POS インターフェイスの APS を経由するルーティング更新

概要

このドキュメントでは、Automatic Protection Switching（APS; 自動保護切り替え）設定の現用メンバまたは予備メンバとして設定されている Packet Over SONET（POS; パケット オーバー ソネット）インターフェイスで、ルーティング プロトコルを動作させる方法について詳しく説明します。

背景

Telecordia 仕様 GR-253 および ITU-T G.841（G.783 の後継）では、SONET APS を「厳密に」定義しています。SONET APS は、Add-Drop Multiplexer（ADM; アド/ドロップ多重化装置）と Line Terminating Equipment（LTE; 回線終端機器）との間のプロトコルを定義するもので、ここでは LTE はシスコのルータまたはスイッチのポートになります。GR-253 では、2 種類の SONET APS モデルを定義しています。

• SONET APS 1:1 では、すべての現行回線（W）に対して予備回線（P）がある必要があります。冗長性によって保護されているトラフィックは、現行回線上で障害が発生した場合にのみ予備回線で搬送されます。しかし、障害が発生し、それに続くスイッチオーバーの発生が送信側に報告されるまでは、この予備回線で実際のトラフィックが搬送される保証はありません。

• SONET Linear APS 1+1 では、すべての現行回線（W）に対して冗長用の予備回線（P）があることを必要とします。トラフィックは、現行回線と予備回線で同時に搬送されます。

Cisco 12000シリーズは1+1を実装します。1+1モデルでは、GR-253とITU-T G.783は電気レベルでブリッジングを行う必要があり、ADMは同じペイロードをWおよびPインターフェイスに送信します。

Cisco 12000 シリーズの APS 実装では、単方向と双方向の APS モデルをサポートしています。モードを選択するには、aps unidirectional コマンドを使用します。デフォルトの運用モードは双方向です。これは、どの瞬間にも W または P がアクティブであることを意味します。2 つのネットワーク要素（NE）との間で、受信に使用される回線が一致する必要があります。W 回線または P 回線のどちらがアクティブかについては、2 つの NE 間で、SONET フレームの K1K2 バイトで定義されているプロトコルを使って P 回線を介して交渉されます。単方向モードは、2 つの NE が交渉なしで独自に受信用回線を選択することを意味します。

どちらのモードでも、W インターフェイスと P インターフェイスは ADM から同じペイロードを受信しますが、どちらか 1 つだけが選択されるか、あるいは現用としてアクティブになります。選択されたインターフェイスだけが実際にペイロードを処理します。選択されなかったインターフェイスは、「line protocol is down」の状態になり、経路や隣接関係には組み込まれません。つまり、現在選択を解除されているインターフェイスは、レイヤ 3 の現在の状態からは完全に除外されています。

単方向モードの定義の1つの結果は、一方のNEがWをリッスンし、もう一方のNEがPをリッスンすることです。これは、1+1アーキテクチャでは完全な送信ブリッジングが必要であるためです。つまり、すべてのペイロードが電気的なブリッジングを介し、W インターフェイスと P インターフェイスから同時に送信されているためです。この方法は、別々のルータに組み込まれている独立した 2 つの IP NE については適用されません。したがって、Cisco 12000 シリーズ POS APS 実装は、この送信ブリッジングの要件に準拠していません。Cisco 12000 シリーズでは、単方向モードをサポートするために、現在選択解除されているインターフェイス上で Line Alarm Indication Signal（L-AIS; 回線警報表示信号）を示します。L-AIS 信号は APS を作動させる条件であるため、これによって ADM は他の現在選択されているインターフェイスへの切り替えを行います。

Cisco 12000、7200 および 7500 シリーズでは、この実装は、APS ルータに対して現在選択解除されているインターフェイスに登録されている隣接関係と経路を削除することが、予備スイッチによって強制されることを意味します。言い換えれば、ルーティング プロトコルのコンバージェンスの後にのみ、IP トラフィックが新しい W インターフェイス上を流れ始めます。コンバージェンスにはネットワークの規模によって時間が数秒かかります。このように、APS 切り替え自体は必要に応じて 50 ミリ秒以下で完了しますが、この方式で行われることはインターフェイスの選択肢が変わることであり、多くても 2 台のルータに影響を及ぼします（W と P）。 新しく選択されたインターフェイスを経由する IP トラフィックの完全な復元には、その新しく選択されたインターフェイスとリモート ルータとの間で新しい隣接関係が形成されることと、その結果としての経路情報が W または P のいずれかに接続されている全ルータに直接伝えられることを必要とします。

注：SONETパスの両端で12000シリーズのPOSインターフェイスが使用されている場合、レイヤ3コンバージェンスはAPSリフレクタチャネル機能によって強化されます。この機能では、helloタイムアウト間隔が経過するまで両端の隣接関係が解除されます。

注：12000および7x00シリーズとは異なり、10000シリーズは、同じルータ上のWとP間の保護スイッチを、ルーティングの隣接関係に変更せずにサポートします。バックプレーンにある特別な切り替え回路により、この透過性カットオーバーが有効にされます。

経路のコンバージェンスの時間が数秒にわたる場合に、なぜ APS を実装するのでしょうか。POS APS（APS over IP）は、ルータの再ロードやラインカード上でのハードウェア障害を保護するように設計されています。コネクション型の音声環境では、TDM コールを維持するためにミリ秒単位でのスイッチオーバーが必要とされます。しかし、IP データ通信のコネクションレス型の世界では、ミリ秒単位の時間でスイッチオーバーすることにあまり意味がありません。

サンプル コンフィギュレーション

次に、Cisco 12000 シリーズでの保護切り替えの例を見てみましょう。この設定では、W インターフェイスと P インターフェイスに対して Open Shortest Path First（OSPF）と共有ルータ単位の IP アドレスを使用しています。

interface Loopback0
 ip address 192.168.100.100 255.255.255.255 
!
 interface POS1/0
 ip address 192.168.1.2 255.255.255.252
 crc 32
 clock source internal
 aps working 1
 pos ais-shut
 no keepalive 
!
 interface POS2/0
 description GSR_A Protect to GSR_B Protect
 ip address 192.168.1.2 255.255.255.252
 crc 32  clock source internal
 aps protect 1 192.168.100.100
 pos ais-shut  no keepalive 
!
 router ospf 1
 log-adjacency-changes
 network 192.168.1.0 0.0.0.3 area 1
 network 192.168.100.100 0.0.0.0 area 1
 
GSR_A#show interface pos1/0
POS1/0 is up, line protocol is up
(APS working - active)
 Hardware is Packet over SONET
 Description: GSR_A Working to GSR_B Working
 Internet address is 192.168.1.2/30
 MTU 4470 bytes, BW 622000 Kbit, DLY 100 usec,
 rely 255/255, load 1/255
 Encapsulation HDLC, crc 32, loopback not set
 Keepalive set (10 sec)
 Scramble disabled
 [output omitted] 

!--- The deselected interface is held in a protocol down state, !--- and is unavailable for Layer 3 routing.


GSR_A#show interface pos2/0 
POS2/0 is up, line protocol is down 
(APS protect - inactive) 
 Hardware is Packet over SONET 
 Description: GSR_A Protect to GSR_B Protect 
 Internet address is 192.168.1.2/30 
 MTU 4470 bytes, BW 622000 Kbit, DLY 100 usec, 
 rely 255/255, load 1/255 
 Encapsulation HDLC, crc 32, loopback not set 
 Keepalive set (10 sec) 
 Scramble disabled 
 [output omitted]

さらに、show aps コマンドを使用して、APS が動作するよう設定されたインターフェイスの現在の状態を表示します。

次のログ メッセージは、W 回線からファイバ ケーブルを外した後にキャプチャされたものです。

*Sep  5 17:41:46: %SONET-4-ALARM:  POS1/0: SLOS
*Sep  5 17:41:46: %SONET-4-ALARM:  POS2/0: APS enabling channel
*Sep  5 17:41:46: %SONET-6-APSREMSWI: POS2/0: Remote APS status now Protect

!--- Indicates that the circuit uses APS reflector channel.

*Sep  5 17:41:46: %SONET-4-ALARM:  POS1/0: APS disabling channel
*Sep  5 17:41:46: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface POS2/0, 
changed state to up
*Sep  5 17:41:46: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface POS1/0, 
changed state to down *Sep  5 17:41:48: %LINK-3-UPDOWN: Interface POS1/0, 
changed state to down
*Sep  5 17:41:48: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 192.168.100.100 on
 POS1/0 from FULL to DOWN, Neighbor Down: Interface down or detached
*Sep  5 17:41:56: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 192.168.100.100 on
 POS2/0 from LOADING to FULL, Loading Done 

!--- OSPF neighbor states change on both interfaces.

既知の問題

次の表に、入力パケットを処理している P または選択解除された APS インターフェイスについて、まれに発生するレポートの一覧を示します。

使用しているルータがこのような状態になったとき、シスコ TAC にご連絡いただく場合は、W と P の両方のインターフェイスに対して次のコマンドを実行し、その出力をキャプチャしてください。

• show version：ハードウェアとファームウェアの基本的なバージョン情報を表示します。

• show gsr：GSR にあるハードウェア情報を表示します。

• show running-config：システムのデフォルト設定を変更するための設定コマンドの一覧を表示します。

• show ip interface brief：IP の状態と設定に関する簡単な要約を表示します。

• show aps：現在の自動保護切り替え（APS）に関する情報を表示します。

• show interface pos x/x：シスコ ルータの Packet OC-3 インターフェイスに関する情報を表示します。

• debug aps：APS の動作をデバッグします。

問題が発生する直前のアクションを実行し、次のコマンドのセットを実行した後に表示される出力を再度キャプチャしてください。

• show aps

• show ip interface brief

• show interface pos x/x

• no debug aps

関連情報

• 光テクノロジーのサポート
• テクニカル サポートとドキュメント – Cisco Systems