequadamente.

Policiamento do Plano de Controle (CoPP): Implemente o CoPP para limitar a quantidade de tráfego do plano de controle que a CPU deve processar. Isso permite controlar o tráfego legítimo enquanto filtra ou limita a taxa de tráfego excessivo ou malicioso.

Solução: Aplique CoPP para proteger a CPU do switch contra tráfego excessivo do plano de controle.

9. Verifique se há bugs de software ou vazamentos de memória

Problemas de firmware: Alguns switches podem sofrer bugs ou vazamentos de memória que podem levar à alta utilização da CPU. Verifique regularmente problemas conhecidos relacionados à versão do firmware do seu switch.

Atualizar firmware: Se a alta utilização da CPU estiver associada a um problema conhecido, a atualização para a versão de firmware mais recente geralmente pode resolver o problema.

Solução: Certifique-se de que o switch esteja executando o firmware mais recente para evitar bugs ou vazamentos de memória que causam alto uso da CPU.

10. Descarregue tarefas para hardware (se compatível)

Utilize ASIC: Switches com chips ASIC (Circuito Integrado Específico de Aplicativo) podem descarregar tarefas específicas da CPU, como roteamento ou processamento ACL, o que pode reduzir bastante a utilização da CPU.

Habilite o processamento baseado em hardware: Se o seu switch suportar, certifique-se de que recursos como ACLs, QoS e roteamento sejam processados pelo hardware em vez da CPU.

Solução: Utilize o descarregamento de hardware para reduzir a carga da CPU e otimizar o desempenho.

11. Monitore ameaças à segurança (ataques DDoS ou Flooding)

Ataques de inundação: Ataques de negação de serviço (DoS) ou negação de serviço distribuída (DDoS) podem inundar o switch com tráfego malicioso, sobrecarregando a CPU.

Análise de tráfego: Use ferramentas de monitoramento de rede para identificar padrões de tráfego incomuns que possam indicar um ataque.

Medidas de mitigação: Implemente recursos de segurança como Segurança Portuária, Listas de Controle de Acesso (ACLs) e Storm Control para mitigar esses ataques.

Solução: Use medidas de segurança para detectar e prevenir ataques DoS ou DDoS que podem causar alta utilização da CPU.

12. Reinicie o switch (último recurso)

CPU presa em estado de alta utilização: Se nenhuma das etapas acima resolver o problema, a reinicialização do switch poderá resolver temporariamente o problema.

Agendar reinicialização: Certifique-se de agendar a reinicialização durante uma janela de manutenção para minimizar a interrupção da rede.

Solução: Execute uma reinicialização do switch como último recurso se o alto uso da CPU persistir apesar de outras ações corretivas.

Resumo das etapas para resolver a alta utilização da CPU em um switch:

1.Monitore o uso da CPU: rastreie a utilização da CPU ao longo do tempo para identificar padrões.

2.Identificar processos com alta CPU: Use CLI para localizar processos que consomem mais CPU.

3.Controle de tempestades de rede: Implemente o controle de tempestades para mitigar tempestades de transmissão ou multicast.

4.Otimizar STP: Certifique-se de que as configurações de STP estejam otimizadas para reduzir recálculos.

5. Ajustar protocolos de roteamento: Ajuste as configurações do protocolo de roteamento dinâmico para reduzir recálculos de rota.

6.Gerenciar sondagem SNMP: Reduza os intervalos de sondagem SNMP para reduzir o consumo de recursos.

7.Simplifique ACLs: consolide ou transfira o processamento de ACL para o hardware.

8.Use CoPP: Limite o tráfego do plano de controle para evitar sobrecarga da CPU.

9.Atualizar firmware: aplique o firmware mais recente para corrigir problemas conhecidos ou vazamentos de memória.

10. Descarregar para hardware: Habilite o processamento baseado em hardware para determinadas tarefas.

11.Prevenir ataques DDoS: Use medidas de segurança para impedir o tráfego malicioso.

12.Reinicializar o switch (último recurso): Reinicialize o switch se outras soluções não funcionarem.

Seguindo essas etapas, você pode resolver ou mitigar a alta utilização da CPU em seu switch, garantindo que ele opere com eficiência e sem degradação de desempenho.