Conceptos básicos, configuración e implementación de Ethernet CFM y Y.1731
Contenido
Introducción
Este documento describe la tecnología de administración de fallas de conectividad (CFM), la configuración, las comprobaciones posteriores y la resolución de problemas. Se presentan los conceptos básicos de CFM, los pilares, una guía de configuración, los comandos show y el análisis de Wireshark de los mensajes de CFM. En este documento, no se explican las limitaciones de hardware ni la interfaz necesaria para que CFM funcione.
Prerequisites
Requirements
Cisco recomienda que tenga conocimiento sobre estos temas:
- Tecnologías Ethernet
- Conexiones virtuales Ethernet (EVC, Ethernet Virtual Connections)
Componentes Utilizados
Este documento no tiene restricciones específicas en cuanto a versiones de software y de hardware.
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. Si tiene una red en vivo, asegúrese de entender el posible impacto de cualquier comando.
Antecedentes
Ethernet CFM es un protocolo de operación, administración y gestión (OAM, operation, administration, and management) de capa de Ethernet integral por instancia de servicio. Incluye monitoreo proactivo de conectividad, verificación de fallas y aislamiento de fallas para grandes WAN y redes de área metropolitana (MAN, metropolitan-area networks) Ethernet.
La llegada de Ethernet como tecnología MAN y WAN exige un nuevo conjunto de requisitos OAM en las operaciones tradicionales de Ethernet, que se centraban solamente en las redes empresariales. La expansión de la tecnología Ethernet hacia el terreno de los proveedores de servicios, donde las redes son mucho más grandes y más complejas que las redes empresariales y donde la base de usuarios es más amplia, ha convertido en crucial la gestión operativa del tiempo de actividad de los enlaces. Ante todo, la rapidez para aislar las fallas y reaccionar se ha convertido en algo obligatorio para las operaciones cotidianas, y la competitividad de los proveedores de servicios depende directamente de las tareas de OAM.
OAM de Ethernet
- Pilar: IEEE 802.1ag
- CFM: IEEE 802.3ah (cláusula 57)
- OAM de enlaces Ethernet (también denominada OAM 802.3, OAM de enlaces o OAM de Ethernet de la primera milla [EFM, Ethernet in the First Mile] [OAM de EFM]): ITU-T Y.1731
- Mecanismos y funciones de OAM para redes Ethernet: Interfaz de gestión local de Ethernet (E-LMI, Ethernet Local Management Interface) MEF
Posición de protocolos de OAM de Ethernet
- E-LMI: Interfaz de usuario a red (UNI, User to Network Interface)
- OAM de enlaces: Cualquier enlace 802.3 punto a punto
- CFM: UNI completa a UNI
- OAM de MPLS: Dentro de la nube de MPLS
Descripción general de CFM
- Familia de protocolos que ofrece funcionalidades para detectar, verificar, aislar y reportar fallas integrales de conectividad de Ethernet
- Emplea tramas de Ethernet regulares que viajan en la banda con el tráfico de los clientes
- Los dispositivos que no pueden interpretar los mensajes CFM los reenvían como tramas de datos normales
- Las tramas CFM se distinguen por tipo de Ethernet (0x8902) y dirección dMAC (para mensajes de multidifusión)
- Estandarizado por IEEE en la norma IEEE 2007. 802.1ag-2007
Mecanismos clave de CFM
- Dominios de mantenimiento (MD, Maintenance Domains) agrupados que dividen las responsabilidades de administración de la red de un servicio integral
- Asociaciones de mantenimiento (MA, Maintenance Associations) que monitorean las instancias de servicios de un MD
- Puntos de mantenimiento (MP, Maintenance Points) que generan y responden a unidades de datos de protocolo (PDU, Protocol Data Units) de CFM.
- Protocolos (control de continuidad, loopback y seguimiento de enlaces) empleados para actividades de gestión de fallas.
Conceptos relativos a CFM
Dominio de Mantenimiento
- Definido por límites operativos/contractuales, como cliente/proveedor de servicio/operador
- MD puede anidar y tocar, pero nunca intersectar
- Hasta ocho niveles de "agrupación": Nivel de MD (0..7), cuanto más alto, mayor alcance
- Formato de nombres de MD: Nulo, dirección MAC, DNS o con cadena
Asociación de mantenimiento
- Monitorea la conectividad de una instancia de servicio en particular en un MD, como un servicio que atraviesa cuatro MD = cuatro MA
- Definida por un conjunto de puntos finales de mantenimiento (MEP, Maintenance End Points) en el extremo de un dominio
- Identificada por MAID: Nombre de "MA corto" + nombre de MD
- Formato de nombre de MA corto: ID de Vlan, ID de VPN, número entero o con cadena
Punto de mantenimiento: Punto final de mantenimiento
- Punto final de asociación de mantenimiento
- Define las fronteras de un MD
- Permite la detección de fallas de conectividad entre cualquier par de MEP en una MA
- Se asocia con MA individuales y se identifica con un MEPID (1-8191)
- Puede iniciar y responder a PDU de CFM
Punto intermedio de dominio de mantenimiento
- Punto intermedio de dominio de mantenimiento (MIP, Maintenance Domain Intermediate Point)
- Permite la detección de las rutas entre diferentes MEP y de la ubicación de las fallas en dichas rutas
- Se puede asociar con MD y VLAN/EVC individuales (creados de forma manual o automática)
- Puede agregar, revisar y responder a PDU de CFM recibidas
MEP ASCENDENTE
- Las PDU de CFM generadas por el MEP se envían a la función de retransmisión del puente y no mediante el cable conectado al puerto donde está configurado el MEP
- Se espera que las PDU de CFM a las que debe responder el MEP lleguen mediante la función de retransmisión del puente
- Aplicable a switches
MEP ASCENDENTE: Reenvío de tramas
MEP DESCENDENTE
- Las PDU de CFM generadas por el MEP se envían mediante el cable conectado al puerto donde está configurado el MEP
- Se espera que las PDU de CFM a las que debe responder el MEP lleguen mediante el cable conectado al puerto donde está configurado el MEP
- MEP de puerto: MEP descendente especial en el nivel cero (0) empleado para detectar fallas al nivel del enlace (en lugar del servicio)
- Aplicable a routers y switches
MEP DESCENDENTE: Reenvío de tramas
Colocación de MP en un puerto de puente
MA y MEP ASCENDENTES/DESCENTES
Aplicabilidad de EP ASCENDENTES/DESCENDENTES en switches
- Los MEP DESCENDENTES suelen emplearse para MA que abarcan un solo enlace
- Los MEP ASCENDENTES suelen emplearse para MA de mayor alcance, como las integrales y de más de un enlace
Administración de fallas’
Protocolos de CFM
Hay tres (3) protocolos definidos por CFM:
- Protocolo de control de continuidad
- Detección de fallas
- Notificación de fallas
- Recuperación de fallas
- Protocolo de loopback
- Verificación de fallas
- Protocolo de seguimiento de enlaces
- Detección de rutas y aislamiento de fallas
Protocolo de control de continuidad
- Se emplea para detección de fallas, notificación y recuperación
- Asociación por mantenimiento
multicast "heart-beat"los mensajes son transmitidos a intervalos periódicos configurables por los MEP (3,3 ms, 10 ms, 100 ms, 1 s, 10 s, 1 min, 10 min) - Unidireccional (no se requiere respuesta) - Lleva el estado del puerto donde está configurado el MEP
- Lo catalogan los MIP en el mismo nivel de MD y lo terminan los MEP remotos en la misma MA
Protocolo de loopback
- Se utiliza para la verificación de fallos -
Ethernet Ping - El MEP puede transmitir un LBM de unidifusión a un MEP o MIP de la misma MA
- El MEP también puede transmitir un LBM de multidifusión (definido por ITU-T Y.1731), donde solo pueden responder los MEP de la misma MA
- El MP receptor responde y transforma el LBM en un LBR de unidifusión enviado de vuelta al MEP original
Protocolo de seguimiento de enlaces
- Se utiliza para la detección de rutas y el aislamiento de fallos:
Ethernet Traceroute - El MEP puede transmitir un mensaje de multidifusión (LTM) para detectar los MP y la ruta hacia un MIP o MEP en la misma MA
- Cada MIP a lo largo de la trayectoria y el MP de terminación devuelven un LTR de unidifusión al MEP original
Para combinar los tres protocolos e implementarlos en la red, siga estos pasos:
- Ejecute un control de conectividad para detectar de forma proactiva una falla de software o hardware.
- Al detectar una falla, emplee loopback, CCM DB y Error DB para verificarla.
- Tras verificarla, ejecute traceroute para aislarla. También se pueden usar varios LBM de segmentos para aislar la falla.
- Si la falla aislada apunta a un circuito virtual, se pueden usar las herramientas de OEAM para esa tecnología a fin de aislar aún más la falla; por ejemplo, para MPLS PW, puede usarse ping MPLS y VCCV.
Casos de implementación
Gestión de configuración (MEP ASCENDENTE)
Topología
A fin de explorar la configuración, se creó una pequeña topología de muestra. Aquí se presentan los nombres empleados como dominio, nombre de servicio y nombre de EVC:
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
Verificación
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
En estos resultados, puede ver el mpid remoto y la dirección MAC remota. El estado de CFM indica activo/activo.
Control de verificación de continuidad
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 del analizador de protocolos
Se colocó en PE1 un dispositivo analizador de protocolos que captura todos los paquetes CFP que llegan de forma remota. Un ejemplo se muestra aquí:
En la captura de pantalla:
- En la secuencia número 2 y la 13, se ve el mensaje de control de continuidad (CCM, continuity check message) general.
- En las secuencias 4, 5, 6, 7 y 8, se ven las respuestas de loopback (LBR, Loopback Replies), generadas debido a una prueba de ping.
- En la secuencia 10, se ve la respuesta de linetrace (LTR, Linetrace Reply), generada debido a una prueba de traceroute.
Gestión de configuración (MEP DESCENDENTE)
En el ejemplo anterior, la EVC puede usarse en CE1, que se encuentra detrás del PE1 y el PE3. Puede habilitar el MEP descendente en el dispositivo CE1, pero con un nivel superior de MD. En este ejemplo, se muestra el nivel de MD 7.
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
Verificación
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
Control de verificación de continuidad
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 puede ver CE1_B mediante traceroute.
Ahora, configure el MIP en PE1 y 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
Ahora, mire los resultados de traceroute de 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
Puede ver la diferencia en el resultado del traceroute. Se observan saltos intermedios después de configurar los MIP en PE1 y PE2.
Comandos de Debug
debug ethernet cfm diagnostic packets
debug ethernet cfm packets
Administración de rendimiento
Indicadores clave de rendimiento (KPI, Key Performance Indicators)
- Relación de pérdida de tramas: Porcentaje (%) de tramas de servicios no entregadas/Cantidad total de tramas de servicios entregadas en el intervalo de tiempo T
- Demora de trama: Demora bidireccional/unidireccional para una trama de servicio
- Variación de demora de trama: Variación en la demora de trama entre un par de tramas de servicios
Medición de KPI
Demora de tramas/Variación de demora
- Medición unidireccional o bidireccional
- Exige tráfico sintético con marcas de hora
- Exige sincronización del momento del día para demora unidireccional
Pérdida de tramas
- Pérdida de tramas unidireccionales
- Origen a destino: Extremo lejano
- Destino a origen: Extremo cercano
- Pérdida de tramas de servicios (pérdida real): Exige intercambio de contadores
- Aplicable solo a EVC punto a punto
- Pérdida de tramas estadísticas: Necesita tráfico sintético
- Exige tráfico sintético para servicios multipunto
- Aplicable a EVC punto a punto y multipunto
Solución de gestión de rendimiento de Cisco
- Sondeos de rendimiento de Ethernet basados en IEEE 802.1ag y PDU especiales para proveedores
- Mida FD/FDV/FL unidireccional y FD/FDV bidireccional
- Compatibilidad parcial con redes multiproveedor
- Configuración y programación mediante IP SLA
- Enviado con el nombre de la función:
IP SLA for Metro Ethernet
- Sondeos de rendimiento de Ethernet basados en PDU Y.1731
- Prioridad para estos mecanismos en Cisco IOS®: ETH-DM unidireccional/ ETH-DM bidireccional, ETH-LM de un extremo y extensiones Y.1731 propuestas por Cisco (ETH-SLM); interoperabilidad multiproveedor
- Implementación asistida por software y hardware configurada y programada mediante IP SLA
- Interrupción progresiva de entrega para las plataformas Cisco IOS y Cisco IOS-XR
Pautas y restricciones de uso
- Implementación en Cisco 7600
- No se admite Y.1731 PM en los siguientes escenarios de CFM:
- MEP en switchport
- MEP en VPLS L2VFI
- MEP ASCENDENTE en instancia de servicio con dominio de puente
- MEP DESCENDENTE en instancia de servicio sin etiqueta con dominio de puente
- MEP DESCENDENTE en (sub)interfaz enrutada de doble etiqueta
- MEP de puerto
- Tras un cambio de supervisor se borran las estadísticas de Y.1731 PM
- Exige reinicio de IPSLA
- Consideraciones sobre el canal de puertos
- Las interfaces de miembros deben residir en tarjetas de línea ES+
- Para sondeos de pérdida (LMM), todos los miembros deben residir en la misma NPU (la restricción no se aplica a los sondeos de demora)
- Cuando se agrega o elimina un enlace de miembro, la sesión se vuelve inválida
- No se admite Y.1731 PM en el canal de puertos con equilibrio de carga de EVC manual
- No se admite Y.1731 PM en mLACP
Prerequisites
- Configure CFM.
- MD, MA y los MEP
- Habilite la distribución de la configuración de MEP local a tarjetas de línea ES+
- Programe el hardware para que responda a las PDU entrantes de mensajes de medición de demoras (DMM, Delay Measurement Messages)/mensajes de medición de pérdidas (LMM, Loss Measurement Messages)
- Router(config)#
ethernet cfm distribution enable
- (Opcional) Configure el protocolo de fuente de tiempo (NTP o PTPv2). Es necesario para la medición de demora unidireccional.
- Habilite la sincronización hasta la tarjeta de línea.
- Router(config)#
platform time-source
- Router(config)#
- (Opcional) Habilite en el MEP de CFM el monitoreo de contador de tramas de servicios por cos/totales. Necesario para sondeos de pérdidas.
- Router(config-if-srv-ecfm-mep)#
monitor loss counter
- Router(config-if-srv-ecfm-mep)#
Administración de la Configuración
Los comandos mencionados ya se habilitaron en la gestión de fallas, por lo cual solo se habilita IP SLA para comenzar con la gestión de rendimiento.
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.
Verificación
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 de Debug
debug ip sla trace <oper_id>
debug ip sla error <oper_id
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09-Apr-2014 |
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