無線対応ルーティング

無線対応ルーティング（RAR）は、無線がルーティングプロトコル OSPFv3 と情報を交換し、1 ホップルーティングネイバーのアピアランス、ディスアピアランス、およびリンク状態について信号で伝えるメカニズムです。

大規模なモバイルネットワークでは、ルーティングネイバーへの接続が距離と無線障害により中断されることがよくあります。該当する信号がルーティングプロトコルに到達しない場合、プロトコルタイマーを使用してネイバーのステータスが更新されます。ルーティングプロトコルには期間の長いタイマーがありますが、モバイルネットワークでは推奨されません。

RAR 機能は、Cisco ISR G2 および G3 シリーズ ルータ、Cisco ISR 4000 シリーズ ルータでサポートされています。

PPPoE 拡張は、Cisco 4000 シリーズ ISR でサポートされる RAR プロトコルです。集約による PPPoE 拡張のサポートは、Cisco IOS XE Fuji 16.7 リリースから導入されています。OSPFv3 および EIGRP は、サポートされているルーティングプロトコルです。

無線対応ルーティングの利点

無線対応ルーティング機能には次のようなメリットがあります。

  • 変更を即座に認識することで、ネットワーク コンバージェンスを高速化します。

  • 障害の発生している、または減衰している無線リンクのルーティングを有効にします。

  • ラインオブサイトパスと非ラインオブサイトパス間のルーティングを容易にします。

  • 高速コンバージェンスと最適なルート選択が可能になるため、音声やビデオなど遅延の影響を受けやすいトラフィックが中断されません。

  • 無線リソースと帯域幅の効率的な使用が可能になります。

  • ルータで輻輳制御を実行することにより、無線リンクへの影響を軽減します。

  • 無線電力の節減に基づくルート選択が可能になります。

  • ルーティング機能と無線機能の分離を有効にします。

  • RFC 5578、R2CP、および DLEP に準拠した無線へのシンプルなイーサネット接続を実現します。

制約事項と制限

無線対応ルーティング機能には次の制約事項と制限があります。

  • DLEP および R2CP プロトコルは、Cisco 4000 シリーズ ISR ではサポートされていません。

  • マルチキャストトラフィックは、集約モードではサポートされていません。

  • 高可用性（HA）はサポートされていません。

パフォーマンス

無線対応ルーティング機能は、無線または VMI インターフェイスごとに最大 10 のネイバーをサポートできます。合計 30 〜 40 のネイバーに対応可能です。

システム コンポーネント

無線対応ルーティング（RAR）機能は、PPPoE、仮想マルチポイント インターフェイス（VMI）、QoS、ルーティング プロトコル インターフェイス、RAR プロトコルなどのさまざまなコンポーネントで構成される MANET（モバイル アドホック ネットワーク）インフラストラクチャを使用して導入されます。

Point-to-Point Protocol over Ethernet（PPPoE）

PPPoE は、クライアントとサーバーの間の明確に定義された通信メカニズムです。RAR の導入では、無線が PPPoE クライアントの役割を果たし、ルータが PPPoE サーバーの役割を果たします。その結果、明確に定義された予測可能な通信メカニズムを提供しながら、無線とルータを疎結合することが可能になります。

PPPoE はセッションまたは接続指向プロトコルであるため、外部無線から IOS ルータへのポイントツーポイント無線周波数（RF）リンクを拡張します。

PPPoE 拡張

PPPoE 拡張は、ルータが無線と通信するときに使用されます。PPPoE の Cisco IOS 導入では、個々のセッションは仮想アクセスインターフェイス（無線ネイバーへの接続）で表され、これらの PPPoE 拡張を使用して QoS を適用できます。

RFC5578 は、信頼ベースのフロー制御とセッションベースのリアルタイム リンク メトリックをサポートするための PPPoE の拡張を実現します。この拡張は、可変帯域幅および制限付きバッファリング機能（無線リンクなど）を使用した接続に非常に役立ちます。

仮想マルチポイント インターフェイス（VMI）

PPPoE 拡張によってルータと無線間で通信するためのセットアップの大部分が実現しますが、VMI は、上位レイヤ（ルーティングプロトコルなど）が消費するイベントを管理および変換する必要に対処します。また、VMI はバイパスモードで動作します。

バイパスモードでは、無線ネイバーを表すすべての仮想アクセスインターフェイス（VAI）がルーティングプロトコル OSPFv3 および EIGRP に明示されるため、ルーティングプロトコルは、ユニキャストとマルチキャスト両方のルーティング プロトコル トラフィックに関してそれぞれの VAI と直接通信します。

集約モードでは、VMI がルーティングプロトコル（OSPF）に明示されるため、ルーティングプロトコルは VMI を活用して効率を最適化できます。ネットワークネイバーが、VMI でのブロードキャストおよびマルチキャスト機能を備えたポイントツーマルチポイント リンク上のネットワークの集合と見なされる場合、VMI は、PPPoE から作成された複数の仮想アクセスインターフェイスの集約に役立ちます。VMI は、単一のマルチアクセスレイヤ 2 ブロードキャスト対応インターフェイスを提供します。VMI レイヤは、ユニキャスト ルーティング プロトコル トラフィックを適切な P2P リンク（仮想アクセスインターフェイス）にリダイレクトし、フローする必要があるすべてのマルチキャスト/ブロードキャスト トラフィックを複製します。ルーティングプロトコルは単一のインターフェイスと通信するため、ネットワークの完全性に影響を与えることなく、トポロジデータベースのサイズが縮小されます。

PPPoE 拡張セッションでの QoS プロビジョニング

次の例では、PPPoE 拡張セッションでの QoS プロビジョニングについて説明します。

policy-map rar_policer
 class class-default
  police 10000 2000 1000 conform-action transmit  exceed-action drop  violate-action drop
policy-map rar_shaper
 class class-default
  shape average percent 1

interface Virtual-Template2
 ip address 10.92.2.1 255.255.255.0
 no peer default ip address
 no keepalive
 service-policy input rar_policer
end

例：バイパスモードでの RAR 機能の設定

次に、バイパスモードにおける RAR のエンドツーエンド設定の例を示します。


（注）  

RAR を設定する前に、まず subscriber authorization enable コマンドを設定して RAR セッションを起動する必要があります。認証され有効になっていないと、ポイントツーポイント プロトコルはこれを RAR セッションとして認識せず、PPPoE Active Discovery Initiate（PADI）の提示の際に manet_radio をタグ付けしない場合があります。デフォルトでは、設定にバイパスモードが表示されません。モードがバイパスとして設定されている場合にのみ表示されます。

RAR のサービスの設定

policy-map type service rar-lab 
 pppoe service manet_radio //note: Enter the pppoe service policy name as manet_radio
!
ブロードバンドの設定
bba-group pppoe VMI2
 virtual-template 2
service profile rar-lab 
!
interface GigabitEthernet0/0/1
 description Connected to Client1
  negotiation auto
  pppoe enable group VMI2
!

RAR のサービスの設定

policy-map type service rar-lab 
 pppoe service manet_radio //note: Enter the pppoe service policy name as manet_radio
!

バイパスモードの設定

  • 仮想テンプレートで明示的に設定された IP アドレス

    

interface Virtual-Template2
ip address 192.168.90.3 255.255.255.0
no ip redirects
peer default ip address pool PPPoEpool2
ipv6 enable
ospfv3 1 network manet
ospfv3 1 ipv4 area 0
ospfv3 1 ipv6 area 0
no keepalive
service-policy input rar_policer Or/And
service-policy output rar_shaper

  • 仮想テンプレートで設定された番号なしの VMI

    
interface Virtual-Template2
ip unnumbered vmi2
no ip redirects
peer default ip address pool PPPoEpool2 
ipv6 enable
ospfv3 1 network manet
ospfv3 1 ipv4 area 0
ospfv3 1 ipv6 area 0
no keepalive
service-policy input rar_policer Or/And
service-policy output rar_shaper

バイパスモードでの仮想マルチポイント インターフェイスの設定


interface vmi2 //configure the virtual multi interface
ip address 192.168.2.1 255.255.0.0
physical-interface GigabitEthernet0/0/1
mode bypass     
interface vmi3//configure the virtual multi interface
 ip address 192.168.3.1 255.255.0.0
 physical-interface GigabitEthernet0/0/1
mode bypass

OSPF ルーティングの設定

router ospfv3 1
 router-id 192.168.1.1
!
 address-family ipv4 unicast
  redistribute connected metric 1 metric-type 1
  log-adjacency-changes
 exit-address-family
 !
 address-family ipv6 unicast
  redistribute connected metric-type 1
  log-adjacency-changes
 exit-address-family
!
ip local pool PPPoEpool2 192.168.12.3 192.168.12.254

RAR セッションの詳細の確認

RAR セッションの詳細を取得するには、次の show コマンドを使用します。

Router#show pppoe session packets all 
Total PPPoE sessions 2                                                        

session id: 9
local MAC address: 006b.f10e.a5e0, remote MAC address: 0050.56bc.424a
virtual access interface: Vi2.1, outgoing interface: Gi0/0/0         
    1646 packets sent, 2439363 received                              
    176216 bytes sent, 117250290 received                            

PPPoE Flow Control Stats
 Local Credits: 65535   Peer Credits: 65535   Local Scaling Value 64 bytes
 Credit Grant Threshold: 28000    Max Credits per grant: 65535            
 Credit Starved Packets: 0                                                
 PADG xmit Seq Num: 32928     PADG Timer index: 0                         
 PADG last rcvd Seq Num: 17313                                            
 PADG last nonzero Seq Num: 17306                                         
 PADG last nonzero rcvd amount: 2                                         
 PADG Timers: (ms)   [0]-1000    [1]-2000    [2]-3000    [3]-4000    [4]-5000 
 PADG xmit: 33308  rcvd: 17313                                                
 PADC xmit: 17313  rcvd: 19709                                                
 In-band credit pkt xmit: 7 rcvd: 2434422                                     
 Last credit packet snapshot                                                  
  PADG xmit: seq_num = 32928, fcn = 0, bcn = 65535                            
  PADC rcvd: seq_num = 32928, fcn = 65535, bcn = 65535
  PADG rcvd: seq_num = 17313, fcn = 0, bcn = 65535
  PADC xmit: seq_num = 17313, fcn = 65535, bcn = 65535
  In-band credit pkt xmit: fcn = 61, bcn = 65533
  In-band credit pkt rcvd: fcn = 0, bcn = 65534
    ==== PADQ Statistics ====
     PADQ xmit: 0  rcvd: 0


session id: 10
local MAC address: 006b.f10e.a5e1, remote MAC address: 0050.56bc.7dcb
virtual access interface: Vi2.2, outgoing interface: Gi0/0/1
    1389302 packets sent, 1852 received
    77869522 bytes sent, 142156 received

PPPoE Flow Control Stats
 Local Credits: 65535   Peer Credits: 65535   Local Scaling Value 64 bytes
 Credit Grant Threshold: 28000    Max Credits per grant: 65535
 Credit Starved Packets: 0
 PADG xmit Seq Num: 18787     PADG Timer index: 0
 PADG last rcvd Seq Num: 18784
 PADG last nonzero Seq Num: 18768
 PADG last nonzero rcvd amount: 2
 PADG Timers: (ms)   [0]-1000    [1]-2000    [2]-3000    [3]-4000    [4]-5000
 PADG xmit: 18787  rcvd: 18784
 PADC xmit: 18784  rcvd: 18787
 In-band credit pkt xmit: 1387764 rcvd: 956
 Last credit packet snapshot
  PADG xmit: seq_num = 18787, fcn = 0, bcn = 65535
  PADC rcvd: seq_num = 18787, fcn = 65535, bcn = 65535
  PADG rcvd: seq_num = 18784, fcn = 0, bcn = 65535
  PADC xmit: seq_num = 18784, fcn = 65535, bcn = 65535
  In-band credit pkt xmit: fcn = 0, bcn = 64222
  In-band credit pkt rcvd: fcn = 0, bcn = 65534
    ==== PADQ Statistics ====
     PADQ xmit: 0  rcvd: 1

Router#show pppoe session packets 
Total PPPoE sessions 2

SID     Pkts-In         Pkts-Out        Bytes-In        Bytes-Out
9       2439391         1651            117252098       176714
10      1858            1389306         142580          77869914

Router#show vmi counters 
Interface vmi2: - Last Clear Time =                               

Input Counts:
  Process Enqueue      =          0 (VMI)
  Fastswitch           =          0      
  VMI Punt Drop:                         
       Queue Full      =          0      

Output Counts:
  Transmit:   
       VMI Process DQ  =       4280
       Fastswitch VA   =          0
       Fastswitch VMI  =          0
  Drops:                           
       Total           =          0
       QOS Error       =          0
       VMI State Error =          0
       Mcast NBR Error =          0
       Ucast NBR Error =          0
Interface vmi3: - Last Clear Time = 

Input Counts:
  Process Enqueue      =          0 (VMI)
  Fastswitch           =          0
  VMI Punt Drop:
       Queue Full      =          0

Output Counts:
  Transmit:
       VMI Process DQ  =       2956
       Fastswitch VA   =          0
       Fastswitch VMI  =          0
  Drops:
       Total           =          0
       QOS Error       =          0
       VMI State Error =          0
       Mcast NBR Error =          0
       Ucast NBR Error =          0
Interface vmi4: - Last Clear Time =

Input Counts:
  Process Enqueue      =          0 (VMI)
  Fastswitch           =          0
  VMI Punt Drop:
       Queue Full      =          0

Output Counts:
  Transmit:
       VMI Process DQ  =          0
       Fastswitch VA   =          0
       Fastswitch VMI  =          0
  Drops:
       Total           =          0
       QOS Error       =          0
       VMI State Error =          0
       Mcast NBR Error =          0
       Ucast NBR Error =          0
Router#

Router#show vmi neighbor details 
1 vmi2 Neighbors
     	1 vmi3 Neighbors
     	0 vmi4 Neighbors
     	2 Total Neighbors

vmi2   IPV6 Address=FE80::21E:E6FF:FE43:F500
       IPV6 Global Addr=::                  
       IPV4 Address=192.168.2.2, Uptime=05:15:01
       Output pkts=89, Input pkts=0           
       No Session Metrics have been received for this neighbor.
       Transport PPPoE, Session ID=9                           
       INTERFACE STATS:                                        
          VMI Interface=vmi2,                                  
             Input qcount=0, drops=0, Output qcount=0, drops=0 
          V-Access intf=Virtual-Access2.1,                     
             Input qcount=0, drops=0, Output qcount=0, drops=0 
          Physical intf=GigabitEthernet0/0/0,                  
             Input qcount=0, drops=0, Output qcount=0, drops=0 

PPPoE Flow Control Stats
 Local Credits: 65535   Peer Credits: 65535   Local Scaling Value 64 bytes
 Credit Grant Threshold: 28000    Max Credits per grant: 65535            
 Credit Starved Packets: 0                                                
 PADG xmit Seq Num: 33038     PADG Timer index: 0                         
 PADG last rcvd Seq Num: 17423                                            
 PADG last nonzero Seq Num: 17420                                         
 PADG last nonzero rcvd amount: 2                                         
 PADG Timers: (ms)   [0]-1000    [1]-2000    [2]-3000    [3]-4000    [4]-5000 
 PADG xmit: 33418  rcvd: 17423                                                
 PADC xmit: 17423  rcvd: 19819                                                
 In-band credit pkt xmit: 7 rcvd: 2434446                                     
 Last credit packet snapshot                                                  
  PADG xmit: seq_num = 33038, fcn = 0, bcn = 65535                            
  PADC rcvd: seq_num = 33038, fcn = 65535, bcn = 65535                        
  PADG rcvd: seq_num = 17423, fcn = 0, bcn = 65535                            
  PADC xmit: seq_num = 17423, fcn = 65535, bcn = 65535                        
  In-band credit pkt xmit: fcn = 61, bcn = 65533                              
  In-band credit pkt rcvd: fcn = 0, bcn = 65534                               
    ==== PADQ Statistics ====                                                 
     PADQ xmit: 0  rcvd: 0                                                    


vmi3   IPV6 Address=FE80::21E:7AFF:FE68:6100
       IPV6 Global Addr=::                  
       IPV4 Address=91.91.91.4, Uptime=05:14:55
       Output pkts=6, Input pkts=0             
       METRIC DATA: Total rcvd=1, Avg arrival rate (ms)=0
          CURRENT: MDR=128000 bps, CDR=128000 bps        
                   Lat=0 ms, Res=100, RLQ=100, load=0    
          MDR      Max=128000 bps, Min=128000 bps, Avg=128000 bps
          CDR      Max=128000 bps, Min=128000 bps, Avg=128000 bps
          Latency  Max=0, Min=0, Avg=0 (ms)
          Resource Max=100%, Min=100%, Avg=100%
          RLQ      Max=100, Min=100, Avg=100
          Load     Max=0%, Min=0%, Avg=0%
       Transport PPPoE, Session ID=10
       INTERFACE STATS:
          VMI Interface=vmi3,
             Input qcount=0, drops=0, Output qcount=0, drops=0
          V-Access intf=Virtual-Access2.2,
             Input qcount=0, drops=0, Output qcount=0, drops=0
          Physical intf=GigabitEthernet0/0/1,
             Input qcount=0, drops=0, Output qcount=0, drops=0

PPPoE Flow Control Stats
 Local Credits: 65535   Peer Credits: 65535   Local Scaling Value 64 bytes
 Credit Grant Threshold: 28000    Max Credits per grant: 65535
 Credit Starved Packets: 0
 PADG xmit Seq Num: 18896     PADG Timer index: 0
 PADG last rcvd Seq Num: 18894
 PADG last nonzero Seq Num: 18884
 PADG last nonzero rcvd amount: 2
 PADG Timers: (ms)   [0]-1000    [1]-2000    [2]-3000    [3]-4000    [4]-5000
 PADG xmit: 18896  rcvd: 18894
 PADC xmit: 18894  rcvd: 18896
 In-band credit pkt xmit: 1387764 rcvd: 961
 Last credit packet snapshot
  PADG xmit: seq_num = 18896, fcn = 0, bcn = 65535
  PADC rcvd: seq_num = 18896, fcn = 65535, bcn = 65535
  PADG rcvd: seq_num = 18894, fcn = 0, bcn = 65535
  PADC xmit: seq_num = 18894, fcn = 65535, bcn = 65535
  In-band credit pkt xmit: fcn = 0, bcn = 64222
  In-band credit pkt rcvd: fcn = 0, bcn = 65534
    ==== PADQ Statistics ====
     PADQ xmit: 0  rcvd: 1

Router#show vmi neighbor details vmi 2
              1 vmi2 Neighbors      

vmi2   IPV6 Address=FE80::21E:E6FF:FE43:F500
       IPV6 Global Addr=::
       IPV4 Address=192.168.2.2, Uptime=05:16:03
       Output pkts=89, Input pkts=0
       No Session Metrics have been received for this neighbor.
       Transport PPPoE, Session ID=9
       INTERFACE STATS:
          VMI Interface=vmi2,
             Input qcount=0, drops=0, Output qcount=0, drops=0
          V-Access intf=Virtual-Access2.1,
             Input qcount=0, drops=0, Output qcount=0, drops=0
          Physical intf=GigabitEthernet0/0/0,
             Input qcount=0, drops=0, Output qcount=0, drops=0

PPPoE Flow Control Stats
 Local Credits: 65535   Peer Credits: 65535   Local Scaling Value 64 bytes
 Credit Grant Threshold: 28000    Max Credits per grant: 65535
 Credit Starved Packets: 0
 PADG xmit Seq Num: 33100     PADG Timer index: 0
 PADG last rcvd Seq Num: 17485
 PADG last nonzero Seq Num: 17449
 PADG last nonzero rcvd amount: 2
 PADG Timers: (ms)   [0]-1000    [1]-2000    [2]-3000    [3]-4000    [4]-5000
 PADG xmit: 33480  rcvd: 17485
 PADC xmit: 17485  rcvd: 19881
 In-band credit pkt xmit: 7 rcvd: 2434460
 Last credit packet snapshot
  PADG xmit: seq_num = 33100, fcn = 0, bcn = 65535
  PADC rcvd: seq_num = 33100, fcn = 65535, bcn = 65535
  PADG rcvd: seq_num = 17485, fcn = 0, bcn = 65535
  PADC xmit: seq_num = 17485, fcn = 65535, bcn = 65535
  In-band credit pkt xmit: fcn = 61, bcn = 65533
  In-band credit pkt rcvd: fcn = 0, bcn = 65534
    ==== PADQ Statistics ====
     PADQ xmit: 0  rcvd: 0

Router#show platform hardware qfp active feature ess session
Current number sessions: 2
Current number TC flow: 0
Feature Type: A=Accounting D=Policing(DRL) F=FFR M=DSCP Marking L=L4redirect P=Portbundle T=TC

   Session    Type      Segment1      SegType1      Segment2      SegType2 Feature Other
----------------------------------------------------------------------------------------
        21     PPP 0x0000001500001022    PPPOE 0x0000001500002023    LTERM -------
        24     PPP 0x0000001800003026    PPPOE 0x0000001800004027    LTERM -------

Router#show platform software subscriber pppoe_fctl evsi 21
PPPoE Flow Control Stats
 Local Credits: 65535   Peer Credits: 65535   Local Scaling Value 64 bytes
 Credit Grant Threshold: 28000    Max Credits per grant: 65535
 Credit Starved Packets: 0
 PADG xmit Seq Num: 33215     PADG Timer index: 0
 PADG last rcvd Seq Num: 17600
 PADG last nonzero Seq Num: 17554
 PADG last nonzero rcvd amount: 2
 PADG Timers: (ms)   [0]-1000    [1]-2000    [2]-3000    [3]-4000    [4]-5000
 PADG xmit: 33595  rcvd: 17600
 PADC xmit: 17600  rcvd: 19996
 In-band credit pkt xmit: 7 rcvd: 2434485
 Last credit packet snapshot
  PADG xmit: seq_num = 33215, fcn = 0, bcn = 65535
  PADC rcvd: seq_num = 33215, fcn = 65535, bcn = 65535
  PADG rcvd: seq_num = 17600, fcn = 0, bcn = 65535
  PADC xmit: seq_num = 17600, fcn = 65535, bcn = 65535
  In-band credit pkt xmit: fcn = 61, bcn = 65533
  In-band credit pkt rcvd: fcn = 0, bcn = 65534

BQS buffer statistics
 Current packets in BQS buffer: 0
 Total en-queue packets: 0 de-queue packets: 0
 Total dropped packets: 0

Internal flags: 0x0


Router#show platform hardware qfp active feature ess session id 21
Session ID: 21

  EVSI type: PPP
  SIP Segment ID: 0x1500001022
  SIP Segment type: PPPOE
  FSP Segment ID: 0x1500002023
  FSP Segment type: LTERM
  QFP if handle: 16
  QFP interface name: EVSI21
  SIP TX Seq num: 0
  SIP RX Seq num: 0
  FSP TX Seq num: 0
  FSP RX Seq num: 0
  Condition Debug: 0x00000000
    session


Router#show ospfv3 neighbor

          OSPFv3 1 address-family ipv4 (router-id 192.168.3.3)

Neighbor ID     Pri   State           Dead Time   Interface ID    Interface
192.168.1.1           0   FULL/  -        00:01:32    19              Virtual-Access2.1

          OSPFv3 1 address-family ipv6 (router-id 192.168.3.3)

Neighbor ID     Pri   State           Dead Time   Interface ID    Interface
192.168.1.1           0   FULL/  -        00:01:52    19              Virtual-Access2.1
Router#

Router#sh ip route 

Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area 
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2
i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2
ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route
o - ODR, P - periodic downloaded static route, H - NHRP, l - LISP
a - application route
+ - replicated route, % - next hop override, p - overrides from PfR

Gateway of last resort is not set

      192.168.0.3/8 is variably subnetted, 3 subnets, 2 masks
C        192.168.3.0/24 is directly connected, Virtual-Access2.1
O        192.168.4.0/32 [110/1] via 192.168.4.0, 00:00:03, Virtual-Access2.1
L        192.168.5.0/32 is directly connected, Virtual-Access2.1
      192.168.0.5/32 is subnetted, 1 subnets
C        192.168.2.21 is directly connected, Virtual-Access2.1