Conceitos básicos, configuração e implementação de Ethernet CFM, Y.1731
Contents
Introduction
Este documento descreve a tecnologia de Gerenciamento de Falhas de Conectividade (CFM - Connectivity Fault Management), a configuração, as verificações posteriores e a solução de problemas. Os conceitos básicos de CFM, os componentes de CFM, um guia de configuração, os comandos show e a análise de Wireshark de mensagens CFM são fornecidos. Este documento não explica as limitações de hardware ou a interface compatível para o CFM trabalhar.
Prerequisites
Requirements
A Cisco recomenda que você tenha conhecimento destes tópicos:
- Tecnologias de Ethernet
- Conexões virtuais de Ethernet (EVCs)
Componentes Utilizados
Este documento não se restringe a versões de software e hardware específicas.
The information in this document was created from the devices in a specific lab environment. All of the devices used in this document started with a cleared (default) configuration. Se a rede estiver ativa, certifique-se de que você entenda o impacto potencial de qualquer comando.
Informações de Apoio
Ethernet CFM é o protocolo de operação, administração e gerenciamento (OAM) de uma camada de Ethernet por ocorrência de serviço de ponta a ponta. Inclui o monitoramento de conectividade proativa, a verificação de falhas e o isolamento de erro para grandes redes de área metropolitana de Ethernet (MANs) e WANs.
O advento de Ethernet como uma tecnologia WAN e MAN impõe um novo conjunto de requisitos de OAM em operações tradicionais de Ethernet, que foram centralizadas somente nas redes corporativas. A expansão da tecnologia Ethernet no domínio de provedores de serviços, onde as redes são substancialmente maiores e mais complexas do que redes corporativas e a base de usuários é mais larga, torna essencial o gerenciamento operacional do tempo de atividade de link. O mais importante é que senso de oportunidade para isolar e responder a uma falha se torna obrigatório em operações normais diárias e OAM se converte diretamente na competitividade do provedor de serviços.
Ethernet OAM
- Componente - IEEE 802.1ag
- CFM - IEEE 802.3ah (cláusula 57)
- Ethernet Link OAM (também conhecido como 802.3 OAM, Link OAM ou Ethernet in the First Mile (EFM) OAM) - ITU-T Y.1731
- Funções e mecanismos OAM para redes baseadas em Ethernet - MEF E-LMI (Ethernet Local Management Interface)
Posição de protocolos Ethernet OAM
- E-LMI - User to Network Interface (UNI)
- Link OAM - Qualquer link 802.3 ponto a ponto
- CFM - UNI ponta a ponta para UNI
- MPLS OAM - na nuvem MPLS
Resumo de CFM
- Família de protocolos que proporciona recursos para detectar, verificar, isolar e relatar falhas de conectividade Ethernet de ponta a ponta
- Emprega quadros Ethernet regulares que trafegam em banda com o tráfego de cliente
- Dispositivos que não podem interpretar mensagens CFM encaminham-nas como quadros de dados normais
- Os quadros CFM são diferenciados por Ether-Type (0x8902) e dMAC address (para mensagens multicast)
- Padronizado pelo IEEE no std 2007 do IEEE. 802.1ag-2007
Mecanismos principais de CFM
- Domínios de manutenção (MDs) aninhados que dividem as responsabilidades para a administração da rede de um determinado serviço de ponta a ponta
- Associações de manutenção (MAs) que monitoram ocorrências do serviço em um determinado MD
- Pontos de manutenção (MPs) que geram e respondem a unidades de dados de protocolo (PDUs) do CFM
- Protocolos (verificação de continuidade, Loopback e Linktrace) usados para atividades de gerenciamento de falhas
Conceitos de CFM
Domínio de manutenção
- Definido pelos limites operacionais/contratuais, como cliente/provedor de serviços/operador
- MD pode aninhar e tocar, mas nunca intersetar
- Até oito níveis de "aninhamento": Nível de MD (0..7) - quanto maior for o nível, mais amplo será o alcance
- Formato de nome de MD: nulo, endereço MAC, DNS ou baseado em string
Associação de manutenção
- Monitora a conectividade de uma ocorrência de serviço específica em um determinado MD, como um serviço que atravessa quatro MDs = quatro MAs
- Definido por um conjunto de endpoints de manutenção (MEPs) na borda de um domínio
- Identificado por MAID - Nome "MA curto" + nome de MD
- Formato de nome de MA curto - Vlan-ID, VPN-ID, inteiro ou baseado em string
Ponto de manutenção - Endpoint de manutenção
- Endpoint da associação de manutenção
- Defina os limites de um MD
- Suporte à detecção de falhas de conectividade entre qualquer par de MEPs em um MA
- Associado por MA e identificado por um MEPID (1-8191)
- Pode iniciar e responder a CFM PDUs
Ponto intermediário de domínio de manutenção
- Ponto intermediário de domínio de manutenção (MIP)
- Suporta a descoberta de caminhos entre MEPs e a localização de falhas ao longo desses caminhos
- Pode ser associado por MD e VLAN/EVC (criados de forma manual ou automática)
- Pode adicionar, verificar e responder a CFM PDUs recebidos
UP MEP
- CFM PDUs gerados pelo MEP são enviados para a função de retransmissão da ponte e não pelo fio conectado à porta onde o MEP está configurado
- Espera-se que CFM PDUs a serem respondidos pelo MEP cheguem através da função de retransmissão da ponte
- Aplicável aos switches
UP MEP - Encaminhamento de quadros
DOWN MEP
- CFM PDUs gerados pelo MEP são enviados pelo fio conectado à porta onde o MEP está configurado
- Espera-se que CFM PDUs a serem respondidos pelo MEP cheguem pelo fio conectado à porta onde o MEP está configurado
- MEP de porta - Down MEP especial no nível zero (0) usado para detectar falhas no nível do link (em vez de serviço)
- Aplicável a roteadores e switches
DOWN MEP - Encaminhamento de quadros
Posicionamento de MP em uma porta de ponte
MAs e UP/DOWN MEPs
Aplicabilidade de UP/DOWN EPs em switches
- DOWN MEPs geralmente são usados para MAs que abrangem um único link
- UP MEPs são comumente usados para MAs com um alcance maior, por exemplo, ponta a ponta e além de um único link
Gerenciamento de falhas
Protocolos CFM
Existem três (3) protocolos definidos pelo CFM:
- Protocolo de verificação de continuidade
- Detecção de falha
- Notificação de falha
- Recuperação de falhas
- Protocolo de loopback
- Verificação de falhas
- Protocolo de linktrace
- Descoberta de caminho e isolamento de erro
Protocolo de verificação de continuidade
- Usado para detecção, notificação e recuperação de falhas
- Associação por manutenção
multicast "heart-beat"as mensagens são transmitidas em um intervalo periódico configurável por MEPs (3,3 ms, 10 ms, 100 ms, 1 s, 10 s, 1 min, 10 min) - unidirecional (não é necessária resposta) - Transmite o status da porta na qual o MEP está configurado
- Catalogados por MIPs no mesmo nível de MD, encerrado por MEPs remotos no mesmo MA
Protocolo de loopback
- Usado para verificação de falhas -
Ethernet Ping - MEP pode transmitir um LBM unicast a um MEP ou MIP no mesmo MA
- MEP também pode transmitir um LBM multicast (definido por ITU-T Y.1731), onde somente MEPs no mesmo MA respondem
- O MP receptor responde e transforma o LBM em um LBR unicast enviado de volta ao MEP original
Protocolo de linktrace
- Usado para descoberta de caminho e isolamento de falha -
Ethernet Traceroute - MEP pode transmitir uma mensagem multicast (LTM) para descobrir os MPs e o caminho para um MIP ou MEP no mesmo MA
- Cada MIP ao longo do caminho e o MP de terminação retornam um LTR unicast ao MEP original
Para colocar todos os três protocolos juntos e implementá-los na rede, siga estas etapas:
- Execute uma verificação de conectividade para detectar proativamente uma falha superficial ou grave.
- Após uma detecção de falha, use loopback, CCM DB e DB de erro para verificá-la.
- Após a verificação, execute traceroute para isolá-la. Vários LBMs de segmento também podem ser usados para isolar a falha.
- Se a falha isolada aponta para um circuito virtual, as ferramentas OAM para essa tecnologia podem ser usadas mais isolamento de erro; como um exemplo para MPLS PW, VCCV e ping MPLS podem ser usados.
Casos de implementação
Gerenciamento de configuração (UP MEP)
Topologia
Para explorar a configuração, uma topologia pequena foi criada para demonstração. Os nomes usados para domínio, nome do serviço e nome EVC são mostrados aqui:
Domain: ISPdomain
Domain level: 5
Service Name: XCONN_EVC
EVC Name: EVC_CE1
PE1:
---------------------------Enabling CFM globally-------------------------------------
ethernet cfm ieee
ethernet cfm distribution enable
ethernet cfm global
ethernet cfm traceroute cache
ethernet cfm alarm notification all
ethernet cfm domain ISPdomain level 5
service XCONN_EVC evc EVC_CE1
continuity-check
---------------------------Enabling CFM MEP under EVC----------------------------
int gig4/2
service instance 2100 ethernet EVC_CE1
encapsulation dot1q 2100
xconnect 192.168.3.3 2100 encapsulation mpls
cfm mep domain ISPdomain mpid 102
monitor loss counter
PE3:
---------------------------Enabling CFM globally-------------------------------------
ethernet cfm ieee
ethernet cfm distribution enable
ethernet cfm global
ethernet cfm traceroute cache
ethernet cfm alarm notification all
ethernet cfm domain ISPdomain level 5
service XCONN_EVC evc EVC_CE1
continuity-check
---------------------------Enabling CFM MEP under EVC----------------------------
int gig4/2
service instance 2100 ethernet EVC_CE1
encapsulation dot1q 2100
xconnect 192.168.1.1 2100 encapsulation mpls
cfm mep domain ISPdomain mpid 201
monitor loss counter
Verificar
comandos show
PE1#show ethernet cfm maintenance-points local
Local MEPs:
--------------------------------------------------------------------------------
MPID Domain Name Lvl MacAddress Type CC
Ofld Domain Id Dir Port Id
MA Name SrvcInst Source
EVC name
--------------------------------------------------------------------------------
102 ISPdomain 5 ccef.48d0.64b0 XCON Y
No ISPdomain Up Gi4/2 N/A
XCONN_EVC 2100 Static
EVC_CE1
Total Local MEPs: 1
PE1#show ethernet cfm maintenance-points remote
--------------------------------------------------------------------------------
MPID Domain Name MacAddress IfSt PtSt
Lvl Domain ID Ingress
RDI MA Name Type Id SrvcInst
EVC Name Age
Local MEP Info
--------------------------------------------------------------------------------
201 ISPdomain 8843.e1df.00b0 Up Up
5 ISPdomain Gi4/2:(192.168.3.3, 2100)
- XCONN_EVC XCON N/A 2100
EVC_CE1 5s
MPID: 102 Domain: ISPdomain MA: XCONN_EVC
Nessa saída, você pode ver o mpid remoto e o endereço MAC remoto. O status CFM mostra up/up.
Analisar verificação de continuidade
PE1#ping ethernet mpid 201 domain ISPdomain service XCONN_EVC
Type escape sequence to abort.
Sending 5 Ethernet CFM loopback messages to 8843.e1df.00b0, timeout is 5 seconds:!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/4/4 ms
PE1#traceroute ethernet mpid 201 domain ISPdomain service XCON$
Type escape sequence to abort. TTL 64. Linktrace Timeout is 5 seconds
Tracing the route to 8843.e1df.00b0 on Domain ISPdomain, Level 5,
service XCONN_EVC, evc EVC_CE1
Traceroute sent via Gi4/2:(192.168.3.3, 2100), path found via MPDB
B = Intermediary Bridge
! = Target Destination
* = Per hop Timeout
--------------------------------------------------------------------------------
MAC Ingress Ingr Action Relay Action
Hops Host Forwarded Egress Egr Action Previous Hop
--------------------------------------------------------------------------------
B 1 ccef.48d0.64b0 Gi4/2 IngOk RlyMPDB
Forwarded
! 2 8843.e1df.00b0 RlyHit:MEP
Not Forwarded ccef.48d0.64b0
Resultados de sniffer
Um dispositivo sniffer foi colocado em PE1, que captura todos os pacotes CFM fornecidos remotamente. Um exemplo é mostrado abaixo:
No screenshot:
- Número de sequência 2 e 13 mostra a mensagem de verificação de continuidade (CCM) geral.
- Número de sequência 4, 5, 6, 7 e 8 mostra as respostas de loopback (LBRs), que foram geradas devido a um teste de ping.
- Número de sequência 10 mostra a resposta de linetrace (LTR), que foi gerada devido a um teste de traceroute.
Gerenciamento de configuração (DOWN MEP)
No exemplo anterior, o EVC pode ser usado por CE1 que está atrás do PE1 e PE3. Você pode ativar down MEP no dispositivo CE1, mas com um nível mais alto de MD. O MD nível 7 aparece neste exemplo.
Domain: CEdomain
Domain level: 7
CE1_A
--------------------Enabling CFM globally---------------------------
ethernet cfm ieee
ethernet cfm global
ethernet cfm domain CEdomain level 7
service CUST vlan 2100 direction down (down Mep)
continuity-check
------------------Enabling CFM MEP under interface--------------------
interface GigabitEthernet1/0/1
switchport access vlan 2100
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport mode trunk
ethernet cfm mep domain CEdomain mpid 1002 service CUST
CE1_B
--------------------Enabling CFM globally---------------------------
ethernet cfm ieee
ethernet cfm global
ethernet cfm domain CEdomain level 7
service CUST vlan 2100 direction down
continuity-check
------------------Enabling CFM MEP under interface--------------------
interface GigabitEthernet1/0/1
switchport access vlan 2100
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport mode trunk
ethernet cfm mep domain CEdomain mpid 2001 service CUST
Verificar
comandos show
CE1#show ethernet cfm maintenance-points remote
--------------------------------------------------------------------------------
MPID Domain Name MacAddress IfSt PtSt
Lvl Domain ID Ingress
RDI MA Name Type Id SrvcInst
EVC Name Age
Local MEP Info
--------------------------------------------------------------------------------
2001 CEdomain 5835.d970.9381 Up Up
7 CEdomain Gi1/0/1
- CUST Vlan 2100 N/A
N/A 3s
MPID: 1002 Domain: CEdomain MA: CUST
Total Remote MEPs: 1
CE1#show ethernet cfm maintenance-points local
Local MEPs:
--------------------------------------------------------------------------------
MPID Domain Name Lvl MacAddress Type CC
Ofld Domain Id Dir Port Id
MA Name SrvcInst Source
EVC name
--------------------------------------------------------------------------------
1002 CEdomain 7 0023.eac6.8d01 Vlan Y
No CEdomain Down Gi1/0/1 2100
CUST N/A Static
N/A
Analisar verificação de continuidade
CE1#ping ethernet mpid 2001 domain CEdomain service CUST
Type escape sequence to abort.
Sending 5 Ethernet CFM loopback messages to 5835.d970.9381, timeout is 5 seconds:!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms
Total Local MEPs: 1
Till now MIP is not configured on PE1 and PE3 hence output of show command and
traceroute command will be as per below.
CE1#tracer ethernet mpid 2001 domain CEdomain service CUST
Type escape sequence to abort. TTL 64. Linktrace Timeout is 5 seconds
Tracing the route to 5835.d970.9381 on Domain CEdomain, Level 7, vlan 2100
Traceroute sent via Gi1/0/1
B = Intermediary Bridge
! = Target Destination
* = Per hop Timeout
--------------------------------------------------------------------------------
MAC Ingress Ingr Action Relay Action
Hops Host Forwarded Egress Egr Action Previous Hop
--------------------------------------------------------------------------------
! 1 5835.d970.9381 Gi1/0/1 IngOk RlyHit:MEP
Not Forwarded 0023.eac6.8d01
CE1_A pode ver CE1_B via traceroute.
Agora, configure MIP em PE1 e PE2.
PE1:
interface GigabitEthernet 4/2
service instance 2100 ethernet EVC_CE1
cfm mip level 7
PE2:
interface GigabitEthernet 4/2
service instance 2100 ethernet EVC_CE1
cfm mip level 7
Agora, verifique os resultados de traceroute do CE1.
CE1#traceroute ethernet mpid 2001 domain CEdomain service CUST
Type escape sequence to abort. TTL 64. Linktrace Timeout is 5 seconds
Tracing the route to 5835.d970.9381 on Domain CEdomain, Level 7, vlan 2100
Traceroute sent via Gi1/0/1
B = Intermediary Bridge
! = Target Destination
* = Per hop Timeout
--------------------------------------------------------------------------------
MAC Ingress Ingr Action Relay Action
Hops Host Forwarded Egress Egr Action Previous Hop
--------------------------------------------------------------------------------
B 1 ccef.48d0.64b0 Gi4/2 IngOk RlyMPDB
Forwarded 0023.eac6.8d01
B 2 8843.e1df.00b0 RlyMPDB
Forwarded Gi4/2 EgrOK ccef.48d0.64b0
! 3 5835.d970.9381 Gi1/0/1 IngOk RlyHit:MEP
Not Forwarded 8843.e1df.00b0
Você pode ver a diferença na saída do traceroute. Saltos intermediários são vistos depois que MIPs em PE1 e PE2 são configurados.
Comandos debug
debug ethernet cfm diagnostic packets
debug ethernet cfm packets
Gerenciamento de desempenho
Principais indicadores de desempenho (KPIs)
- Taxa de perda de quadro - percentual (%) de quadros de serviços não entregues/número total de quadros de serviços entregues no intervalo de tempo T
- Atraso de quadro - ida e volta/atraso unidirecional para um quadro de serviço
- Variação de atraso de quadro - variação no atraso de quadro entre um par de quadros de serviços
Medição de KPIs
Atraso de quadro/variação de atraso
- Medidas unidirecionais ou bidirecionais
- Exige tráfego sintético com carimbos de hora
- Requer sincronização da hora do dia para atraso unidirecional
Perda de quadros
- Perda de quadros unidirecional
- Da origem para o destino - extremidade distante
- Do destino para a origem - extremidade próxima
- Perda de quadros de serviços (perda real) - requer troca do contador
- Aplicável somente a EVCs ponto a ponto
- Perda de quadros estatísticos - baseia-se em tráfego sintético
- Exige tráfego sintético para serviços de vários pontos
- Aplicável a EVCs ponto a ponto e de vários pontos
Solução de gerenciamento de desempenho da Cisco
- Sondas de desempenho Ethernet com base em IEEE 802.1ag e PDUs específicos do fornecedor
- Medir FD/FDV/FL unidirecionais e FD/FDV bidirecionais
- Suporte parcial a redes de vários fornecedores
- Configurado e agendado via SLA IP
- Enviado com o nome do recurso:
IP SLA for Metro Ethernet
- Sondas de desempenho de Ethernet com base em Y.1731 PDUs
- Prioridade para estes mecanismos no Cisco IOS®: ETH-DM unidirecional/ETH-DM bidirecional, ETH-LM unilateral e interoperabilidade entre vários fornecedores de extensões Y.1731 propostas pela Cisco (ETH-SLM)
- Implementação assistida por software e hardware configurada e agendada via SLA IP
- Entrega em fases para as plataformas Cisco IOS e Cisco IOS-XR selecionadas
Diretrizes e restrições de uso
- Implementação do Cisco 7600
- Y.1731 PM não oferece suporte a esses cenários CFM:
- MEP na porta do switch
- MEP em VPLS L2VFI
- UP MEP na ocorrência de serviço com domínio de ponte
- DOWN MEP na ocorrência de serviço desmarcado com domínio de ponte
- DOWN MEP na (sub)interface roteada com dupla marcação
- MEP de porta
- Após um switchover de supervisor, estatísticas Y.1731 PM são desmarcadas
- Reinicialização de IPSLA necessária
- Considerações do canal da porta
- Interfaces de membro devem residir em placas de linha ES+
- Para sondas de perda (LMM), todos os membros devem residir no mesmo NPU (restrição não se aplica a sondas de atraso)
- Quando um link de membro é adicionado/excluído, a sessão é renderizada como inválida
- Y.1731 PM não compatível no canal da porta com balanceamento de carga EVC manual
- Y.1731 PM não compatível no mLACP
Prerequisites
- Configure o CFM.
- MD, MA e MEPs
- Ative a distribuição da configuração de MEP local para placas de linha ES+.
- Programe o hardware para responder a PDUs de mensagem de medição de atraso de entrada (DMM)/mensagem de medição de perda (LMM)
- Router(config)#
ethernet cfm distribution enable
- (Opcional) Configure o protocolo de origem de hora (NTP ou PTPv2). Obrigatório para medição de atraso unidirecional.
- Ative a sincronização até a placa de linha.
- Router(config)#
platform time-source
- Router(config)#
- (Opcional) Ative o monitoramento do contador por cos/agregação de quadro de serviço em CFM MEP. Obrigatório para sondas de perda.
- Router(config-if-srv-ecfm-mep)#
monitor loss counter
- Router(config-if-srv-ecfm-mep)#
Gerenciamento de configuração
Os comandos anteriores já foram ativados no gerenciamento de falhas, portanto apenas SLA IP está ativado para iniciar com o gerenciamento de desempenho.
Ip sla 10
Ethernet y1731 loss LMM domain SPdomain evc EVC_CE1 mpid 201 cos 8 source mpid 102
Frame interval 100
Aggregate interval 180
Ip sla schedule 10 start-time after 00:00:30 life forever.
Verificar
PE1#show ip sla stat 10
IPSLAs Latest Operation Statistics
IPSLA operation id: 10
Loss Statistics for Y1731 Operation 10
Type of operation: Y1731 Loss Measurement
Latest operation start time: 09:30:11.332 UTC Fri Dec 20 2013
Latest operation return code: OK
Distribution Statistics:
Interval
Start time: 09:30:11.332 UTC Fri Dec 20 2013
Elapsed time: 56 seconds
Number of measurements initiated: 120
Number of measurements completed: 120
Flag: OK
PE1#show ethernet cfm pm session active
Display of Active Session
----------------------------------------------------------------------------
EPM-ID SLA-ID Lvl/Type/ID/Cos/Dir Src-Mac-address Dst-Mac-address
----------------------------------------------------------------------------
0 10 5/XCON/N/A/7/Up ccef.48d0.64b0 8843.e1df.00b0
Total number of Active Session: 1
--> Src-Mac-address: SRC MAC of MEP,check 'show ethernet cfm maintenance-points local'
--> Dst-Mac-address: MAC of dest MEP,check 'show ethernet cfm maintenance-points remote'
PE1#show ethernet cfm pm session detail 0
Session ID: 0
Sla Session ID: 10
Level: 5
Service Type: XCO
Service Id: N/A
Direction: Up
Source Mac: ccef.48d0.64b0
Destination Mac: 8843.e1df.00b0
Session Status: Active
MPID: 102
Tx active: yes
Rx active: yes
Timeout timer: stopped
Last clearing of counters: 08:54:20.079 UTC Sat Dec 20 2013
DMMs:
Transmitted: 0
DMRs:
Rcvd: 0
1DMs:
Transmitted: 0
Rcvd: 0
LMMs:
Transmitted: 3143161
LMRs
Rcvd: 515720
VSMs: Transmitted: 0
VSRs: Rcvd: 0
Comandos debug
debug ip sla trace <oper_id>
debug ip sla error <oper_id
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Histórico de revisões
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09-Apr-2014 |
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