صيانة الأجهزة في عقد IMS من الجيل الخامس ومعالج UPF للبيانات

المقدمة

يصف هذا المستند إجراء إجراء تنفيذ أنشطة الصيانة في عقد النظام الفرعي للوسائط المتعددة (IMS) الخاص ب IP ومستوى بيانات المستخدم (UPF).

المتطلبات الأساسية

المتطلبات

توصي Cisco بأن تكون لديك معرفة بالمواضيع التالية:

• 5G-UPF
• مدير تكوين التكرار (RCM)
• Virtual Packet Core (VPC) - مثيل واحد (SI)
• برنامج مراقبة الأجهزة الافتراضية (KVM) القائم على Kernel

المكونات المستخدمة

تستند المعلومات الواردة في هذا المستند إلى إصدارات البرامج والمكونات المادية التالية:

• Subscriber Microservices Infrastructure SMI) 2020.02.2.35
• نظام التشغيل Star OS 21.22

تم إنشاء المعلومات الواردة في هذا المستند من الأجهزة الموجودة في بيئة معملية خاصة. بدأت جميع الأجهزة المُستخدمة في هذا المستند بتكوين ممسوح (افتراضي). إذا كانت شبكتك قيد التشغيل، فتأكد من فهمك للتأثير المحتمل لأي أمر.

معلومات أساسية

ما هو UPF؟

واجهة مستوى المستخدم (UPF) هي إحدى وظائف الشبكة (NF) لشبكة 5G الأساسية (5GC). وهو مسؤول عن توجيه الحزم وإعادة توجيهها وفحص الحزم ومعالجة جودة الخدمة وجلسات وحدات توزيع الطاقة (PDU) الخارجية للاتصال البيني بشبكات البيانات (DN)، في بنية الجيل الخامس.

ما هو VPC-SI؟

يقوم VPC-SI بدمج عمليات هيكل Cisco ASR 5500 المادي الذي يعمل بنظام التشغيل StarOS في جهاز افتراضي واحد (VM) قادر على التشغيل على خوادم (COTS) التجارية الجاهزة. يعمل كل جهاز افتراضي طراز VPC-SI VM كمثيل مستقل لنظام التشغيل StarOS، كما أنه يتضمن إمكانات الإدارة ومعالجة جلسات العمل لأي هيكل مادي.

ما هو برنامج Hypervisor لمراقبة الأجهزة الافتراضية ل KVM؟

إن الجهاز الظاهري (KVM) القائم على Kernel هو تقنية محاكاة افتراضية مفتوحة المصدر مدمجة في نظام التشغيل Linux. وعلى وجه التحديد، تتيح لك لوحة المفاتيح والفيديو والماوس (KVM) إمكانية تحويل نظام التشغيل Linux إلى برنامج hypervisor يسمح للجهاز المضيف بتشغيل بيئات افتراضية متعددة ومعزولة يطلق عليها اسم "الضيوف" أو الأجهزة الافتراضية (VM).

ما هو ICSR؟

Interchassis Session Recovery (ICSR) هي ميزة Cisco المرخصة التي تتطلب ترخيصا منفصلا، توفر هذه الميزة أعلى توفر ممكن لمعالجة المكالمات المستمرة دون مقاطعة لخدمات المشترك. يسمح ICSR للمشغل بتكوين البوابات لأغراض التكرار. في حالة فشل إحدى البوابات، يسمح ICSR بتوجيه جلسات العمل بشكل شفاف حول الفشل، وبالتالي الحفاظ على تجربة المستخدم. كما يحتفظ ICSR بمعلومات جلسة العمل وحالتها.

المشكلة

تحتاج صيانة الأجهزة مثل عطل الأجهزة أو ترقية البرامج/البرامج الثابتة والمزيد إلى وقت التوقف عن العمل في الخوادم. ويلزم اتباع هذا الإجراء لإجراء الصيانة في خوادم UPF Baremetal وكيفية التبديل بسهولة بين الخدمات لتجنب التوقف عن العمل غير المرغوب فيه في تطبيق UPF. 

إجراءات الصيانة

عقد UPF هي أجهزة افتراضية من نظام التشغيل StarOS يتم إستضافتها في برنامج مراقبة أجهزة افتراضية ل KVM. يستضيف برنامج KVM Hypervisor مثالين ل VM. يحتوي IMS UPF على تكرار 1:1، وكل مثيل نشط لديه مثيل إستعداد. وهو يستخدم ICSR مع بروتوكول تكرار الجلسة (SRP) لمعالجة التكرار. يتم إستخدام SRP لتبادل رسائل الترحيب بين هيكل ICSR. كما أنه يتبادل معلومات حالة جلسة العمل بين الهيكل النشط/الاحتياطي (بيانات نقطة التفتيش). يتم إرسال معلومات جلسة عمل المشترك الكامل من الهيكل النشط إلى هيكل الاستعداد في شكل سجل إسترداد المكالمة (CRR)، عبر إرتباط SRP.

قم بتسجيل الدخول إلى عقدة KVM وسرد مثيلات VM باستخدام أمر KVM.

cloud-user@podname-upf-ims-kvmnode-1:~$ sudo virsh list --all
Id Name State
----------------------------------------------------
1 imsupf01 running
4 imsupf10 running

cloud-user@podname-upf-ims-kvmnode-1:~$

قم بتسجيل الدخول إلى مثيل UPF وحدد حالة الهيكل.

[local]imsupf10# show srp info
Friday July 22 15:50:24 UTC 2022
Service Redundancy Protocol:
-------------------------------------------------------------------------------
Context: srp 
Local Address: 10.x.x.74
Chassis State: Standby 
Chassis Mode: Backup 
Chassis Priority: 2 
Local Tiebreaker: 02-7E-35-53-F9-F1
Route-Modifier: 9 

Peer Remote Address: 10.x.x.73
Peer State: Active 
Peer Mode: Primary 
Peer Priority: 1 
Peer Tiebreaker: 02-11-59-73-87-35
Peer Route-Modifier: 8 
Last Hello Message received: Fri Jul 22 15:50:21 2022 (3 seconds ago)
Peer Configuration Validation: Complete 
Last Peer Configuration Error: None 
Last Peer Configuration Event: Fri Jul 22 15:50:22 2022 (2 seconds ago)
Last Validate Switchover Status: None 
Connection State: Connected 

[local]imsupf01# show srp info
Friday July 22 15:31:20 UTC 2022
Service Redundancy Protocol:
-------------------------------------------------------------------------------
Context: srp 
Local Address: 10.x.x.66
Chassis State: Active 
Chassis Mode: Backup 
Chassis Priority: 2 
Local Tiebreaker: 02-7C-1A-62-FA-3C
Route-Modifier: 5 

Peer Remote Address: 10.x.x.65
Peer State: Standby 
Peer Mode: Primary 
Peer Priority: 1 
Peer Tiebreaker: 02-87-33-98-6D-08
Peer Route-Modifier: 6 
Last Hello Message received: Fri Jul 22 15:31:20 2022 (1 seconds ago)
Peer Configuration Validation: Complete 
Last Peer Configuration Error: None 
Last Peer Configuration Event: Fri Jul 22 15:20:13 2022 (668 seconds ago)
Last Validate Switchover Status: None 
Connection State: Connected 

تحقق مما إذا كان عدد الخطوط متماثلا على زوج ICSR النشط-الاحتياطي ل IMS UPF.

Active node 
# show configuration | grep -n -E "^end$" 
Thursday July 21 07:30:17 UTC 2022
14960:end

Standby Node
# show configuration | grep -n -E "^end$" 
Thursday July 21 07:31:02 UTC 2022
14959:end

تحقق مما إذا كان خادم SRP في حالة الاتصال النشط قبل تحويل SRP على UPF النشط وتأكد من عدم وجود حالة تعليق-نشط.

[local]imsupf01# show srp checkpoint statistics active 
Thursday July 21 07:38:04 UTC 2022
Number of Sessmgrs: 20
Sessmgrs in Active-Connected state: 20
Sessmgrs in Standby-Connected state: 0
Sessmgrs in Pending-Active state: 0

تحقق مما إذا كانت أداة تعيين SRP في حالة الاتصال النشط قبل تحويل SRP في وضع الاستعداد UPF وتأكد من عدم وجود حالة تعليق نشطة

[local]imsupf02# show srp checkpoint statistics active
Thursday July 21 07:40:03 UTC 2022
Number of Sessmgrs: 20
Sessmgrs in Active-Connected state: 0
Sessmgrs in Standby-Connected state: 20
Sessmgrs in Pending-Active state: 0

إذا كان أي من هذين المهمتين في حالة نشطة، فستحتاج أولا إلى تنفيذ هذه المهام قبل التبديل:

[upf-ims]# save config /flash/xxx_production.cfg. --> Replace xxx with the desired name of the config
[upf-ims]# srp validate-configuration
[upf-ims]# srp validate-switchover

قبل إيقاف تشغيل VM، يلزمك التأكد من تحويل المثيلات النشطة إلى وضع الاستعداد بحيث يتم تبديل المشتركين بشكل سلس. إذا كان المثيل في وضع الاستعداد بالفعل، فلن يكون هناك أي إجراء مطلوب. إذا كان المثيل نشط، تحقق من القيم المبرزة وتأكد من أن الاستعداد جاهز للاستلام.

تحقق من المشتركين الحاليين في مثيل UPF النشط.

[local]imsupf01# show subscribers data-rate summary 
Friday July 22 16:01:37 UTC 2022

Total Subscribers : 175024 
Active : 175024 Dormant : 0

تبديل المثيل النشط إلى وضع الاستعداد.

[context-name]<hostname># srp initiate-switchover

تحقق من حالة الاستعداد، والتي كانت ستصبح نشطة الآن، ويتم نقل جلسات المشترك أيضا إلى المثيل النشط الجديد. الآن بما أن كلا من مثيلات الأجهزة الافتراضية في حالة الاستعداد، فمن الجيد الرجوع إلى أسفل لصيانة الخوادم. أستخدم أوامر المحاكاة المحددة لإيقاف تشغيل مثيلات VM والتحقق من الحالة.

cloud-user@podname-upf-ims-kvmnode-1:~$ sudo virsh shutdown imsupf01
Domain imsupf01 is being shutdown
cloud-user@podname-upf-ims-kvmnode-1:~$ sudo virsh shutdown imsupf10
Domain imsupf10 is being shutdown
cloud-user@podname-upf-ims-kvmnode-1:~$ sudo virsh list --all
Id Name State
----------------------------------------------------
1 imsupf01 shut off
4 imsupf10 shut off

cloud-user@podname-upf-ims-kvmnode-1:~$

بمجرد إرجاع الخادم بعد الصيانة، يتم بدء تشغيل الأجهزة الافتراضية (VM) تلقائيا. لا تزال مثيلات UPF في وضع الاستعداد. تحقق باستخدام الأمر المحدد.

[local]imsupf10# show srp info
Friday July 22 15:50:24 UTC 2022
Service Redundancy Protocol:
-------------------------------------------------------------------------------
Context: srp 
Local Address: 10.x.x.74
Chassis State: Standby 
Chassis Mode: Backup 
Chassis Priority: 2 
Local Tiebreaker: 02-7E-35-53-F9-F1
Route-Modifier: 9 

Peer Remote Address: 10.x.x.73
Peer State: Active 
Peer Mode: Primary 
Peer Priority: 1 
Peer Tiebreaker: 02-11-59-73-87-35
Peer Route-Modifier: 8 
Last Hello Message received: Fri Jul 22 15:50:21 2022 (3 seconds ago)
Peer Configuration Validation: Complete 
Last Peer Configuration Error: None 
Last Peer Configuration Event: Fri Jul 22 15:50:22 2022 (2 seconds ago)
Last Validate Switchover Status: None 
Connection State: Connected 

يستخدم UPF البيانات RCM الذي يحتوي على معدل تكرار N:M حيث يمثل N عددا من وحدات UPF النشطة وهو أقل من 10، ويمثل M عددا من وحدات UP الاحتياطية في مجموعة التكرار. RCM هو عقدة خاصة من Cisco أو وظيفة شبكة (NF) توفر تكرار لوظائف مستوى المستخدم (UPF) المستندة إلى StarOS. يقوم بتخزين أو نسخ كافة معلومات جلسة العمل المطلوبة من جميع UPF النشطة. في مشغل تبديل، يتم تحديد UPF إستعداد واحد لتلقي بيانات الجلسة المناسبة من الموقع المشترك. يعمل RCM على مجموعة K3 على جهاز افتراضي (VM). يقوم مركز OPS بتكوين عقدة RCM. 

عقد UPF للبيانات هي أيضا نفس عقد IMS UPF. يكمن الاختلاف الوحيد في إدارة تكرار RCM. 

تحقق من حالة VM في عقدة KVM.

cloud-user@podname-upf-data-kvmnode-1:~$ sudo virsh list --all
Id Name State
----------------------------------------------------
1 dataupf20 running
2 dataupf11 running

cloud-user@podname-upf-data-kvmnode-1:~$

بعد تسجيل الدخول إلى مثيل UPF، تحقق من حالة تكرار RCM. إذا كان المثيل في وضع الاستعداد بالفعل، فلن يكون هناك أي إجراء مطلوب. وإذا كان نشطا، فيجب تحويله بشكل لطيف إلى وضع الاستعداد.

[local]dataupf11# show rcm info
Friday July 22 17:23:17 UTC 2022
Redundancy Configuration Module:
-------------------------------------------------------------------------------
Context: rcm 
Bind Address: 10.x.x.75
Chassis State: Active 
Session State: SockActive 
Route-Modifier: 26 
RCM Controller Address: 10.x.x.163
RCM Controller Port: 9200 
RCM Controller Connection State: Connected 
Ready To Connect: Yes 
Management IP Address: 10.x.x.149
Host ID: DATAUPF15
SSH IP Address: 10.x.x.158 (Activated)
SSH IP Installation: Enabled

[local]dataupf11#

تحقق مما إذا كانت كافة الميزات في حالة الاتصال النشط.

local]dataupf11# show rcm checkpoint statistics active
Thursday July 21 07:47:03 UTC 2022
Number of Sessmgrs: 22
Sessmgrs in Active-Connected state: 22
Sessmgrs in Standby-Connected state: 0
Sessmgrs in Pending-Active state: 0

 حدد عقدة RCM المقابلة من استبيان معلومات العميل (CIQ) وفحص حالة RCM. لاحظ أنه يمكن إجراء تبديل RCM من العقدة الرئيسية فقط. تأكد من تسجيل الدخول إلى RCM الرئيسي.

[podname-aio-1/dcrm01] rcm# rcm show-status
message :
{"status":"MASTER"}
[podname-aio-1/dcrm01] rcm# 

البحث عن عقد UPF النشطة والاحتياطية باستخدام الأمر المحدد (تم اقتطاع الإخراج):

[podname-aio-1/dcrm01] rcm# rcm show-statistics controller 
message :
{
"keepalive_version": "e7386cb81b1fefc3396dfd1d528e0d2a27de80d5de6a78364caf938a0d2149b6",
"keepalive_timeout": "20s",
"num_groups": 2,
"groups": [
{
"groupid": 1,
"endpoints_configured": 7,
"standby_configured": 1,
"pause_switchover": false,
"active": 6,
"standby": 1,
"endpoints": [
{
"endpoint": "10.x.x.75",
"bfd_status": "STATE_UP",
"upf_registered": true,
"upf_connected": true,
"upf_state_received": "UpfMsgState_Active",
"bfd_state": "BFDState_UP",
"upf_state": "UPFState_Active",
"route_modifier": 26,
"pool_received": true,
"echo_received": 142354,
"management_ip": "10.x.x.149",
"host_id": "DATAUPF15",
"ssh_ip": "10.x.x.158",
"force_nso_registration": false

....

....

 {
"endpoint": "10.x.x.77",
"bfd_status": "STATE_UP",
"upf_registered": true,
"upf_connected": true,
"upf_state_received": "UpfMsgState_Standby",
"bfd_state": "BFDState_UP",
"upf_state": "UPFState_Standby",
"route_modifier": 50,
"pool_received": false,
"echo_received": 3673,
"management_ip": "10.x.x.153",
"host_id": "",
"ssh_ip": "10.x.x.186",
"force_nso_registration": false
},

 تسجيل الدخول إلى مثيل UPF الاحتياطي باستخدام IP الخاص بالإدارة والتحقق من الحالة

[local]dataupf13# show rcm info
Friday July 22 17:36:04 UTC 2022
Redundancy Configuration Module:
-------------------------------------------------------------------------------
Context: rcm 
Bind Address: 10.x.x.77
Chassis State: Standby 
Session State: SockStandby 
Route-Modifier: 50 
RCM Controller Address: 10.x.x.163
RCM Controller Port: 9200 
RCM Controller Connection State: Connected 
Ready To Connect: Yes 
Management IP Address: 10.x.x.153
Host ID: 
SSH IP Address: 10.x.x.186 (Activated)
SSH IP Installation: Enabled

[local]dataupf13#

بعد التحقق من الصحة، قم بالتحويل النشط إلى وضع الاستعداد. تأكد من إستخدام IP الخاص بالإدارة.

[podname-aio-1/dcrm01] rcm# rcm switchover-mgmt-ip source 10.x.x.149 destination 10.x.x.153 

ملاحظة: في حالة ما بعد التبديل إذا كان خادم Active UP الجديد عالقا في حالة الخادم. أستخدم دعم Cisco التقني. في حالة حدوث مشكلات، يجب قتل الخادم، لذا فإنه يتصل من جديد ب RCM مع تحديد حالة مأخذ التوصيل بالعميل والتعافي منه بشكل صحيح. يجب أن تكون جميع الاختبارات في حالة العميل. دققت هو مع الأمر معطى (في أسلوب مخفي).

# show session subsystem facility sessmgr all debug-info | grep -E "SessMgr|Mode:" 
Thursday July 21 07:56:26 UTC 2022
SessMgr: Instance 5000
Mode: UNKNOWN State: SRP_SESS_STATE_SOCK_ACTIVE
SessMgr Activity Detected: FALSE
SessMgr: Instance 22
Mode: CLIENT State: SRP_SESS_STATE_SOCK_ACTIVE
SessMgr Activity Detected: TRUE
SessMgr: Instance 21
Mode: CLIENT State: SRP_SESS_STATE_SOCK_ACTIVE
SessMgr Activity Detected: TRUE

تحقق من أن كافة الخوادم في حالة نشطة وجاهزة.

# show rcm checkpoint statistics verbose 
Thursday July 21 07:52:29 UTC 2022
smgr state peer recovery pre-alloc chk-point rcvd chk-point sent
inst conn records calls full micro full micro
---- ------- ----- ------- -------- ----- ----- ----- ----
1 Actv Ready 0 0 1731 68120 3107912 409200665
2 Actv Ready 0 0 1794 70019 3060062 408647685
3 Actv Ready 0 0 1753 68793 3078531 406227415
4 Actv Ready 0 0 1744 67585 3080952 410218643
5 Actv Ready 0 0 1749 69155 3096067 404944553
6 Actv Ready 0 0 1741 68805 3067392 407133464
7 Actv Ready 0 0 1744 67963 3084023 406772101
8 Actv Ready 0 0 1748 68702 3009558 408073589
9 Actv Ready 0 0 1736 68169 3030624 405679108
10 Actv Ready 0 0 1707 67386 3071592 406000628
11 Actv Ready 0 0 1738 68086 3052899 407991476
12 Actv Ready 0 0 1720 68500 3102045 408803079
13 Actv Ready 0 0 1772 69683 3082235 406426650
14 Actv Ready 0 0 1727 66900 2873736 392352402
15 Actv Ready 0 0 1739 68465 3032395 409603844
16 Actv Ready 0 0 1756 69221 3063447 411445527
17 Actv Ready 0 0 1755 68708 3051573 406333047
18 Actv Ready 0 0 1698 66328 3066983 407320405
19 Actv Ready 0 0 1736 68030 3037073 408215965
20 Actv Ready 0 0 1733 67873 3069116 405634816
21 Actv Ready 0 0 1763 69259 3074942 409802455
22 Actv Ready 0 0 1748 68228 3051222 406470380

تحقق من نقل المشتركين إلى الاستعداد الجديد:

[local]dataupf11# show subscribers data-rate summary 
Friday July 22 17:40:18 UTC 2022

Total Subscribers : 62259 
Active : 62259 Dormant : 0

عندما يكون كلا المثيلين في وضع الاستعداد، يمكن إيقاف تشغيل VMs من KVM باستخدام أوامر virsh.

cloud-user@podname-upf-data-kvmnode-1:~$ sudo virsh shutdown dataupf20
Domain dataupf20 is being shutdown
cloud-user@podname-upf-data-kvmnode-1:~$ sudo virsh shutdown dataupf11
Domain dataupf11 is being shutdown
cloud-user@podname-upf-data-kvmnode-1:~$ sudo virsh list --all
Id Name State
----------------------------------------------------
1 dataupf20 shut off
4 dataupf11 shut off

cloud-user@podname-upf-data-kvmnode-1:~$

عندما يتم إيقاف تشغيل الأجهزة الافتراضية (VM)، يمكن إيقاف تشغيل عقدة KVM (الخادم المادي) لإجراء الصيانة. بمجرد الاكتمال، قم بتشغيل الخادم. يتم إحضار الأجهزة الافتراضية تلقائيا. وتصبح حالات الاتحاد جاهزة لوحدها. دققت ال نفسه مع يعطي أمر.

cloud-user@podname-upf-data-kvmnode-1:~$ sudo virsh list --all
Id Name State
----------------------------------------------------
1 dataupf20 running
2 dataupf11 running

cloud-user@podname-upf-data-kvmnode-1:~$

[local]dataupf11# show rcm info
Friday July 22 17:36:04 UTC 2022
Redundancy Configuration Module:
-------------------------------------------------------------------------------
Context: rcm 
Bind Address: 10.x.x.77
Chassis State: Standby 
Session State: SockStandby 
Route-Modifier: 50 
RCM Controller Address: 10.x.x.163
RCM Controller Port: 9200 
RCM Controller Connection State: Connected 
Ready To Connect: Yes 
Management IP Address: 10.x.x.153
Host ID: 
SSH IP Address: 10.x.x.186 (Activated)
SSH IP Installation: Enabled

[local]dataupf13#

في عقدة RCM، لا يزال بإمكان وحدة التحكم في RCM إظهار UPF الاحتياطي على أنه "إستعداد معلق". قد يستغرق ذلك ما يصل إلى 15 إلى 20 دقيقة للتحويل إلى وضع الاستعداد. دققت ال نفسه مع المعطى أمر (إنتاج مقتطع):

[podname-aio-1/dcrm01] rcm# rcm show-statistics controller 
message :
{
"keepalive_version": "e7386cb81b1fefc3396dfd1d528e0d2a27de80d5de6a78364caf938a0d2149b6",
"keepalive_timeout": "20s",
"num_groups": 2,
"groups": [
{
"groupid": 1,
"endpoints_configured": 7,
"standby_configured": 1,
"pause_switchover": false,
"active": 6,
"standby": 1,
"endpoints": [
....
....
{
"endpoint": "10.x.x.77",
"bfd_status": "STATE_UP",
"upf_registered": true,
"upf_connected": true,
"upf_state_received": "UpfMsgState_Standby",
"bfd_state": "BFDState_UP",
"upf_state": "UPFState_Standby",
"route_modifier": 50,
"pool_received": false,
"echo_received": 3673,
"management_ip": "10.x.x.153",
"host_id": "",
"ssh_ip": "10.x.x.186",
"force_nso_registration": false
},