Service Provider 26호

Gaining the Ethernet Edge

새로운 '이더넷 OAM' 주목해야

서비스 구축 강화 … 네트워크 관리·모니터링 쉽게 진행


이더넷은 LAN뿐만 아니라 MAN과 WAN에도 널리 적용되는 기술이다. MAN/WAN에 구축된 이더넷은 유연하고 포괄적인 관리에 대한 필요성뿐 아니라 엔드 투 엔드 서비스 관리업체의 효율성을 증대시키기 위한 모니터링 기능을 확산시켜왔다. 메트로 이더넷과 브로드밴드 서비스를 활성화시키기 위해서 장비업체와 통신서비스 사업자들은 함께 고민해야 한다. 이러한 해결책 중 일부는 이더넷 OAM(Operations, Administration and Maintenance)과 E-LMI(Ethernet Local Management Interface) 에서 찾을 수 있다.

이더넷 OAM 표준은 전통적인 통신사업자 네트워크의 OAM 기능 중 상당부분을 이더넷에 도입하고 있다. 링크 모니터링, 오류 감지/격리, 원격 루프백 컨트롤 같은 고급 기능들은 메트로 이더넷 네트워크를 유지하고 모니터하는데 필요한 엔드 투 엔드 OAM 툴을 통신사업자 측에 제공한다.

OAM은 네트워크 관리자들에게 네트워크 상태 및 보다 중요한 서비스 상태를 감시할 수 있는 능력을 제공하고, 오류 링크나 오류 상태를 신속하게 판단할 수 있도록 유도한다(그림 1 참조). 본 기사는 이더넷 OAM 프로토콜 성능, 특히 E-LMI와 (예전에 802.3ah로 알려진) IEEE 802.3 조항 57과 802.1ag내부의 새로운 OAM 기능을 세부적으로 다룰 예정이다. 참고로 MPLS OAM은 차후 다룰 예정이다.

그림 1. 이더넷 OAM으로 (액세스에서 애그리게이션 코어까지) 모든 네트워크 도메인과 (L2나 IP/MPLS) 모든 애플리케이션 계층 특성은 자체 OAM 프로토콜과 복구 방식에 의해 기술된다.


E-LMI 프레이밍 구조
목적지 주소 소스 주소 이더유형 PDU(메시지) CRC
6 Octets 6 Octets 2 Octets 46-1500
Octets(Data+Pad)
4 Octets




E-LMI
ITU-T, Q.933, X.36에 기반한 E-LMI 기술을 통해 CE는 메트로 이더넷 서비스 액세스를 자동으로 설정하기 위해 통신사업자의 메트로 이더넷 네트워크로부터 상태 및 서비스 속성 정보를 요청하고 수신할 수 있다. E-LMI는 메트로 이더넷 액세스 디바이스와 CE 사이의 UNI(User Network Interface)에서 로컬의 의미를 가지며, UNI와 EVC(Ethernet Virtual Connection) 상태 정보를 CE 측에 제공한다. 이 정보를 통해 메트로 이더넷 네트워크 설정 기반 CE 실행을 자동으로 설정할 수 있다. E-LMI 프로토콜은 EVC 추가나 EVC 삭제를 CE에 통보하고 (액티브, 비-액티브, 부분적으로 액티브로) 설정된 EVC의 가용 상태를 CE에 통보하며, UNI와 EVC 속성을 CE에 전달한다. E-LMI 정보를 전송하려면 프레이밍이나 요약화 방식이 필요하다(그림 2 참조).

새로운 OAM 표준
IEEE 802.3 조항 57은 이더넷용 새로운 OAM 표준을 제공한다. 이는 원격 오류 지시 및 원격 루프백 컨트롤 같은 링크 실행을 모니터하는데 필요한 유용한 방식으로 구성돼 있다. 이 표준에서 기술되는 OAM은 보다 높은 계층에 있는 애플리케이션을 보완하기 위해 데이터 링크 계층 방식을 제공한다. 링크 단계 OAM은 포인트 투 포인트와 에뮬레이트된(emulated) 포인트 투 포인트 802.3 링크로 향한다. OAM 정보는 OAMPDU(OAM protocol data units)로 불리는 프레임에 전달되며, OAM 강화 링크를 모니터하고 테스트하고 트러블슈팅하는데 사용되는 적절한 컨트롤 및 상태 정보로 이뤄져 있다. OAMPDU는 피어(peer) OAM 개체들을 지나 단일 링크를 통과한다. MAC 서브계층으로부터 차단당한 OAMPDU는 이더넷 네트워크 내부에서 단일 홉(hop) 너머로 전달될 수 없다.

이더넷 OAM의 주요한 세 가지 기능은 탐지, 링크 모니터링, 원격 오류 지시다.

탐지
탐지란 원격 피어에서 OAM 서브 계층의 프레전스를 감지하고 링크 상에서 OAM을 설정한다는 의미이다. 탐지 단계에서 다음의 정보는 주기적인 정보 OAMPDU 내부에 임베디드된 TLV(Type Length Values)에서 보고된다.

OAM 모드 : 원격 OAM 개체에 전달되는 OAM 모드는 액티브나 패시브 중 하나로 디바이스 성능을 판단할 때도 사용 가능하다.

OAM 설정(성능) : 이는 로컬 OAM 개체 성능을 보고하는 기능이다. 이 정보를 기반으로 피어는 어떤 기능을 지원하고 사용해야 할지 판단할 수 있다(예: 루프백 성능).

OAMPDU 설정 : 수신과 전송을 위한 OAMPDU의 최대 사이즈가 여기 포함된다. 10 프레임/sec의 속도 제한과 함께 이 정보는 OAM 트래픽에 할당된 대역을 제한하는데 사용 가능하다.

플랫폼 계정 : OUI(Organization Unique Identifier)와 32비트 특정 벤더 정보의 결합. IEEE가 OUI 할당을 컨트롤하고, 보통 OUI는 MAC 주소의 최초 3바이트에 해당된다.

탐지에는 로컬 스테이션이 피어 OAM 개체 설정을 수락하거나 거절할 수 있는 옵션 단계가 포함된다.




링크 모니터링
이더넷 링크 OAM은 이벤트 통지(event notification) 지원 방법을 제공한다. 이로 인해 다양한 조건 하에서 링크 오류를 감지하고 나타내는 게 허용된다. 링크 모니터링은 이벤트 통지 OAMPDU를 사용하고, 링크 상에서 문제가 감지되면 이벤트를 원격 OAM 개체로 전송한다. 802.3 조항 57 OAM이 OAMPDU 전송을 보증하지 않기 때문에, 이벤트 통지 OAMPDU의 경우 통지 시 분실 가능성을 줄이기 위해 여러 차례 전송돼야 한다. 순서 번호는 중복 이벤트를 인식하는데 사용된다.

원격 오류 표시
이더넷 링크 OAM은 OAMPDU의 특정 플래그(flag)를 통해 피어로 오류 조건을 전송하기 위해 OAM 개체 측에 일련의 방식을 제시한다. 오류 조건에는 링크 오류가 포함돼 있다. 분실 신호는 수신기에 의해 감지된다. 예를 들어 피어의 레이저가 제대로 작동하지 않고, 물리 서브 계층이 독립적으로 전송되고 수신 가능할 때만 적용된다. (파워 오류 같은) 치유 불가능하고 구체적인 조건으로 발생하는 다운 직전 상태(dying gasp)는 즉시 연속적으로 전송될 수 있다. 열거하지 않은 벤더의 위기 조건으로 발생하는 위기 이벤트 역시 즉시 연속적으로 전송 가능하다.

시스코, 이더넷 OAM 적극 지원

시스코 메트로 이더넷 액세스 및 애그리게이션 네트워크용 최초의 스위칭 플랫폼인 카탈리스트 6500 시리즈는 엔드 투 엔드 서비스 운영 효율성을 증대시킨다. E-LMI와 IEEE 802.3 조항 57 OAM 같은 관리 및 모니터링 기능들이 시스코 카탈리스트 IOS 릴리즈 8.5에서 사용 가능하며, 802.1ag OAM 기능은 카탈리스트 IOS 릴리즈 8.6에서 지원될 예정이다. 2006년 말 까지 이더넷 OAM 프로토콜은 카탈리스트 6500 시리즈 시스코 IOS 릴리즈에 도입되며, 이에 하드웨어 포크리프트(forklift)를 업그레이드할 필요가 없어진다. 2006년 말 까지 시스코는 시스코 7600 시리즈 라우터, 카탈리스트 4500 시리즈 스위치, 카탈리스트 3750 메트로 시리즈 스위치, ME 3400 시리즈 이더넷 액세스 스위치에서 이더넷 OAM 프로토콜을 지원할 계획이다. 시스코 통합 서비스 라우터를 포함해 CPE에 E-LMI 기능을 추가하는 방안도 검토 중이다.


원격 루프백과 MIB 변수 검색
링크 OAM은 선택 가능한 데이터 링크 계층과 프레임 단계 루프백 모드를 제공하며, 원격으로 컨트롤된다. 원격 루프백은 오류 로컬화와 링크 성능 테스트에 사용될 수 있다. 로컬 피어와 원격 피어에서 나온 통계는 원격 개체가 OAM 원격 루프백 모드로 있는 동안 질문 받고(queried) 비교 가능하다. 실행은 OAM 서브 계층 내부에서 루프백 프레임을 분석해 링크 상태에 관한 추가 정보를 판단할 수 있다(예를 들어, 어떤 프레임이 링크 오류에서 누락되고 있는지 판단 가능). 뿐만 아니라 이더넷 링크 OAM은 특정 MIB 브랜치와 리프(branch and leaf)로 제한된 원격 MIB 변형에 읽기 전용 액세스만 제공한다. 변형 검색의 요청-응답 기능은 SLA(service-level agreement) 지원용으로 링크 성능을 측정하는데 사용될 수도 있다. SLA는 지연, 지터, 쓰루풋을 측정하는데 요구되는 IP 핑(Ping)과 유사한 기능이다. 이 기능은 요청 및 응답 지연을 확산하고 큐잉(queuing)하는 시간에 비해 변형에 접속하는 시간이 별로 중요하지 않다고 여긴다.




이더넷 CFM
IEEE 802.3 조항 56 OAM이 개별적인 이더넷 링크를 체크하는 반면, 802.1ag는 대규모 이더넷 네트워크에서 오류 감지 기능 및 모니터링에 초점을 맞추고 있다. 이는 단지 링크 계층뿐만 아니라 네트워크와 서비스 계층 전반에서 문제를 트러블슈팅한다. IEEE 802.1ag는 엔드 투 엔드 이더넷 서비스를 체크하고 트러블슈팅하기 위해 서비스 OAM 기능을 지원한다. IEEE 802.1ag는 가상으로 연결된 LAN에서 연결 오류를 감지하고 확인한 후 격리할 수 있는 이더넷 CFM(Connectivity Fault Management) 기능을 지정한다. 네트워크 자원을 과도하게 사용하지 않고 신속한 오류 감지와 정확한 오류 격리 기능을 지원하기 위해 CFM 기능은 다음과 같이 분류된다.

오류 감지 : 연결 상태 점검 프로토콜은 서비스 도중에 발생하는 연결 오류와 의도하지 않은 연결 모두를 감지해낸다. CCM(Connectivity Check Messages)은 빠른 속도로 전송될 수 있지만, 네트워크 내부 데이터로 전송되지 않으므로 CPU 프로세싱 로드를 부과하지 않는다.

오류 검증과 오류 격리 : 다른 오류 리포트를 수신하거나 자동으로 오류를 감지한 후에 실행되는 관리 기능이 있다. 오류 검증은 성공적인 복구나 연결을 확인할 때도 사용 가능하다. 오류 검증은 연결을 검증하기 위해 승인된 루프백 프로토콜을 사용한다. 오류 격리는 링크트레이스 프로토콜(Linktrace protocol)을 사용해 CFM 개체에서 다른 개체로 가는 경로를 정할 수 있다. 각 링크트레이스 메시지(Linktrace Message)는 멀티캐스트 주소로 전송된다. 유니캐스트 링크트레이스 리플라이즈(Linktrace Replies)가 반환되는 수신 개체 경로에서 메시지를 쉽게 차단하기 위해서다.

오류 통지 : 연결 오류가 감지되는 순간 연결 상태 점검 프로토콜을 사용해 오류 통지 기능이 지원된다.

통신사업자들은 고도의 OAM 기능들을 탑재해 전체 네트워크에서 제공되는 메트로 이더넷의 SLA 조건들을 곧바로 검증할 수 있다. 업타임, 레이턴시, 지터 같은 메트릭스(metrics)가 지속적으로 모니터링 가능하다. 이러한 모니터링은 강화된 서비스와 고객 이탈(churn)을 줄여 수익 잠재력을 높여주면서 통신사업자와 고객 사이의 SLA를 시험하고 향상시킬 수 있다. 표준을 모니터링하는 성능은 개발 중이다.



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