Rep op Catalyst 9000 Switches

Inleiding

In dit document wordt beschreven hoe u Resilient Ethernet Protocol (REP) op Catalyst 9000-switches kunt configureren en valideren.

Voorwaarden

Vereisten

Cisco raadt u aan kennis te hebben van deze onderwerpen:

• Layer 2-luspreventie

Gebruikte componenten

De informatie in dit document is gebaseerd op de volgende software- en hardware-versies:

• Catalyst 9200
• Catalyst 9300
• Catalyst 9400
• Catalyst 9500
• Catalyst 9600
• Cisco IOS XE 17.6.5 en hoger 

Let op: REP wordt niet ondersteund bij switches met Stackwise Virtual (SVL).

De informatie in dit document is gebaseerd op de apparaten in een specifieke laboratoriumomgeving. Alle apparaten die in dit document worden beschreven, hadden een opgeschoonde (standaard)configuratie. Als uw netwerk live is, moet u zorgen dat u de potentiële impact van elke opdracht begrijpt.

Achtergrondinformatie

REP is een bedrijfseigen protocol van Cisco dat is ontworpen om netwerklussen te voorkomen en snelle convergentie te bieden bij verbindingsfouten in Ethernet-netwerken van laag 2. Het is een alternatief voor Spanning Tree Protocol en wordt vaak gebruikt in specifieke laag 2-topologieën die grote laag 2-extensies vereisen, zoals IoT-netwerken, industriële netwerken of productienetwerken. REP-segmenten worden gevormd door poorten aan elkaar te koppelen tussen switches die zijn geconfigureerd met hetzelfde segment-ID. Met functies zoals REP Load Balancing en de mogelijkheid om naast STP te bestaan, kan REP worden gebruikt om complexe maar voorspelbare laag 2-topologieën te construeren.

Terminologie

REP-theorie

REP is in staat om schakellussen te voorkomen door VLAN's te blokkeren op een enkele poort in het segment dat bekend staat als de alternatieve poort. Wanneer alle poorten in het REP-segment in een UP-status zijn, blokkeert de alternatieve poort om de lus te voorkomen. Wanneer een koppeling in het REP-segment mislukt of als een switch een probleem heeft dat leidt tot het verlies van REP-protocolpakketten, worden de alternatieve poorten doorgestuurd voor de VLAN's die eerder werden geblokkeerd. Het is belangrijk op te merken dat REP-segmenten hierdoor slechts één mislukte poort binnen het segment kunnen verwerken. Meer dan 1 link storing in het REP segment kan leiden tot verkeersverlies.

Wanneer REP is ingeschakeld op een interface, worden alle VLAN's onmiddellijk geblokkeerd. De REP LSL neemt het over en begint met het verzenden van LSL-PDU's om een aangrenzende locatie te vestigen. De nabijheid wordt gemaakt met behulp van een 3-weg handshake met daaropvolgende LSL hello pakketten worden verzonden met intervallen van 1 seconde om REP buren te behouden.

Tijdens de detectie van de REP-buur wisselen de apparaten hun REP-segment-ID en hun poort-ID uit.

• Segment-ID is een getal tussen 1 en 1024 en wordt geconfigureerd op de interface bij het inschakelen van REP. Dit identificeert op unieke wijze het REP-segment.
• Port ID is een 60-bits woord dat automatisch wordt gegenereerd op basis van het MAC-adres van het systeem en het poortnummer op de switch. 
• De LSL-PDU wordt verzonden naar het MAC-adres van bestemming: 0180.c200.0000

9200-STACK-1#show interface port-channel1 rep detail | i PortID
PortID: 08E978BC1A4FDD80                                         <--- Port ID with system MAC in bold

9200-STACK-1#show version | i MAC
Base Ethernet MAC Address : 78:bc:1a:4f:dd:80                    <-- Switch system MAC

Een REP-poort wordt verplaatst naar een Mislukte status nadat deze is uitgeschakeld of de LSL hello-time-out na 5 seconden verloopt.

REP Alternate Port Election 

De alternatieve REP-poort is de poort in het segment die VLAN's blokkeert.

• De verkiezing van de alternatieve haven gebeurt onmiddellijk nadat REP-buren zijn gevestigd met behulp van een voorstel- en overeenkomstmechanisme om te bepalen welke enkele haven in het segment nog steeds blokkeert.
• Elke haven in het segment adverteert zijn havensleutel en havenprioriteit en wacht op de overeenkomst.
• De haven met de hoogste prioriteit wordt gekozen als de alternatieve haven.
• Het verkiezingsproces vindt plaats via REP BPA-berichten.

Advertenties voor geblokkeerde poorten

Een BPA-bericht bestaat uit een Port Key en Port Priority.

• De REP-poortsleutel is een 9-byte-id die wordt gegenereerd telkens wanneer de poort in een blokkeringsstatus terechtkomt, die onmiddellijk op link-up staat voor REP-poorten.
• Het is een combinatie van de poort-ID en een willekeurig gegenereerd nummer.
• De poortprioriteit is ook een 9-byte-id.

Alternatieve-poortverkiezing

1. Op link-up en terwijl de REP-poort zich in een blokkerende staat bevindt, adverteert het zijn poortsleutel en prioriteit aan zijn REP-buur
2. De ontvangende haven vergelijkt de ontvangen BPA-havenprioriteit met zijn eigen havenprioriteit
3.  De ontvangende poort reageert met een ACK-bericht met de sleutel die in de BPA is ontvangen van de buurpoort. Wanneer de buurman zijn eigen sleutel in de BPA ontvangt, weet hij dat de BPA een ACK-bericht van zijn buurman is
4. Als de ACK een poortprioriteit bevat die hoger is dan de lokale poortprioriteit, wordt de lokale poort verplaatst naar een OPEN-status. Het reageert niet met de hoogste prioriteit op het buurland, maar het doet het voorstel uit zijn andere REP-verslag aan zijn andere REP-buurland toekomen
5. De andere REP-buur vergelijkt de ontvangen havenprioriteit met de eigen. Als de ontvangen prioriteit hoger is dan de lokale prioriteit, reageert het ook niet en stuurt het het voorstel mee. Als de lokale prioriteit hoger is, beantwoordt deze aan het oorspronkelijke voorstel met een eigen prioriteit

Dit proces wordt herhaald totdat de poort met de hoogste prioriteit in de blokkeermodus blijft. Dit wordt de alternatieve poort van het segment. De alternatieve poort blijft BPA-berichten met de poortsleutel naar het REP-segment verzenden. Alle REP-poorten in het cachesegment vormen de sleutel van de alternatieve poort. 

In een stabiel REP-segment zijn alle poorten het eens over de Alternate-poort door allemaal dezelfde kopie van de alternatieve poortsleutel te hebben. Elke switch die de ID van de poortsleutel van de alternatieve poort onderhoudt, wordt relevant tijdens scenario's voor verbindingsfouten.

Advertenties voor eindpoorten

EPA-berichten worden elke 4 seconden gegenereerd door edge-poorten. Deze berichten worden doorgestuurd door elke REP-interface in het segment en elke poort voegt zijn eigen topologie-informatie toe aan het bericht. Zodra de edge-poort een EPA ontvangt die wordt gegenereerd door de andere edge-poort in het segment, heeft deze een volledige topologie van het hele segment.

EPA's zorgen ervoor dat elke edge-poort elkaar kan zien en vergemakkelijken de selectie van de primaire edge-poort. De randpoort met de hoogste prioriteit wordt de primaire randpoort.

Melding fout REP-koppeling

Wanneer een koppeling mislukt in een REP-segment, wordt deze verplaatst naar de status "Mislukt" en worden er meldingen van verbindingsfouten verzonden met de sleutel in de cache van de alternatieve poort. De verzendende switch spoelt ook MAC-adressen door voor de REP-link die nog steeds is ingeschakeld.

De REP-buurman-switch ontvangt de foutmelding van de koppeling en stuurt deze door naar alle REP-buurman in het segment en spoelt MAC-adresvermeldingen door voor poorten in het REP-segment. Als de switch die de melding van een verbindingsfout ontvangt, de alternatieve poort in het segment bevat, wordt de poort verplaatst naar de status "OPEN".

Meldingen van verbindingsfouten worden op twee manieren verspreid:

1. REP Snelle meldingen via het verzenden van BPA-berichten naar het Cisco multicast-adres van 0100.0ccc.ccce
2. Betrouwbare REP-meldingen via het verzenden van BPA-berichten in REP BPDU-frames (vergelijkbaar met REP LSL-frames).

REP Link Failure Notificaties werken vergelijkbaar met STP TCN's in die zin dat ze worden gepunteerd op de CPU en MAC-flushing op REP-poorten activeren. Met extra configuratie op REP-poorten die met STP-segmenten te maken hebben, kan een REP-linkfoutmelding worden geconverteerd naar een STP-TCN om het STP-domein te informeren om MAC's door te spoelen als gevolg van de REP-linkfout.

Voorkeurspoort voor REP en taakverdeling voor VLAN

Wanneer VLAN-taakverdeling is geconfigureerd, is de primaire poort van de REP-rand de poort die taakverdeling kan initiëren. De REP-voorkeurspoort is de poort die de voorkeur heeft om de alternatieve poort te worden.

De primaire edge-poort is relevant in het scenario voor taakverdeling omdat taakverdeling wordt geïnitieerd vanaf de primaire edge-poort via extra configuratie.

Load Balancing wordt bereikt door te configureren welke VLAN's de voorkeurspoort moet blokkeren.

• De overige VLAN's worden geblokkeerd op de primaire edge-poort.
• Er zijn 2 alternatieve poorten wanneer VLAN-taakverdeling is geconfigureerd en actief is.

Zodra load balancing is geconfigureerd, heeft dit geen invloed totdat een linkfout of handmatige voorrang wordt geactiveerd vanaf de primaire edge-poort.

Configureren

Netwerkdiagram

Configuraties

Alle poorten moeten worden geconfigureerd als trunkpoorten met een overeenkomende REP-segment-ID. Voor de edge-switch is de edge-parameter vereist.

9200-STACK-1#show running-config interface port-channel 1
Building configuration...
Current configuration : 100 bytes
!
interface Port-channel1
 switchport mode trunk        <-- Must be a trunk 
 load-interval 30
 rep segment 1 edge           <-- configure edge port in REP segment 1
end

Voor REP-poorten die geen edge-poorten zijn, is het gereserveerde woord edge niet vereist.

9300-STACK-2#show running-config interface port-channel 1
Building configuration...

Current configuration : 69 bytes
!
interface Port-channel1
 switchport mode trunk
 rep segment 1                <-- non-edge REP port configuration
end

Verifiëren

Zodra alle segmentpoorten zijn geconfigureerd, is het segment voltooid en kunnen er geen defecte poorten aanwezig zijn.

Bevestig de REP-topologie.

9200-STACK-1#show rep topology 
REP Segment 1
BridgeName                       PortName   Edge Role
-------------------------------- ---------- ---- ----
9200-STACK-1                     Po1        Pri  Open     <-- primary edge port 
9300-STACK-1                     Po1             Alt      <-- alternate port that is blocking VLANs
9300-STACK-1                     Po4             Open
9300-STACK-3                     Po4             Open
9300-STACK-3                     Po3             Open     <-- port is OPEN and forwarding all VLANs
9300-STACK-2                     Po3             Open
9300-STACK-2                     Po1             Open
9200-STACK-1                     Po2        Sec  Open     <-- secondary edge port

Bevestig de REP-status op een interface.

9200-STACK-1#show interface port-channel 1 rep                            <-- check REP status for the port
Interface                    Seg-id Type           LinkOp      Role
---------------------------- ------ -------------- ----------- ----
Port-channel1                1      Primary Edge    TWO_WAY     Open      <-- Edge port is not blocking any VLANs

Detailuitvoer geeft verder inzicht in de REP-status van de poort

9200-STACK-1#show interfaces port-channel1 rep detail
Port-channel1   REP enabled
Segment-id: 1 (Primary Edge)
PortID: 08E978BC1A4FDD80             <-- port ID made from system MAC + random number
Preferred flag: No
Operational Link Status: TWO_WAY
Current Key: 0BE934ED1B4798003405    <-- cached key of the segment Alternate port
Port Role: Open
Blocked VLAN: 
Admin-vlan: 1                        <-- REP admin vlan
Preempt Delay Timer: disabled
LSL Ageout Timer: 5000 ms            <-- default link status adjacency hold down timer       
LSL Ageout Retries: 5
Configured Load-balancing Block Port: none    <-- no load balancing configured on the port
Configured Load-balancing Block VLAN: none
STCN Propagate to: none                       <-- sending TCNs into STP domain is disabled
LSL PDU rx: 924743, tx: 612406
HFL PDU rx: 1, tx: 1
BPA TLV rx: 611945, tx: 2
BPA (STCN, LSL) TLV rx: 0, tx: 0
BPA (STCN, HFL) TLV rx: 0, tx: 0
EPA-ELECTION TLV rx: 13, tx: 11
EPA-COMMAND TLV rx: 0, tx: 0
EPA-INFO TLV rx: 152998, tx: 152999

Overzicht van opdrachten

show rep topology
show rep topology detail
show rep topology segment <Id>
show rep topology segment <Id> detail
show rep topology archive
show rep topology archive detail
show interfaces gig<X/X> rep
show interfaces gig<X/X> rep detail 

Problemen oplossen

invoerwachtrij-wig

Op bepaalde versies van code kan het REP HSL-pakket een interface-invoerwachtrij wiggen.

• Dit kan van invloed zijn op REP-convergentie als HSL-pakketten de invoerwachtrij vullen en LSL-convergentiepakketten niet kunnen worden verwerkt
• Dit wordt veroorzaakt door Cisco bug ID CSCwc52868
• De invoerwachtrij behandelt de verwerking van ALLE protocollen. Zodra de wachtrij "vol" is, wordt het legitieme netwerkbeheerverkeer uitgehongerd en kan het niet handmatig worden geleegd. 

Symptomen van Queue Wedge

• Protocollen zoals CDP, IGMP, enz. werken niet meer (u kunt een buur verliezen in CDP, IGMP multicast-programmeerproblemen, enzovoort).
• De symptomen variëren afhankelijk van welke functies en protocollen aankomen in de interface die moeten worden verwerkt. 
• De interface-invoerwachtrij wordt gebruikt voor pakketten die aankomen bij een interface die in de wachtrij moet worden geplaatst en naar de CPU moet worden gepunteerd voor verwerking
• Een invoerwachtrij wordt ingeklemd wanneer een bepaald pakket niet kan worden gedequeued en uiteindelijk de invoerwachtrijlimiet wordt bereikt
• Zodra een limiet voor de invoerwachtrij van de interface is bereikt, kunnen er geen andere pakketten worden opgeslagen en worden ze in plaats daarvan verwijderd. 

Een wachtrijwig verifiëren 

Door REP-hardware overstroomde laagpakketten over het REP-beheerdersVLAN wordt de invoerwachtrij op een L2-poort ingeklemd.

C9300#show interface gi1/0/48    
GigabitEthernet1/0/48 is up, line protocol is up (connected) 
  Hardware is Gigabit Ethernet, address is 7486.0b0c.e0b0 (bia 7486.0b0c.e0b0)
  Description: PORT
  MTU 1500 bytes, BW 1000000 Kbit/sec, DLY 10 usec, 
     reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
  Encapsulation ARPA, loopback not set
  Keepalive set (10 sec)
  Full-duplex, 1000Mb/s, media type is 10/100/1000BaseTX
  input flow-control is on, output flow-control is unsupported 
  ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00
  Last input 01:14:45, output 00:00:00, output hang never
  Last clearing of "show interface" counters never
  Input queue: 2438/2000/16/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0     <-- 2438 frames in the input queue who's limit is 2000
<...snip...>

C9300#show buffers input-interface gi1/0/48 packet
Tracekey : 1#09f7811786f1de5ddfa0f5542a69f593

Buffer information for Middle buffer at 0x7F81FE8E9000
  data_area 0x7F820F78F004, refcount 1, next 0x0, flags 0x210
  linktype 189 (LINK_REP), enctype 3 (SNAP), encsize 22, rxtype 88
  if_input 0x7F820E71DB50 (GigabitEthernet1/0/48), if_output 0x0 (None)
  inputtime 3d14h (elapsed 03:11:48.761)
  outputtime 00:00:00.000 (elapsed never), oqnumber 65535
  datagramstart 0x7F820F78F072, datagramsize 565, maximum size 804
  mac_start 0x7F820F78F072, addr_start 0x7F820F78F072, info_start 0x7F820F78F080
  network_start 0x7F820F78F088, transport_start 0x0, caller_pc :55FBF3ED3000+37680AC

  7F820F78F072: 01000CCC CCCEA0F8 ...LLN x           <--- HFL destination MAC is in the queue

De wig in de wachtrij herstellen:

• Start het apparaat opnieuw op (een invoerwachtrij kan niet worden gewist zonder opnieuw te laden. Shut / no shut of interface maakt deze buffers niet leeg)
• Upgrade naar een versie van de code die niet door dit probleem wordt beïnvloed 
• De grootte van de invoerwachtrij aanpassen (Als u zeker weet dat er geen HSL-frames meer zullen aankomen, kunt u proberen de grootte van de invoerwachtrij te vergroten. Houd er rekening mee dat het probleem zich waarschijnlijk opnieuw zal manifesteren de volgende keer dat een HSL-overstroming optreedt).

In deze staat zijn er enkele REP-systemen die voorkomen. Deze logs worden in de volgende sectie genoemd 

Opmerking: houd er rekening mee dat dit een generiek logboek is dat wijst op een verlies van LSL tussen buren, wat om andere redenen kan gebeuren. Het is dus nuttig om dit specifieke probleem te identificeren, maar het is niet beperkt tot dit probleem

REP-logberichten

Gerelateerde informatie 

• Layer 2-configuratiehandleiding, Cisco IOS XE Bengaluru 17.6.x (Catalyst 9500 Switches)
• Cisco bug ID CSCwc52868