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Questo documento descrive la configurazione di un'installazione di Fluidity Layer 3 per i dispositivi CURWB e fornisce una guida pratica per la risoluzione dei problemi di rete.
L'obiettivo è quello di garantire un processo di configurazione senza interruzioni e di fornire strumenti per la risoluzione efficace di potenziali problemi.
La configurazione descritta in questo documento riguarda i seguenti componenti hardware:
Le informazioni discusse in questo documento fanno riferimento a dispositivi usati in uno specifico ambiente di emulazione. Su tutti i dispositivi menzionati nel documento la configurazione è stata ripristinata ai valori predefiniti. Se la rete è operativa, valutare attentamente eventuali conseguenze derivanti dall'uso dei comandi.
Nel contesto di CURWB (Cisco Ultra-Reliable Wireless Backhaul), Fluidity è un'architettura di rete basata sulla tecnologia MPLS (Multiprotocol Label Switching), progettata per fornire dati incapsulati IP in modo efficiente.
In una rete CURWB mobility, i processi di handoff si verificano quando un collegamento esistente viene interrotto e viene stabilito un nuovo collegamento. Questo passaggio è simile a una modifica della topologia di rete, una sfida critica negli scenari di mobilità ad alta velocità.
I meccanismi convenzionali per il rilevamento di tali modifiche e la riconfigurazione dei nodi sono spesso troppo lenti e con un uso intensivo di dati, il che determina prestazioni non ottimali.
Per superare questi limiti, Fluidity introduce una soluzione di handoff rapido che fornisce una rapida riconfigurazione del percorso con una latenza di appena un millisecondo. T
Questo meccanismo migliora le prestazioni in tempo reale in scenari ad alta mobilità estendendo il control plane della rete e utilizzando una tecnica di manipolazione specializzata per le tabelle della base di informazioni di inoltro MPLS (FIB) dei nodi.
Nell'architettura Fluidity, i nodi mobili stabiliscono dinamicamente pseudo fili con radio a terra al rilevamento reciproco.
Man mano che il veicolo si sposta lungo il binario, inizia il passaggio da una radio a terra all'altra in base a parametri di fluidità predefiniti, assicurando una connettività senza problemi e prestazioni ottimali
La fluidità di layer 3 offre una gamma di funzionalità che consentono di risolvere i problemi di mobilità negli ambienti multi-rete. I vantaggi principali includono:
Il livello di fluidità 3 consente ai veicoli di passare senza problemi tra stazioni di base a terra o radio che appartengono a subnet diverse.
Questa connettività ottimale viene ottenuta tramite tunnel L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol). Questi tunnel connettono l'estremità Mesh di ogni cluster o sito di rete a un dispositivo Fluidmesh Gateway centralizzato situato nel core di rete, noto come Global Gateway.
Ogni gateway globale stabilisce un tunnel L2TP con l'estremità della rete in ogni cluster o subnet di rete. Questa configurazione consente il routing MPLS sul gateway globale, eliminando la necessità del routing convenzionale di layer 3 su ciascuna subnet.
Con la fluidità di layer 3, i veicoli possono spostarsi tra più cluster di reti a terra, ciascuno appartenente a una rete o subnet diversa, senza perdere la connettività end-to-end alla rete principale, anche durante il passaggio.
La fluidità di layer 3 è progettata per garantire la scalabilità in più installazioni e siti di rete, anche quelli separati da distanze significative. Funziona perfettamente sia che i siti siano collegati tramite collegamenti in fibra ottica privati che attraverso infrastrutture di dominio pubblico come gli ISP.
Il layer 3 della fluidità opera sull'infrastruttura di rete esistente e su subnet "appiattite" utilizzando l'incapsulamento L2TP. Questi incapsulamenti stabiliscono il routing senza interruzioni e la connettività end-to-end per i veicoli che si spostano attraverso più reti, fino alla rete principale.
Questo documento descrive l'architettura di una rete CURWB (Cisco Ultra-Reliable Wireless Backhaul) di layer 3.
Questa solida topologia è progettata per facilitare la comunicazione continua e affidabile tra i veicoli in movimento e un'infrastruttura fissa a terra, integrando in ultima analisi i dati in una rete aziendale centralizzata.
Il progetto utilizza il routing di layer 3 per segmentare la rete in modo logico, garantendo un flusso di dati efficiente e la scalabilità su domini operativi diversi.
Segmento del veicolo: Ogni "Veicolo" è dotato di un router integrato, uno switch integrato, server integrati e due dispositivi IW9167, che forniscono ridondanza hardware di importanza critica.
Il router onboard funge da gateway principale per la rete interna del veicolo, collegandosi allo switch onboard, che a sua volta facilita la connettività per i dispositivi IW9167 e i server onboard.
Subnet a terra: L'infrastruttura comprende più "subnet a terra" (ad esempio, subnet a terra A, subnet a terra n), ognuna comprendente varie radio IW9167, inclusi dispositivi Mesh End e Mesh Point.
Ciascuna subnet a terra è progettata con due dispositivi Mesh End nel punto di ingresso/uscita, implementando una funzione "fastfail" per la ridondanza hardware.
Questa configurazione consente a ciascuna sezione di subnet di rappresentare un'area geografica distinta, consentendo ai veicoli di spostarsi senza problemi tra queste aree mantenendo una connettività continua con la rete aziendale.
Rete aziendale: Questa rete centrale funge da spina dorsale, collegandosi a tutte le subnet a terra e ospitando l'infrastruttura centrale. Comprende un server principale, un router principale e gateway URWB ridondanti (dispositivi IEC6400 principali e secondari).
Il router principale è responsabile dell'aggregazione del traffico proveniente dalle varie subnet a terra e della gestione dei percorsi statici per garantire una comunicazione efficiente tra la rete aziendale e i segmenti del veicolo e a terra.
Componente/Dispositivo |
Indirizzo IP |
Subnet |
Gateway predefinito |
Indirizzo L2TP |
Note |
Segmento Veicolo |
|||||
IW9167 integrata (1) |
10.42.0.2 |
255.255.255.248 |
10.42.0.1 |
N/D |
Route statica 172.30.128.0/29 > 10.42.0.1 VIP: 10.42.0.6 |
IW9167 integrata (2) |
10.42.0.3 |
255.255.255.248 |
10.42.0.1 |
N/D |
|
Server integrato |
172.30.128.2 |
255.255.255.248 |
172.30.128.1 |
N/D |
|
Interfaccia IW router integrata |
10.42.0.1 |
255.255.255.248 |
|
||
Interfaccia di rete del router integrato |
172.30.128.1 |
255.255.255.248 |
|||
Segmento a terra (subnet A) |
|||||
Estremità mesh IW9167 (1) |
192.168.200.10 |
255.255.255.0 |
192.168.200.1 |
192.168.200.210 |
VIP 192.168.200.13 |
Estremità mesh IW9167 (2) |
192.168.200.12 |
255.255.255.0 |
192.168.200.1 |
192.168.200.212 |
|
Punto Mesh IW9167 |
192.168.200.15 |
255.255.255.0 |
192.168.200.1 |
||
Segmento a terra (subnet B) |
|||||
Estremità mesh IW9167 (1) |
192.168.201.10 |
255.255.255.0 |
192.168.201.1 |
192.168.201.210 |
VIP 192.168.201.13 |
Estremità mesh IW9167 (2) |
192.168.201.12 |
255.255.255.0 |
192.168.201.1 |
192.168.201.212 |
|
Punto Mesh IW9167 |
192.168.201.15 |
255.255.255.0 |
192.168.201.1 |
||
Segmento di rete principale |
|||||
Gateway IEC6400 (1) |
192.168.20.2 |
255.255.255.0 |
192.168.20.1 |
192.168.20.12 |
VIP 192.168.20.4 |
Gateway IEC6400 (1) |
192.168.20.3 |
255.255.255.0 |
192.168.20.1 |
192.168.20.13 |
|
Interfaccia Core Router Gateway |
192.168.20.1 |
255.255.255.0 |
Route statica: 172.30.128.0/29 -> 192.168.20.4 Route statica: 10.42.0.1 -> 192.168.20.4 |
||
Interfaccia Subnet A Core Router Trackside |
192.168.200.1 |
255.255.255.0 |
|||
Interfaccia n subnet core router a terra |
192.168.201.1 |
255.255.255.0 |
|||
Interfaccia server router di base |
172.20.128.2 |
255.255.255.248 |
172.20.128.1 |
Questo documento presenta una configurazione di base di layer 3, evidenziando solo le impostazioni essenziali necessarie per stabilire la connettività tra la rete centrale e la rete del veicolo. Le configurazioni non essenziali e le funzionalità avanzate non sono trattate in questa panoramica.
La configurazione segue un progetto che incorpora la ridondanza hardware (FastFail) su Global Gateway, Local Mesh Ends e Vehicle Radio, con il presupposto che FastFail sia già configurato.
Si noti che MPLS FastFail (HA) e VIP non possono essere configurati tramite la GUI e richiedono l'uso dei servizi CLI o IW. Per istruzioni dettagliate sulla configurazione di MPLS FastFail, fare riferimento a questo articolo:
Se configurato come gateway globale, lo standard IEC6400 è progettato per fungere da punto di ingresso e uscita per la rete CURWB Layer 3, consentendo la connettività core-to-vehicle. Il funzionamento del gateway per IEC6400 è configurato nella pagina Fluidità.
Quando invece dispositivi come IW9167 vengono utilizzati come gateway globale per una rete di layer 3, è necessaria una configurazione gateway esplicita nella pagina Modalità generale. Inoltre, la configurazione delle radio IW in modalità gateway disabilita le interfacce wireless, quindi la modalità Radio-off deve essere impostata su Fluidity.
Per lo standard IEC-6400, la passphrase è configurata nella pagina General Mode (Modalità generale), mentre per altre radio è impostata sulla pagina Wireless Radio (Radio wireless). Per garantire la connettività è essenziale utilizzare la stessa passphrase per tutti i dispositivi di terra e dei veicoli.
L'indirizzo IP locale, la maschera di rete locale e il gateway predefinito per il dispositivo devono essere configurati come richiesto.
Nella pagina di configurazione L2TP, assegnare l'indirizzo IP WAN L2TP all'interno della stessa subnet del gateway e specificare il gateway WAN come gateway per questa subnet. La porta UDP locale deve essere configurata come 5701.
Nella pagina Fluidità è necessario attivare la modalità Fluidità. Il ruolo dell'unità IEC6400 può essere configurato solo come Infrastructure (infrastruttura). Per il funzionamento di layer 3, il tipo di rete deve essere impostato su Più subnet e l'opzione Gateway globale deve essere selezionata.
Successivamente è necessario configurare le radio a terra. Le radio a terra possono estendersi su più subnet, con le radio nella stessa subnet che formano un cluster. Ogni cluster deve includere radio dedicate Mesh End, che fungono da punto di entrata e di uscita per la subnet di radio CURWB. È possibile configurare una o due estremità della rete, a seconda che sia richiesta o meno l'alta disponibilità (HA). Le restanti radio a terra all'interno della subnet devono essere configurate come punti mesh.
L'indirizzo IP locale, la maschera di rete locale e il gateway predefinito per il dispositivo devono essere configurati come richiesto.
Nella pagina Radio wireless è essenziale utilizzare la stessa passphrase di tutte le altre radio. Il ruolo radio per l'interfaccia wireless deve essere configurato come Fluidità. Mentre è possibile utilizzare più interfacce wireless per una radio in base ai requisiti del progetto, solo Radio 1 è configurato e Radio 2 è disabilitato in questa configurazione di laboratorio per semplicità.
Nella pagina di configurazione L2TP, assegnare l'indirizzo IP WAN L2TP all'interno della stessa subnet del gateway e specificare il gateway WAN come gateway per questa subnet. La porta UDP locale deve essere configurata come 5701. Questa configurazione è richiesta solo sulle radio terminali della rete, in quanto il gateway globale stabilisce il tunnel L2TP con le radio terminali della rete di ciascun cluster di subnet.
Nella pagina Fluidità, il ruolo dell'unità deve essere Infrastruttura. Per il funzionamento di layer 3, il tipo di rete deve essere impostato su Più subnet.
La configurazione delle radio del veicolo è necessaria successivamente. Le radio a terra possono estendersi su più subnet, con le radio nella stessa subnet che formano un cluster. Ogni cluster deve includere radio dedicate Mesh End, che fungono da punto di entrata e di uscita per la subnet di radio CURWB. È possibile configurare una o due estremità della rete, a seconda che sia richiesta o meno l'alta disponibilità (HA). Le restanti radio a terra all'interno della subnet devono essere configurate come punti mesh.
L'indirizzo IP locale, la maschera di rete locale e il gateway predefinito per il dispositivo devono essere configurati come richiesto.
Nella pagina Radio wireless è essenziale utilizzare la stessa passphrase di tutte le altre radio. Il ruolo radio per l'interfaccia wireless deve essere configurato come Fluidità. Mentre è possibile utilizzare più interfacce wireless per una radio in base ai requisiti del progetto, solo Radio 1 è configurato e Radio 2 è disabilitato in questa configurazione di laboratorio per semplicità.
Se la rete del veicolo comprende più sottoreti per dispositivi o server a bordo, è necessario configurare un percorso statico sulla radio a bordo. In questa configurazione, è necessario specificare la subnet onboard e la netmask, con il gateway impostato sull'interfaccia corrispondente sul router onboard.
Quando si configura la radio del veicolo, il ruolo dell'unità deve essere impostato su Veicolo. Per abilitare Più subnet come tipo di rete, è necessario deselezionare prima l'opzione ID veicolo automatico. alle radio di ciascun veicolo devono essere assegnati identificativi univoci del veicolo; tuttavia, se sullo stesso veicolo sono presenti più radio, lo stesso ID veicolo deve essere configurato per tutte le radio. Infine, impostare il tipo di rete su Più subnet.
Nota:
Mentre la configurazione base di layer 3 può essere eseguita tramite la GUI, la configurazione di TITAN o VIP per i dispositivi terminali mesh richiede l'uso della CLI o dei servizi IW, poiché queste opzioni non sono disponibili nella GUI.
Durante la configurazione delle radio IW916X come gateway, notare che Radio Off sarà automaticamente abilitato, Radio Off deve essere Fluidity.
Nota: Per il punto mesh, invece, la modalità delle radio a terra sarà il punto mesh
Se la rete del veicolo comprende più sottoreti per dispositivi o server a bordo, è necessario configurare un percorso statico sulla radio a bordo. In questa configurazione, è necessario specificare la subnet onboard e la netmask, con il gateway impostato sull'interfaccia corrispondente sul router onboard.
Questa sezione descrive la configurazione CLI per i dispositivi CURWB, basata sulla topologia presentata all'inizio dell'articolo. Si presume che la ridondanza FastFail sia implementata su Global Gateway, Trackside Mesh End e Vehicle. Per i passaggi di configurazione specifici della ridondanza FastFail, fare riferimento all'articolo precedente. In questa sezione viene trattato solo il concetto VIP specifico per la fluidità di layer 3, presupponendo che FastFail sia già stato configurato su tutte le radio richieste.
Configurazione di IEC6400 come gateway
iotod-iw configure offline
### BASIC CONFIG ###
modeconfig passphrase URWB
ip addr 192.168.20.2 netmask 255.255.255.0 gateway 192.168.20.1
modeconfig layer 3 mode gateway
l2tp wan 192.168.20.12 255.255.255.0 192.168.20.1 port 5701
l2tp add 192.168.200.210 5701
### APPLY CONFIG ###
write
reboot
Configurare le radio AP come gateway:
configure iotod-iw offline
### BASIC CONFIG ###
configure ap address ipv4 static 192.168.20.2 255.255.255.0 192.168.20.1
configure modeconfig mode gateway
configure modeconfig mode meshend radio-off fluidity
configure wireless passphrase URWB
configure fluidity id infrastructure
configure l2tp wan 192.168.20.12 255.255.255.0 192.168.20.1
configure l2tp port 5701
configure l2tp add 192.168.200.210 5701
mpls fastfail primary 192.169.20.4 // Set the virtual IP address of the redundant device group in Layer-3 scenarios
### APPLY CONFIG ###
write
Reload
configure iotod-iw offline
### BASIC CONFIG ###
configure ap address ipv4 static 192.168.200.10 255.255.255.0 192.168.200.1
configure modeconfig mode meshend //Applicable for only Mesh End Trackside Radio
configure modeconfig mode meshpoint //Applicable for only Mesh point Trackside Radio
configure wireless passphrase URWB
configure dot11Radio 1 enable
configure dot11Radio 1 channel 149
configure dot11Radio 1 band-width 20
configure dot11Radio 1 antenna ab-antenna
configure dot11Radio 1 antenna gain 10
configure dot11Radio 1 txpower-level AUTO
configure dot11Radio 1 mode fluidity
configure dot11Radio 2 disable
mpls fastfail primary 192.168.200.13 // Set the virtual IP address of the redundant device group in Layer-3 scenarios
configure modeconfig mode meshend mpls layer 3 //Applicable for only Mesh End Trackside Radio
configure modeconfig mode meshpoint mpls layer 3 //Applicable for only Mesh point Trackside Radio
configure fluidity id infrastructure
## L2TP CONFIG ## //Applicable only to the mesh end Trackside radios
configure l2tp wan 192.168.200.210 255.255.255.0 192.168.200.1
configure l2tp port 5701
configure l2tp add 192.168.20.12 5701
configure l2tp add 192.168.20.13 5701
### APPLY CONFIG ###
write
Reload
configure iotod-iw offline
### BASIC CONFIG ###
configure ap address ipv4 static 10.42.0.2 255.255.255.248 10.42.0.1
configure modeconfig mode meshpoint
configure wireless passphrase URWB
configure dot11Radio 1 enable
configure dot11Radio 1 channel 149
configure dot11Radio 1 band-width 20
configure dot11Radio 1 antenna ab-antenna
configure dot11Radio 1 antenna gain 10
configure dot11Radio 1 txpower-level AUTO
configure dot11Radio 1 mode fluidity
configure dot11Radio 2 disable
configure modeconfig mode meshpoint mpls layer 3
configure fluidity id vehicle-id 1
configure ip route add 172.30.128.0 255.255.255.248 10.42.0.1
mpls fastfail primary 10.42.0.6 // Set the virtual IP address of the redundant device group in Layer-3 scenarios
### APPLY CONFIG ###
write
Reload
configure terminal
ip route 172.30.128.0 255.255.255.248 192.168.20.4
ip route 10.42.0.1 255.255.255.248 192.168.20.4
exit
write
configure terminal
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.42.0.6
exit
write
Switch#show vlan brief
VLAN Name Status Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1 default active Gi1/0/3, Gi1/0/6, Gi1/0/7
Gi1/0/8, Gi1/0/9, Gi1/0/10
Gi1/0/13, Gi1/0/22
10 IT active Gi1/0/16
20 SALES active Gi1/0/17
30 CAMERA active Gi1/0/18
1002 fddi-default act/unsup
1003 token-ring-default act/unsup
1004 fddinet-default act/unsup
1005 trnet-default act/unsup
Switch #show interfaces trunk
Port Mode Encapsulation Status Native vlan
Gi1/0/23 on 802.1q trunking 100
Gi1/0/24 on 802.1q trunking 100
Port Vlans allowed on trunk
Gi1/0/23 1-4094
Gi1/0/24 1-4094
Port Vlans allowed and active in management domain
Gi1/0/23 1,10,20,30,60,100
Gi1/0/24 1,10,20,30,60,100
Port Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Gi1/0/23 1,10,20,30,60,100
Gi1/0/24 1,10,20,30,60,100
configure vlan status enabled
configure vlan management 60
configure vlan native 60
configure ip route add 10.10.10.0 255.255.255.0 10.42.0.6
configure ip route add 10.10.20.0 255.255.255.0 10.42.0.6
configure ip route add 10.10.30.0 255.255.255.0 10.42.0.6
configure terminal
ip route 10.10.10.0 255.255.255.0 192.168.20.4
ip route 10.10.20.0 255.255.255.0 192.168.20.4
ip route 10.10.30.0 255.255.255.0 192.168.20.4
exit
write
In uno scenario di rete L3 con fluidità, lo stato dei tunnel L2TP è una delle impostazioni più importanti da controllare; infatti, un tunnel L2TP verso un cluster in stato IDLE o WAIT o non configurato correttamente impedisce la comunicazione tra il veicolo e la backbone quando il veicolo è collegato a quel cluster specifico.
Un modo semplice per controllare lo stato del tunnel sarebbe o andare sulla CLI ed eseguire "show l2tp" o dalla GUI controllare lo stato.
Con il sistema in condizioni normali (tutti i dispositivi in esecuzione), questo è lo scenario previsto tra i gateway globali e ogni cluster L3 Fluidity a terra:
Revisione | Data di pubblicazione | Commenti |
---|---|---|
1.0 |
09-Jul-2025 |
Versione iniziale |