非同期転送モード(ATM) : 相手先固定接続(PVC)と相手先選択接続(SVC)

GSR および 7500 シリーズにおける、ATM インターフェイスでのブリッジド スタイル PVC の設定

2014 年 2 月 19 日 - ライター翻訳版
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目次

概要
ブリッジド スタイル PVC について
ブリッジド スタイル PVC と RBE との比較
サポートされているハードウェアとソフトウェア
制約事項
ネットワーク ダイアグラム
設定
show および debug コマンド
関連するシスコ サポート コミュニティ ディスカッション
関連情報

概要

Cisco IOS(R) ソフトウェア リリース 12.0S および 11.2GS は、インターネット バックボーンにおいて、7200 シリーズ、7500 シリーズ、Gigabit Switch Router(GSR; ギガビット スイッチ ルータ)で動作するように設計されています。 そのため、これらのリリースは、Internet Service Provider(ISP; インターネット サービス プロバイダー)の業界に、強固な IP ルーティングと高度な IP サービスを提供します。 ただし、トランスペアレント ブリッジングやソースルート ブリッシングなどの完全なブリッジング プロトコルはサポート対象外で、Integrated Routing and Bridging(IRB)もサポートしていません。

Bridged-style Permanent Virtual Circuit(BPVC)機能の目的は、S リリースが動作しているシスコのハイエンド ルータの ATM インターフェイスを、エッジまたは集約の目的で使用できるようにして、ブリッジド フォーマットの RFC 1483 PDU のみをサポートしている Catalyst スイッチまたは別のリモート デバイスに接続できるようにすることです。 この文書では、BPVC の設定例を紹介します。

BPVC は、GSR 用の 4xOC3 および 1xOC12 ATM ライン カードと、7500 シリーズ用の PA-A3-T3/E3/OC3 でサポートされています。 GSR では 11.2GS 群または 12.0S 群のみが動作するため、BPVC のみをサポートしています。 7500 シリーズでは、S 群以外の Cisco IOS メインライン リリースおよびテクノロジー リリースが動作するため、BPVC だけでなく、IRB およびルートブリッジ カプセル化をサポートしています。

ブリッジド スタイル PVC について

ブリッジド スタイル PVC の機能の別名としては、ATM ハーフ ブリッジング、1483 ブリッジド スタイル PVC、および show atm vc 出力の「1483-half-bridged-encap」があります。 1483 は RFC 1483 のことで、RFC 1483 は、ATM バックボーン上での転送に関して、ブリッジド イーサネット フレームを含む、上位レイヤの Protocol Data Unit(PDU; プロトコル データ ユニット)をカプセル化する方法を定義します。 RFC 1483 は、ブリッジド フォーマットの PDU とルーテッド フォーマットの PDU を定義し、これらは、Logical Link Control(LLC; 論理リンク制御副層)/Subnetwork Access Protocol(SNAP; サブネットワーク アクセス プロトコル)ヘッダーの一意の値で識別されます。 次の図は、ブリッジド フォーマットの PDU を示しています。

図 1-1: ブリッジド フォーマットの RFC 1483 イーサネット フレーム

               +-------------------------------+
               |       LLC  0xAA-AA-03         |
               +-------------------------------+
               |        OUI 0x00-80-C2         |
               +-------------------------------+
               |           PID 0x00-07         |
               +-------------------------------+
               |         PAD 0x00-00           |
               +-------------------------------+
               |        MAC 宛先アドレス        |
               +-------------------------------+
               |                               |
               |    (MAC フレームの残り部分)   |
               |                               |
               +-------------------------------+
 

BPVC は、ブリッジド フォーマットを使用したパケットを受け入れます。 ただし、パケットはブリッジング コードを通過しません。 代わりに、ルータは BPVC がパケットに関するルーティングの決定を行うと想定します。

BPVC を使用して設定された ATM インターフェイスは、イーサネット LAN から発信されたパケットを、次のように処理します。

  1. LLC/SNAP ヘッダー(特に LLC、OUI、PID および PAD フィールド)を削除し、イーサネット フレームのみを残します。
  2. イーサネット フレーム ヘッダーの宛先 MAC アドレスを検証して、ルータの ATM インターフェイスの MAC アドレスと照合します。

  3.  
  4. 確認されれば、宛先 IP アドレスに基づいて IP パケットがルーティングされます。ルーティング不能であるパケットは破棄されます。
ブリッジド スタイル インターフェイスは、イーサネット LAN が宛先であるパケットを、次のように処理します。
  1. パケットの宛先 IP アドレスを調べます。 ルータは、そのパケットの宛先インターフェイスを決定するため、IP ルーティング テーブルと、Cisco Express Forwarding(CEF)の Forwarding Information Base(FIB; 転送情報ベース)を参照します。

  2.  
  3. ルータは、イーサネット ヘッダーに位置する宛先 MAC アドレスの、ARP テーブルと隣接関係テーブルをチェックします。

  4.  
  5. 見つからない場合は、ルータは宛先 IP アドレスに関する ARP 要求を生成します。

  6.  
  7. ARP 要求は、宛先インターフェイスのみに転送されます。

  8.  
  9. ARP 応答を使用して、CEF 隣接関係テーブルと ARP テーブルを作成します。

  10.  
  11. ルータは、IP ペイロードの前にイーサネット MAC ヘッダーと ATM LLC/SNAP ヘッダーを挿入し、パケットを送信します。
発信元と宛先がイーサネット ユーザであるパケットに関しては、ルータは各パケットに対してルーティング転送ロジックのみを適用します。 パケットには、レイヤ 2 のルックアップは必要ありません。  show bridge コマンドを使用すると、無効な入力メッセージが返されます。
GSR#sh bridge
          ^
% Invalid input detected at '^' marker.
注:パケットの IP プレフィクスが FIB のエントリに一致しても、隣接関係テーブルのエントリに一致しない場合は、着信パケットは GSR の Route Processor(RP; ルート プロセッサ)に転送されます。 着信パケットにより、RP は ARP 要求を送信します。 ARP 応答を受信した後は、RP FIB および RP ATM ドライバによって、隣接関係が作成され、その隣接関係をすべてのライン カードに入力します。

ブリッジド スタイル PVC と RBE との比較

BPVC だけでなく、Cisco IOS はもう 1 つのプロトコルをサポートしています。このプロトコルは、ブリッジド フォーマットの PDU を受け入れますが、ルーティングの決定のみを行います。 このプロトコルが Route Bridged Encapsulation(RBE)です。 BPVC と RBE は、大きく異なる点があることに注意してください。
 
  RBE BPVC
設計目的 ブロードキャストの問題、悪意あるユーザにより引き起こされる可能性のある ARP のスプーフィング、および DSL  アプリケーションで使用された場合の IRB と標準的なブリッジングに関するスケーラビリティの問題を克服すること。 元来は、6400 ユニバーサル アクセス コンセントレータ用に開発されたものです。 ネットワーク エッジにおいて、GSR を、、ブリッジ フォーマットの PDU およびレイヤ 2 のみをサポートする Catalyst ATM モジュールと併用できるようにすること。  元来は、GSR 用に開発されたものです。 
サブインターフェイスのタイプ ポイントツーポイントのみ マルチポイントのみ
イーサネット ヘッダーにある宛先 MAC アドレスの分析  不可能 可能
設定コマンド atm route-bridge ip atm pvc vcd vpi vci aal5snap bridge
サポートされているイーサネット カプセル化 イーサネット v2 および 802.3 イーサネット v2 のみ

サポートされているハードウェアとソフトウェア

ブリッジド スタイル PVC が当初導入されたのは、11.2(15)GS2 および 12.0(5)S の GSR 4xOC3 ライン カードで、最近では 1xOC12 ライン カードに導入されています。 S コード ベースに由来する ST イメージも、この機能をサポートしています。

現在、ブリッジド スタイル PVC は、PA-A3 ポート アダプタおよび Cisco IOS リリース 12.0(16)S 以降を使用する 7500 シリーズ プラットフォームでサポートされています(CSCdt53995)。 この機能をサポートしてるのは、PA-A3-OC3、PA-A3-T3、および PA-A3-E3 のみです。  またこの機能は、Cisco IOS ソフトウェア リリース 12.0(19)S から、PA-A3-OC12 でもサポートされています。

制約事項

イーサネット v2 フォーマットを使用するイーサネット フレームのみがサポートされています。 IEEE 802.3 フォーマットはサポートされていません。 v2 以外のフォーマットで受信されたイーサネット フレームは破棄され、ATM インターフェイスは input errors カウンタを増加させます。 さらに、ブリッジド PVC が設定された ATM インターフェイスが、スパニングツリー Bridge Protocol Data Unit(BPDU; ブリッジ プロトコル データ ユニット)を受信した場合にも、着信エラーカウンタが増加します。また、show controllers atm 出力の rx_unknown_vc_paks カウンタも増えます。

  • ATM ライン カードは、多数のリモート イーサネット ユーザのデフォルト ゲートウェイとして動作することが想定されているため、サブインターフェイスはマルチポイントである必要があります。 ポイントツーポイント サブインターフェイスはサポートされていません。
  • 各サブインターフェイスは、1 つのハーフ ブリッジド PVC のみをサポートしています。 このような PVC は、それぞれ仮想イーサネット セグメントと見なすことができます。 2 つ以上のブリッジ スタイル PVC を許可することは、2 つ以上のイーサネット セグメントで同一の IP アドレスと IP プレフィクスを許可することと同じことです。 ただし、非ブリッジド PVC または SVC も、サブインターフェイスで許可されます。
     
  • Cisco IOS S リリースはブリッジングをサポートしていないため、1 つのイーサネット MAC アドレスを、複数のマルチポイント サブインターフェイスで使用できます。 MAC アドレスをカスタマイズするには、ATM プライマリ インターフェイスで mac-address コマンドを使用します。
  • GSR-1#show int atm 7/0
    ATM7/0 is up, line protocol is up
      Hardware is CM155 OC-3c ATM, address is 005f.9c22.8253 (bia 005f.9c22.8253)
  • ルーターが受信するパケットには、オリジナルのイーサネット Frame Check Sequence(FCS; フレーム チェック シーケンス)を含むものと含まないものがあります。 ただし、送信されたイーサネット フレームにはイーサネット FCS が含まれません。これは、この計算を行うためのハードウェアによる支援が存在しないためです。 LLC/SNAP ヘッダーは、このことを示すため、0x0007 という値の Protocol ID(PID; プロトコル ID)を使用します。
  • ATM インターフェイスは、BPVC を介して到達可能な 2 人のリモート ユーザ間のルーティングのみを行い、ブリッジングは行いません。 ルータはブリッジング テーブルを保持せず、ARP テーブルと CEF 隣接関係テーブルのみを保持します。 (特にハブアンドスポーク トポロジが含まれる)ATM ネットワークを設計する際には、この制約事項を考慮する必要があります。 各 BPVC とマルチポイント サブインターフェイスは、1 つの IP ネットワークにマップされる必要があります。
  • 当初 BPVC が設計された目的は、GSR ATM ライン カードが、ATM エッジ アプリケーションの Catalyst 5000 ATM モジュールから、ブリッジド フォーマットの PDU を受信できるようにすることでした。 ただし、この機能により、レイヤ 2 の ATM デバイスが受信フレームの適切なパディングを行っている限りは、GSR と現在の 7500 シリーズの ATM インターフェイスは、レイヤ 2 の ATM デバイスを使用してブリッジド フォーマットの PDU を交換することができます。 RFC 2684 のセクション 5.2 では、再構成されたフレームをイーサネット ネットワークに送信する前に、ATM ブリッジド インターフェイスによって(着信セル経由で)受信したイーサネット/802.3 フレームを、MTU をサポートする最小サイズまでパディングすることが求められます。 Cisco bug ID CSCdp82703 は、Catalyst 5000 ATM モジュールで、このようなパディングを実装しています。

ネットワーク ダイアグラム

 

設定

1. マルチポイント サブインターフェイスを作成します。
GSR-1(config)#int atm 7/0.5 multipoint
2. PVC を作成し、Virtual Circuit Descriptor(VCD; 仮想回線ディスクリプタ)、Virtual Path Identifier(VPI; 仮想パス識別子)、および Virtual Channel Identifier(VCI; 仮想チャネル識別子)を割り当てます。続いて、"aal5snap" カプセル化を選択します。
GSR-1(config-subif)#atm pvc 5 0 50 ?
  aal5mux   AAL5+MUX Encapsulation
  aal5snap  AAL5+LLC/SNAP Encapsulation
3. PVC の "bridge" オプションを選択します。
GSR-1(config-subif)#atm pvc 5 0 50 aal5snap ?
  <38-155000>    Peak rate(Kbps)
  bridge         1483 bridge-encapsulation enable
  inarp          Inverse ARP enable
  oam            OAM loopback enable
  random-detect  WRED enable
GSR ATM インターフェイス
interface ATM7/0
 mtu 1500
 no ip address
 no ip directed-broadcast
 atm vc-per-vp 512
 atm maxvc 512
 atm clock INTERNAL
 !
!
interface ATM7/0.5 multipoint
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
 no ip directed-broadcast
 atm pvc 5 0 50 aal5snap bridge
!
interface ATM7/0.6 multipoint
 ip address 2.2.2.2 255.255.255.0
 no ip directed-broadcast
 atm pvc 6 0 60 aal5snap bridge

 
Catalyst 5000 ATM モジュール
interface ATM0
 atm preferred phy A
 atm pvc 1 0 5 qsaal
 atm pvc 2 0 16 ilmi
!
interface ATM0.5 multipoint
 atm pvc 5 0 50 aal5snap
 atm bind pvc vlan 5 5 
!
interface ATM0.6 multipoint
 atm pvc 6 0 60 aal5snap
 atm bind pvc vlan 6 6

 
7206(イーサネット ホストとして機能中)
interface Ethernet3/2
 ip address 1.1.1.2 255.255.255.0
 duplex full

デフォルトでは、GSR 4xOC3 ATM ライン カードは、Maximum Transmission Unit(MTU; 最大伝送ユニット)のサイズとして 4470 バイトを使用します。 Catalyst 5000 は、デフォルトの MTU として 1500 バイトを使用します。

GSR-1#show int atm 7/0
ATM7/0 is up, line protocol is up
  Hardware is CM155 OC-3c ATM, address is 005f.9c22.8253 (bia 005f.9c22.8253)
  MTU 4470 bytes, sub MTU 4470, BW 155000 Kbit, DLY 80 usec, rely 196/255, load 1/255
ATM#show int atm0
ATM0 is up, line protocol is up
  Hardware is Catalyst 5000 ATM
  MTU 1500 bytes, sub MTU 0, BW 156250 Kbit, DLY 80 usec, rely 255/255, load 1/255
1500 バイトよりも大きいフレームは、BPVC により送信されますが、受信側の Catalyst ATM モジュール インターフェイスにより破棄されます。 そのため、メイン インターフェイスまたはサブインターフェイスで mtu コマンドを使用し、Catalyst に適合するよう、ATM ルータ インターフェイスの MTU を 1500 に変更する必要があります。
GSR-1(config)#int atm 7/0.5
GSR-1(config-subif)#mtu ?
  <64-18020>  MTU size in bytes

GSR-1(config-subif)#mtu 1500
GSR-1(config-subif)#end

GSR-1#sh int atm 7/0.5
ATM7/0.5 is up, line protocol is up
  Hardware is CM155 OC-3c ATM, address is 005f.9c22.8253 (bia 005f.9c22.8253)
  MTU 1500 bytes, BW 155000 Kbit, DLY 80 usec, rely 198/255, load 1/255
  Encapsulation ATM
  1486 packets input, 104020 bytes
  0 packets output,0 bytes
  0 OAM cells input, 0 OAM cells output

show および debug コマンド

  • show atm vc {vcd#} - VC が "1483-half-bridged-encap" を使用していることを確認します。
  • GSR#sh atm vc 5
    ATM7/0.5: VCD: 5, VPI: 0, VCI: 50
    PeakRate: 155000, Average Rate: 155000
    AAL5-LLC/SNAP, etype:0x0, Flags: 0xC20, VCmode: 0x0
    OAM frequency: 0 second(s)
    InARP DISABLED, 1483-half-bridged-encap
    InPkts: 11, OutPkts: 0, InBytes: 770, OutBytes: 0
    InPRoc: 13, OutPRoc: 0, Broadcasts: 0
    InFast: 0, OutFast: 0, InAS: 0, OutAS: 0
    OAM cells received: 0
    OAM cells sent: 0
    Status: UP
     
  • show ip cef および show ip route
  • GSR#show ip cef 1.1.1.2
    1.1.1.2/32, version 98, connected, cached adjacency 1.1.1.2
    0 packets, 0 bytes
      via 1.1.1.2, ATM7/0.5, 0 dependencies
        next hop 1.1.1.2, ATM7/0.5
        valid cached adjacency
    GSR-1#sh ip route 1.1.1.2
    Routing entry for 1.1.1.0/24
      Known via "connected", distance 0, metric 0 (connected, via interface)
      Routing Descriptor Blocks:
      * directly connected, via ATM7/0.5
          Route metric is 0, traffic share count is 1
     
  • show ip cef adjacency atm
  • GSR#sh ip cef adjacency atm 7/0.5 1.1.1.2 detail
    IP Distributed CEF with switching (Table Version 99)
      17 routes, 0 reresolve, 0 unresolved (0 old, 0 new)
      17 leaves, 11 nodes, 13616 bytes, 104 inserts, 87 invalidations
      0 load sharing elements, 0 bytes, 0 references
      universal per-destination load sharing algorithm, id 06E7A9DD
      2 CEF resets, 0 revisions of existing leaves
      0 in-place modifications
      refcounts:  4957 leaf, 4940 node
    Adjacency Table has 2 adjacencies
      1 incomplete adjacency
    1.1.1.2/32, version 98, connected, cached adjacency 1.1.1.2
    0 packets, 0 bytes
      via 1.1.1.2, ATM7/0.5, 0 dependencies
        next hop 1.1.1.2, ATM7/0.5
        valid cached adjacency
     
  • debug atm packet int atm - VPI/VCI、LLC/SNAP ヘッダー、およびパケット ペイロードを 16 進数で表示します。 0x0080C2 の OUI と 0007 のタイプを確認します。

  • 注意: debug コマンドを発行する前に、「debug コマンドに関する重要な情報」を参照してください。

    GSR#debug atm packet int atm 7/0.5
    ATM packets debugging is on
    Displaying packets on interface ATM7/0.5 only
    GSR-1#ping 1.1.1.2

    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/4/8 ms
    059389: 6w3d: ATM7/0.5(O):
    VCD:0x5 VPI:0x0 VCI:0x32 DM:0x100 SAP:AAAA CTL:03 OUI:0080C2 TYPE:0007 Length:0x80
    059390: 6w3d: 0000 0030 7B1E 9056 005F 9C22 8253 0800 4500 0064 03FC 0000 FF01 B398 0101
    059391: 6w3d: 0101 0101 0102 0800 0BCA 21BB 0E5B 0000 0000 E85D 5A0C ABCD ABCD ABCD ABCD
    059392: 6w3d: ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD
    059393: 6w3d: ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD
    059394: 6w3d:
    059395: 6w3d: ATM7/0.5(I):
    VCD:0x5 VPI:0x0 VCI:0x32 Type:0x0 SAP:AAAA CTL:03 OUI:0080C2 TYPE:0007 Length:0x80
    059396: 6w3d: 0000 005F 9C22 8253 0030 7B1E 9056 0800 4500 0064 03FC 0000 FF01 B398 0101
    059397: 6w3d: 0102 0101 0101 0000 13CA 21BB 0E5B 0000 0000 E85D 5A0C ABCD ABCD ABCD ABCD
    059398: 6w3d: ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD
    059399: 6w3d: ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD

  • Catalyst スイッチで show cam dynamic を実行します。
    Catalyst> (enable) show cam dynamic
    * = Static Entry. + = Permanent Entry. # = System Entry. R = Router Entry. X = Port Security Entry

    VLAN  Dest MAC/Route Des  Destination Ports or VCs / [Protocol Type]
    ----  ------------------  ----------------------------------------------------
    5     00-30-7b-1e-90-56   4/1 [ALL]
    5     00-5f-9c-22-82-53   3/1 VCD:5 VPI:0 VCI:50 Type: AAL5SNAP PVC [ALL]
    Total Matching CAM Entries Displayed = 2
     

  • イーサネット ホストで show arp を実行します。 イーサネット カプセル化 "Type" が ARPA であることを確認します。ARPA は、Cisco IOS がイーサネット v2 フォーマットを参照する方法です。
  • 7206#show arp
    Protocol  Address          Age (min)  Hardware Addr   Type   Interface
    Internet  1.1.1.1                 2   005f.9c22.8253  ARPA   Ethernet3/2
    Internet  1.1.1.2                 -   0030.7b1e.9056  ARPA   Ethernet3/2

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Document ID: 10410