ATM 仮想回線ではスクランブリングをいつ有効にすればよいか
内容
概要
非同期転送モード（ATM）は、IP がレイヤ 3 プロトコルやプロトコル スタックであると同様に、レイヤ 2 プロトコルおよびプロトコル スタックの両方です。「ATM Reference Model」表は、ATM のプロトコル スタックを示しています。
| ATM 参照モデル | |
|---|---|
| 上位レイヤ | |
| ATM Adaptation Layer（AAL; ATM アダプテーション レイヤ） | コンバージェンス副層（CS）Segmentation and Reassembly（SAR）副層 |
| ATM 層 | Generic Flow Control(GFC)セルヘッダーの作成と検証セル仮想パス識別子(VPI)と仮想チャネル識別子(VCI)変換セルの多重化と逆多重化 |
| 物理層 | |
| Transmission Convergence（TC; 伝送収束）サブレイヤ | ヘッダーエラー制御(HEC)の生成と検証セルの識別セルレートデカップリング伝送適応 |
| Physical Medium Dependent（PMD; 物理メディア依存）サブレイヤ | ビット タイミング（タイムリカバー）物理メディアのラインコード |
物理レイヤは 2 つのサブレイヤから構成されています。物理層の上位は、伝送コンバージェンス（TC）副層で、セル スクランブリングおよびスクランブリング解除、セルの識別、ヘッダー エラー制御（HEC）の生成および検証などの機能があります。
この文書では、スクランブリングの利点と、ATM インターフェイスでスクランブリングを有効にするのに使用する、物理層インターフェイス モジュール（PLIM）ごとに異なるコマンドについて考えます。
前提条件
要件
このドキュメントに特有の要件はありません。
使用するコンポーネント
このドキュメントの内容は、特定のソフトウェアやハードウェアのバージョンに限定されるものではありません。
このドキュメントの情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されました。このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、初期（デフォルト）設定の状態から起動しています。対象のネットワークが実稼働中である場合には、どのようなコマンドについても、その潜在的な影響について確実に理解しておく必要があります。
表記法
ドキュメント表記の詳細は、「シスコ テクニカル ティップスの表記法」を参照してください。
スクランブリングについて
スクランブリングは、ATM セルまたは物理層フレームで送信される 1 および 0 のパターンをランダム化するよう設定されています。デジタルビットをランダム化すると、連続した非可変ビットパターンを防止できます。つまり、すべての1またはすべて0の長い文字列です。一部の物理層プロトコルは、1 と 0 の遷移に基づいてクロッキングを維持します。
スクランブリングの対象となる問題の症状の 1 つは、特定のファイルが ATM リンクを通る際に発生するリンクフラップです。そのようなファイルは、すべて 1 またはすべて 0 の長いストリングを生成している場合があります。
セルペイロードのスクランブリングを有効にするよう選択する場合は、VC の両端が同じスクランブリング設定で構成されていることを確認します。大部分の ATM インターフェイスでは、設定にデフォルトのスクランブリング文が含まれていないことに注意してください。たとえば、PA-A3-T3 ポート アダプタでは、有効化されたセルペイロード スクランブリン グの非デフォルト設定しかコンフィギュレーションに表示されません。これに対して、NM-4T1-IMA ネットワーク モジュールの設定では、スクランブリング文が常に表示されます。
スクランブリングを有効にするには
Cisco IOS® ソフトウェアは、ルータATM インターフェイスでスクランブリングを有効にする 3 つのコマンドをサポートしています。
-
atm scrambling cell-payload：他のすべてのATMインターフェイスハードウェア（PA-A1を除く）。
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atm ds3-scramble：デジタル信号レベル3(DS-3)ATMインターフェイスのみ。
注：DS-3インターフェイスでは、同等の機能を得るためにatm scrambling cell-payloadコマンドを使用するようになりました。
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payload-scrambling:2600および3600 inverse multiplexing over ATM(IMA)ネットワークモジュールのみ。
次のセクションでは、これらのコマンドのそれぞれについての詳細を説明します。
atm scrambling cell-payload コマンドについて
Cisco ルータのほとんどの ATM インターフェイスでは、atm scrambling cell-payload コマンドがサポートされています。スクランブリング設定を確認するには、show atm interface atm コマンドを使用します。
router(config-if)# atm scrambling ? cell-payload SONET in cell payload scrambling mode sts-stream SONET in sts-stream scrambling mode 7200-1# show atm interface atm 3/0 Interface ATM3/0: AAL enabled: AAL5 , Maximum VCs: 4096, Current VCCs: 1 Maximum Transmit Channels: 0 Max. Datagram Size: 4528 PLIM Type: SONET - 155000Kbps, TX clocking: LINE Cell-payload scrambling: ON sts-stream scrambling: ON 0 input, 0 output, 0 IN fast, 0 OUT fast, 0 out drop Avail bw = 155000 Config. is ACTIVE
上記のとおり、同期光ファイバ ネットワーク（SONET）インターフェイスは、スクラン ブリングの 2 つのレベルをサポートしています。最初のレベルは、STS ストリーム スクランブ リング モードで、国際電気通信連合電気通信標準化部門（ITU-T）の GR-253 標準に必要です。 これは 1 + x6 + x7 アルゴリズムを使用し、 SONET フレームのセクション オーバーヘッドの最初の行を除くすべてをスクランブルします。GR-253 の セクション 5.1.3 で、STS ストリームのスクランブリングについてどう定義しているか見てみましょう。
「SONET光インターフェイス信号はバイナリラインコーディングを使用するため、レシーバでのラインレートクロック回復などの目的で、十分な数の遷移（0から1および1から0）を保証するためにスクランブルする必要があります。SONET電気インターフェイス信号は、適切な遷移を保証する回線コードを使用します。ただし、電気インターフェイスと光インターフェイスの間の一貫性を確保するために、スクランブルされます。Nth STS-1 の Z0 バイトに続くバイトの最上位のビット（つまり、最後の Z0 バイトに続くバイト）に対して、スクランブラは「11111111」にリセットされます。 スクランブラは、そのビットから STS-N フレームの残り全体に対して連続的にスクランブルを実行します。フレーム同期バイト（A1 および A2）、セクション トレース バイト（J0）、およびセクション グロース（Z0）バイトはスクランブルされません。
スクランブリングの2番目のレベル、セルペイロードスクランブリングはオプションで、ITU-T I.432 
、セクション4.5.3で定義されています。ATMセルのペイロード部分のビットのみをランダム化し、5バイトのヘッダーはランダム化します。セルペイロード スクランブリングは、新しいセルのそれぞれの始まりを認識するプロセスである ATM セルの識別を正常に行うよう設計されています。
要約すると、SONET レベルまたは sts-stream スクランブリングを、各 SONET デバイスで有効にしなければならないことを理解することが重要です。セルペイロード スクランブリングは、設定コマンドで有効または無効にします。
Cisco IOS ソフトウェアのコマンドラインには、sts-stream スクランブリングを無効にするオプションがあります。このコマンドは受け付けられますが、実際には、スクランブリングのこのレベルを無効にするわけではありません。Cisco のバグID CSCdu17082 により、将来のリリースではこのコマンドが削除されます。
atm ds3-scramble コマンドと atm e3-scramble コマンドについて
DS-3 および E3 ATM インターフェイスのラインコーディング プロトコルは、スクランブリングを利用 できます。特に、スクランブリングにより、受信 ATM インターフェイスで正確なクロック回復が保証されます。
本来、Cisco IOS ソフトウェアは、DS-3 インターフェイ スでは ds3-scramble および atm ds3-scramble コマンドを使用して、E3 インターフェイスでは atm e3-scramble コマンドを使用します。Cisco IOSソフトウェアリリース12.2では、これらのコマンドは隠しコマンドであり、設定されている場合はatm scrambling cell-payloadとして設定に表示されます。
Router# show atm interface atm 2/0/0 ATM interface ATM2/0/0: AAL enabled: AAL5, Maximum VCs: 4096, Current VCCs: 12 Max. Datagram Size:4528, MIDs/VC: 1024 PLIM Type:DS3 - 45Mbps, Framing is C-bit ADM, DS3 lbo: short, TX clocking: LINE Scrambling: OFF 227585 input, 227585 output, 0 IN fast, 0 OUT fast Config. is ACTIVE
scrambling-payload コマンドについて
2600 および 3600 ルータ シリーズの ATM（IMA）ネットワ ーク モジュールでの逆多重化は、scrambling-payload コマンドをサポートします。Cisco IOS ソフトウェア リリース 12.0(5)T および 12.0(5)XK では、IMA モジュールとこのコマンドがサポートされるようになりました。
デフォルトでは、ペイロード スクランブリングは、T1 リン クではオフ、E1 リンクではオンです。T1 リンクのデフォルト B8ZS ライ ン コーディングは、通常適切なセルの識別に十分です。スクランブリングの設定は、遠端と一致する必要があります。
IMA インターフェイスでのスクランブリングのステータスを表示するには、show atm interface atm コマンドまたは show controller atm コマンドを使用します。
router# show controller atm 0/2
Interface ATM0/2 is administratively down
Hardware is ATM T1
!--- Output suppressed.
SAR Scheduling channels: -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1
Part of IMA group 3
Link 2 IMA Info:
group index is 1
Tx link id is 2, Tx link state is unusableNoGivenReason
Rx link id is 99, Rx link state is unusableFault
Rx link failure status is fault,
0 tx failures, 3 rx failures
Link 2 Framer Info:
framing is ESF, line code is B8ZS, fdl is ANSI
cable-length is long, Rcv gain is 26db and Tx gain is 0db,
clock src is line, payload-scrambling is disabled, no loopback
既知の問題：既知の問題：リロードで無効化された atm scrambling cell-payload
4x00 ルータ シリーズ用の ATM ネットワーク プロセッサ モジュールは、atm scrambling cell-payload コマンドを使用して、ペイロード スクランブリングを設定します。Cisco バグ ID CSCds42723 は、ルータがペイロード スクランブリングのコマンドを削除し、リロードで実行コンフィギュレーションに "no scrambling" 文を入力する条件を解決します。
注：これらのモジュールのデフォルトのスクランブリング状態はno scramblingです。
ATM スイッチ ルータでのスクランブリング
ATM スイッチの LS1010 および Catalyst 8500 シリーズは、SONET スクランブリングの両方のモードをサポートしています。両方のモードは、次に示すように SONET インターフェイスのデフォルトにより有効になります。
ls1010# show controllers atm 12/0/3 IF Name: ATM12/0/3 Chip Base Address: A8E0E000 Port type: OC3 Port rate: 155 Mbps Port medium: SM Fiber Port status:Good Signal Loopback:None Flags:8308 TX Led: Traffic Pattern RX Led: Traffic Pattern TX clock source: network-derived Framing mode: sts-3c Cell payload scrambling on Sts-stream scrambling on
cell-payload スクランブリングは、DS-3 インターフェイスではデフォルトで無効で、E3 インターフェイスではデフォルトで有効です。
これらのデフォルト設定に対する設定変更を確認するには、show controllers atm コマンドを使用します。
Packet over SONET リンクでスクランブルする ATM
パケット オーバー SONET（POS）インターフェイスは、SONET フレームの同期ペイロード エンベロープ（SPE）部分の ATM スタイルのペイロード スクランブリングをサポートして、十分なビット移行密度を保証します。このようなスクランブリングはデフォルトでオフになっており、pos scramble-atmコマンドで有効になります。
Router(config)# interface pos 3/0 Router(config-if)# pos scramble-atm
注：スクランブリングは、パスオーバーヘッドのC2バイトの値を変更します。2 つの値は、スクランブリングを有効にする 16 と、無効にする CF です。ATM over SONET リンクとともに使用した場合は、スクランブリングによって C2 バイトは変更されません。
スクランブリングによって ATM リンクはセキュアになるか
セル スクランブリングでは、セキュリティは保証されません。仮想接続で伝送されるデータ パターンのランダム化に使用します。セキュアな ATM 接続を実現するには、上位レイヤでのセキュリティの実装や、暗号化デバイスの使用を検討します。
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