Application Notes: OAM - EFM. Ethernet in the First Mile

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Application Notes: OAM - EFM

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Application Notes: OAM - EFM

Ethernet in the First Mile

Documento de Uso Público. Data 28/04/2010, Revisão 1.17

Parecer

Introdução

Desenvolvimento

Habilitando o OAM

Visualização da configuração do OAM

Status do Protocolo OAM

Negociação habilitada

Negociação desabilitada

Tunelamento do OAM

Visualização da configuração do tunelamento

Status do Protocolo OAM

Aplicações

Link unidirecional SDH

Anel EAPS

Links de rádio

Rede com Spanning-Tree

Parecer

Este documento descreve o funcionamento do protocolo de OAM Operations, Administration, and

Maintenance chamado EFM Ethernet in the First Mile existente na linha de switches DATACOM séries

3000, 4000 e EDD.

Introdução

O protocolo OAM EFM é definido no padrão IEEE 802.3AH, o OAM prové mecanismos utéis para

monitorar o status do link como indicação de falha remota do link ou controle remoto da loopback. o

OAM prové aos operadores de rede a habilidade de monitorar a saúde da rede e rapidamente determinar a

localização de links com falhas ou condições de falhas. O OAM prové um mecanismo de camada de link

para complementar aplicações de camadas mais altas. as informações do protocolo são transmitidas

atráves do frame slow Protocol chamado de OAM Protocol Data Units (OAMPDUs). o OAMPDUs

contém a informação de status e controle usada para monitorar, testar e solucionar problemas de link

atráves do protocolo OAM quando habilitado nas interfaces. Os PDUS do OAM são ponto-a-ponto, ou

seja são trocados somente entre uma interface e outra não sendo encaminhados por switches.

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Desenvolvimento

Habilitando o OAM

Habilitando o OAM na interface 1/25 do switch.

DmSwitch3000#configure

DmSwitch3000(config)#interface ethernet 1/25 DmSwitch3000(config-if-eth-1/25)#oam

Alterando o intervalo de envio das PDUs.

Valor mínimo é de 100 e máximo de 1000 Milisegundos.

Obs: O valor Padrão é de 1000 Milisegundos.

DmSwitch3000(config)#interface ethernet 1/25

DmSwitch3000(config-if-eth-1/25)#oam pdu-interval 100

Alterando o limite de espera pela PDU.

Valor mínimo é de 3 e máximo de 10 segundos.

Obs: O valor Padrão é de 5 segundos.

DmSwitch3000(config-if-eth-1/25)#oam pdu-loss-limit 3

Alterando MAC de destino das PDUs

Esta opção é utilizada em casos de switches que filtrem o MAC padrão do Slow Protocols

01:80:C2:00:00:02, desta forma é necessário configurar o MAC de destino como alternativo, este

MAC é proprietário da DATACOM 01:04:DF:00:00:02.

DmSwitch3000(config-if-eth-1/25)#slow-protocols destination-address alternative

Para alterar para o MAC de destino padrão standard

DmSwitch3000(config-if-eth-1/25)#slow-protocols destination-address standard

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DmSwitch3000(config-if-eth-1/25)#no slow-protocols destination-address

Visualização da configuração do OAM

DmSwitch3000#show oam

Events: UL - Link Down/Unidirectional link CE - Critical Event TO - Link OAM timeout

NO - No event -- - OAM disabled/Interface shutdown/Unknown(Remote)

Discovery: UN - Unsatisfied/Unknown(Remote) IN - Incomplete CO - Complete -- - Local OAM disabled/Local interface shutdown

Dest. Address: ST - Standard IEEE OAMPDUs destination MAC address AL - Alternative OAMPDUs destination MAC address

Local Remote Discovery Dest. OAMPDU Port Enable Event Event Local Remote Addr. Vendor/Model Interval Limit 1/ 1 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/ 2 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/ 3 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/ 4 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/ 5 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/ 6 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/ 7 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/ 8 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/ 9 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/10 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/11 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/12 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/13 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/14 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/15 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/16 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/17 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/18 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/19 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/20 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/21 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/22 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/23 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/24 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/25 YES NO NO CO CO ST DATACOM 17 1000ms 5 1/26 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/27 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5 1/28 NO -- -- -- -- ST -- -- 1000ms 5

Visualização detalhada da configuração de todas interfaces.

DmSwitch3000#show oam detail

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DmSwitch3000#show oam detail ethernet 1/25

Ethernet 1/25:

OAM configuration:

OAM Enable: Enabled Mode: Active

Destination address: IEEE Standard OAMPDU Interval (ms): 1000

OAMPDU Loss Limit: 5 OAM status:

Local discovery: Complete Remote discovery: Complete Local event: No event Remote event: No event Remote link status: OK Negotiated Capabilities: Link events: No Remote loopback: No Unidirectional support: Yes Variable retrieval: No Peer information:

Vendor: 00:04:DF Model: 17 Mode: Active

Status do Protocolo OAM

Topologia utilizada para mostrar o status das interfaces quando for desconectado o RX ou TX utilizando

negociação ou sem negociação.

Negociação habilitada

Com negociação habilitada nas interfaces se for desconectado o RX,TX ou ambos o link irá ficar DOWN,

devido a isto as interfaces dos dois switches irão ficar com estado unidirecional.

show log ram tail

Jan 1 19:27:02 DM3000 : <5> Interface Ethernet 1/25 changed state to down

Jan 1 19:27:02 DM3000 : <4> Unidirectional link detected or link down on port 1/25, blocking

show oam detail ethernet 1/25

Ethernet 1/25:

OAM configuration:

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Mode: Active

Local discovery: Unknown Remote discovery: Complete

Local event: Link is down/unidirectional Remote event: No event

Remote link status: OK Negotiated Capabilities: Link events: No Remote loopback: No Unidirectional support: Yes Variable retrieval: No

Peer information: Not available

show interfaces status ethernet 1/25 Information of Eth 1/25

Basic information:

Port type: SFP

MAC address: 00:04:DF:12:A4:16 Configuration:

Name: Port admin: Up Speed-duplex: Auto

Capabilities: 10M half, 10M full, 100M half, 100M full, 1000M full Flow-control: Disabled

MDIX: Auto Slow Protocols MAC: Standard LACP: Disabled OAM: Enabled

Loopback Detection: Enabled - Unblock hysteresis: 30 sec Link-Flap Detection: Enabled - Unblock hysteresis: 30 sec Current status:

Link status: Down (BLOCKED) - Unidirectional Link

show interfaces link

Speed: (t-) 10Mbit/s, (h-) 100Mbit/s, (g-) 1Gbit/s, (x-) 10Gbit/s Duplex: (-h) Half, (-f) Full

Blocked: (LF) Link-flap, (LB) Loopback, (UD) Unidirectional, (1X) 802.1X (BL) Backup-link Config.: (SD) Shutdown Unit 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 SD SD UD 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27

Negociação desabilitada

Com negociação desabilitada nas interfaces, a interface do switch que perder o RX irá ficar com link

DOWN e estado Unidirecional e a interface do switch que perder o TX irá ficar com link UP e estado

crítico critical event, nos dois casos as interfaces são bloqueadas para receber ou enviar somente PDUs do

OAM.

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Equipamento que perdeu o RX

DM3000-2#show log ram tail

Mar 26 14:19:36 DM3000_106 : <5> Interface Ethernet 1/25 changed state to down

Mar 26 14:19:36 DM3000_106 : <4> Unidirectional link detected or link down on port 1/25, blocking

DM3000-2# show oam detail ethernet 1/25

Ethernet 1/25:

OAM configuration: OAM Enable: Enabled Mode: Active Destination address: IEEE Standard OAMPDU Interval (ms): 1000

OAMPDU Loss Limit: 5 OAM status: Local discovery: Unknown Remote discovery: Complete

Local event: Link is down/unidirectional Remote event: No event

DM3000-2#show interfaces status ethernet 1/25 Information of Eth 1/25

Basic information:

Port type: SFP

MAC address: 00:04:DF:12:8A:42 Configuration:

Name: Port admin: Up

Speed-duplex: 1000M full

Link status: Down (BLOCKED) - Unidirectional Link

DM3000-2# show interfaces link

Blocked: (LF) Link-flap, (LB) Loopback, (UD) Unidirectional, (1X) 802.1X (BL) Backup-link Config.: (SD) Shutdown Unit 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 UD 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27

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Equipamento que perdeu o TX

Jan 1 19:53:41 DM3000_106 : <4> OAM: critical event detected on port 1/25, blocking

DM3000-1#show oam detail ethernet 1/25

Ethernet 1/25:

OAM configuration:

Local discovery: Unknown Remote discovery: Complete Local event: Critical event Remote event:

DM3000-1#show interfaces status ethernet 1/25 Information of Eth 1/25

Basic information:

Port type: SFP

MAC address: 00:04:DF:12:A4:16 Configuration:

Name: Port admin: Up

Speed-duplex: 1000M full

Link status: Up (BLOCKED) - Critical Event Operation speed-duplex: 1000M full

Flow control: Disabled MDIX: Normal

DM3000-1#show interfaces link

Blocked: (LF) Link-flap, (LB) Loopback, (UD) Unidirectional, (1X) 802.1X (BL) Backup-link

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Unit 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 UD 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27

Tunelamento do OAM

Exemplo de aplicação com OAM utilizando tunelamento através de uma nuvem para podermos conhecer o

estado do link das interfaces dos switches das pontas.

Configuração dos Switches

DM3000-1

DM3000-1#configure DM3000-1(config)#lldp

DM3000-1(config)#interface vlan 100

DM3000-1(config-if-vlan-100)#set-member untagged ethernet 1/25 DM3000-1(config-if-vlan-100)#interface ethernet 1/25

DM3000-1(config-if-eth-1/25)#switchport native vlan 100 DM3000-1(config-if-eth-1/25)#oam DM3000-1(config-if-eth-1/25)#speed-duplex 1000full DM3000-1(config-if-eth-1/25)#no negotiation

DM4004

DM4004#configure DM4004(config)#lldp DM4004(config)#interface vlan 200

DM4004(config-if-vlan-200)#set-member untagged ethernet range 2/1 2/2 DM4004(config-if-vlan-200)#interface ethernet range 2/1 2/2

DM4004(config-if-eth-2/1-to-2/2)#switchport native vlan 200 DM4004(config-if-eth-2/1-to-2/2)#interface ethernet 2/1 DM4004(config-if-eth-2/1)#l2protocol-tunnel oam

DM4004(config-if-eth-2/1)#speed-duplex 1000full DM4004(config-if-eth-2/1)#no negotiation

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DM4001

DM4001#configure DM4001(config)#lldp

DM4001(config)#interface vlan 200

DM4001(config-if-vlan-200)#set-member untagged ethernet range 1/1 1/2 DM4001(config-if-vlan-200)#interface ethernet range 1/1 1/2

DM4001(config-if-eth-1/1-to-1/2)#switchport native vlan 200 DM4001(config-if-eth-1/1-to-1/2)#interface ethernet 1/1 DM4001(config-if-eth-1/1)#l2protocol-tunnel oam DM4001(config-if-eth-1/1)#speed-duplex 1000full DM4001(config-if-eth-1/1)#no negotiation

DM3000-2

DM3000-2#configure DM3000-2(config)#lldp DM3000-2(config)#interface vlan 100

DM3000-2(config-if-eth-1/25)#switchport native vlan 100 DM3000-2(config-if-eth-1/25)#oam

DM3000-1(config-if-eth-1/25)#speed-duplex 1000full DM3000-1(config-if-eth-1/25)#no negotiation

Visualização da configuração do OAM

Verificando nos Switches DM3000 que o OAM está completo.

DM3000-1

Ethernet 1/25:

OAM configuration:

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DM3000-2

DM3000-2# show oam detail ethernet 1/25

Ethernet 1/25:

OAM configuration:

Visualização da configuração do tunelamento

Verificando se o tunelamento está habilitado no DM4004 e DM4001.

DM4004

DM4004#show l2protocol-tunnel interface ethernet 2/1 Eth 2/1

CDP packets tunneling: Disabled STP packets tunneling: Disabled VTP packets tunneling: Disabled PVST packets tunneling: Disabled UDLD packets tunneling: Disabled PAgP packets tunneling: Disabled LACP packets tunneling: Disabled 802.1X packets tunneling: Disabled OAM packets tunneling: Enabled Marker packets tunneling: Disabled GVRP packets tunneling: Disabled

DM4001

DM4001#show l2protocol-tunnel interface ethernet 1/1 Eth 1/1

CDP packets tunneling: Disabled STP packets tunneling: Disabled VTP packets tunneling: Disabled PVST packets tunneling: Disabled

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UDLD packets tunneling: Disabled PAgP packets tunneling: Disabled LACP packets tunneling: Disabled 802.1X packets tunneling: Disabled OAM packets tunneling: Enabled Marker packets tunneling: Disabled GVRP packets tunneling: Disabled

Status do Protocolo OAM

Status do protocolo na topologia com tunelamento quando for desconectado o RX ou TX utilizando

negociação.

Enlace DM3000-1 - DM4004

Perda do RX da interface 1/25 do DM3000-1 e TX da interface 2/1 do DM4004

Switch

DM3000-1

DM4004 DM4001

DM3001-2

Estado Unidirectional Link UP Link UP Critical Event

Perda do TX da interface 1/25 do DM3000-1 e RX da interface 2/1 do DM4004

Switch

DM3000-1

DM4004

DM4001

DM3001-2

Estado Critical Event Link DOWN Link UP Critical Event

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Perda do RX da interface 2/2 do DM4004 e TX da interface 1/2 do DM4001

Switch

DM3000-1

DM4004

DM4001

DM3001-2

Estado Critical Event Link DOWN Link UP Critical Event

Perda do TX da interface 2/2 do DM4004 e RX da interface 1/2 do DM4001

Switch

DM3000-1

DM4004

DM4001

DM3001-2

Estado Critical Event Link UP Link DOWN Critical Event

Enlace DM4001 - DM3000-2

Perda do RX da interface 1/25 do DM3000-2 e TX da interface 1/1 do DM4001

Switch

DM3000-1

DM4004 DM4001

DM3001-2

Estado Critical Event Link UP Link UP Unidirectional

Perda do TX da interface 1/25 do DM3000-2 e RX da interface 1/1 do DM4001

Switch

DM3000-1

DM4004

DM4001

DM3001-2

Estado Critical Event Link UP Link DOWN Critical Event

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Aplicações

Link unidirecional SDH

Exemplo de utilização do protocolo OAM utilizando uma topologia com transporte SDH Synchronous

digital hierarchy.

Configuração dos Switches

DM3000-1

DM3000-2

Verificar o neighbor do DM3000 1 e 2 para verificar a existência de comunicação dos equipamentos

passando pelo SDH.

DM3000-1# show lldp neighbor

LLDP Eth 1/25 Total neighbors = 1

Neighbor:

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Port ID (subtype 5): Port25

Port Description : Ethernet Port on unit 1, port:25 System Name : DM3000-1

System Description : DmSwitch3224F2 System Capabilities Supported:

bridge

System Capabilities Enabled: bridge

DM3000-2#show lldp neighbor

LLDP Eth 1/25 Total neighbors = 1

Neighbor:

Chassis ID (subtype 4): 00:04:DF:12:A3:FD Port ID (subtype 5): Port25

Port Description : Ethernet Port on unit 1, port:25 System Name : DM3000-2

System Description : DmSwitch3324F2 System Capabilities Supported:

bridge router

System Capabilities Enabled: bridge

Queda do link SDH

Se houver uma queda do link SDH será logado na RAM/FLASH e Syslog se configurado uma mensagem

de critical event detected e a interface 1/25 será bloqueada.

DM3000-1

DM3000-1# show log ram tail

Mar 19 19:42:43 DM3000_106 : <4> OAM: critical event detected on port 1/25, blocking

Ethernet 1/25:

OAM configuration:

Remote link status: OK Negotiated Capabilities: Link events: No

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Remote loopback: No Unidirectional support: Yes Variable retrieval: No

DM3000-2

Mar 19 19:42:44 DM3000_106 : <4> OAM: critical event detected on port 1/25, blocking

Ethernet 1/25:

OAM configuration:

Restabelecimento do link SDH

Quando for restabelecido o link SDH será logado na RAM/FLASH e Syslog se configurado uma

mensagem de critical event recovered e a interface 1/25 será desbloqueada.

DM3000-1

Mar 19 19:52:42 DM3000_106 : <4> OAM: critical event recovered on port 1/25, unblocking

Ethernet 1/25:

OAM configuration:

Local discovery: Complete Remote discovery: Complete Local event: No event Remote event: No event Remote link status: OK

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Negotiated Capabilities: Link events: No Remote loopback: No Unidirectional support: Yes Variable retrieval: No Peer information: Vendor: 00:04:DF Model: 17 Mode: Active

DM3000-2

Mar 19 19:52:43 DM3000_106 : <4> OAM: critical event recovered on port 1/25, unblocking

Ethernet 1/25:

OAM configuration:

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Anel EAPS

Dada a topologia abaixo:

O anel EAPS está inicialmente completo. O switch master do anel EAPS emite Bridge Protocol Data Unit

BPDUs pela sua porta primária apenas; a porta secundária recebe as BPDUs emitidas pela primária, e este

recebimento assegura que o anel está Completo.

Quando o canal TX1 é rompido, o master para de receber as BPDUs na porta secundária. Ocorre então o

chaveamento no master, no qual a porta secundária é desbloqueada.

Com o rompimento, não ocorre queda de link entre os elementos T2 e T3 do anel, e os caminhos de RX

continuam funcionais entre estes elementos.

O anel agora encontra-se na seguinte situação: ambas as portas do master estão desbloqueadas; o tráfego

de dados no anel está bloqueado no sentido horário mas debloqueado no sentido anti-horário.

Como solução, poderia-se provisionar os links entre os elementos com EFM. O OAM atua como

heart-beat no link, bloqueando o mesmo caso seja interrompida a passagem de dados entre os elementos.

A grande vantagem é não usar como critério apenas o estado UP do link para dizer que o mesmo está OK.

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Links de rádio

Dada a topologia abaixo:

Na topologia, existem dois switches ligados por dois canais de comunicação redundantes; estes canais de

comunicação são dois links de rádio.

Caso seja rompida a comunicação entre as WANs de um dos links de rádio, esta mudança não será

propagada para as LANs, fazendo com que os switches não detectem a queda no link.

Como efeito disso, a convergência de alguns protocolos L3 é afetada, pois o VLAN link detect não atuará.

Os tempos de convergência podem chegar a 40s para OSPF, 5 minutos para BGP, pois estes são os tempos

de timeout destes protocolos. No caso de rotas estáticas a convergência não irá ocorrer jamais.

Caso os dois links estejam provisionados com backup-link, a proteção de link não ocorrerá.

Provisionado os links entre os elementos com EFM, a porta será bloqueada assim que o OAM detectar que

a passagem de dados foi interrompida. Após isso, o VLAN link detect forcará o início da reconvergência

dos protocolos L3; no caso do Backup-link, o chaveamento ocorrá corretamente.

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