SRP(Spartial Reuse Protocol), DPT(Dynamic Packet Transport) 의 정의와 예제를 통한 이해

SRP 인터페이스, DPT 링,

Spatial Reuse Protocol 또는 Spartial Reuse Protocol,

Dynamic Packet Transport,

흔히 보지 못하는 네트워크 링의 구성이며, 보통은 2개의 링으로 구성되며 각 링에서 프레임은 서로 맞대응하지 않는 반대 방향으로 흐르게 됩니다.

보통의 경우 OC48, 2.5Gbit/s 구성에서 많이 사용되며 링의 최대 수용 가능한 노드 수는 128개로 제한됩니다.

보통의 토큰링에서 볼 수 있는 토큰을 이용한 순서에서의 패킷의 흐름을 무시한 기술로, SRP 내부에 있는 모든 노드(라우터 및 스위치)는 모두 동시에 프레임을 처리할 수 있어 모든 대역폭을 동시에 사용할 수 있는 기술입니다.

현재는 ATM 또는 Ethernet 방식에 밀려 크게 사용되지는 못하지만 현재까지 일부 ISP 또는 기간망/백본 급에서 기존 전송장비(SONET/SDH, DWDM, Dark fiber)와 연동되어 활용되고 있습니다.

서로에 대한 TX/RX 광을 이용한 2Core 대칭 구조로 구성되며 서로에 대한 링크(Link)의 장애를 IPS(Intelligent Protection Switching) 프로토콜을 이용하여 감지하며 여기서 SRP 개념에서 가장 중요한 중첩(Wrap)을 하여 링을 복구시키게 됩니다.

장애가 발생하였을 때 Wrap 을 일으켜 링을 논리적으로 복구시키게 되며, 장애가 복구되었을 때에는 다시 UnWrap 을 일으켜 장애에 대하여 감시를 하게 됩니다.

이러한 SRP의 개념은 RPR(Resilient Packet Ring)의 표준이며, 라우터나 스위치에서 이러한 장애 감지에 대한 프로토콜을 선택하실 수 있습니다.

아래는 기본적인 RPR Detection 의 Redundant 셋팅과 SRP Interface 의 기본 상태를 캡쳐한 화면입니다.

!
redundancy
 mode rpr
!

ROUTER3#show int srpX/0
SRPX/0 is up, line protocol is up
  Hardware is SRP over SONET, address is xxxx.xxxx.xxxx (bia xxxx.xxxx.xxxx)
  Description: << ~~~~~ >>
  Internet address is x.x.x/x
  MTU 4470 bytes, BW 5000000 Kbit, DLY 10 usec, rely 255/255, load 10/255
  Encapsulation SRP2,
  Side A: loopback not set
  Side B: loopback not set
     3 nodes on the ring   MAC passthrough not set
     Side A: not wrapped   IPS local: IDLE       IPS remote: IDLE
     Side B: not wrapped   IPS local: IDLE       IPS remote: IDLE
  Last input 00:00:00, output 00:00:00, output hang never
  Last clearing of "show interface" counters 00:22:58
  Queueing strategy: fifo
  Output queue 0/40, 0 drops; input queue 0/75, 0 drops
  Side A: 30 seconds output rate 141939025 bits/sec, 19029 packets/sec
          30 seconds input rate 502935813 bits/sec, 57602 packets/sec
  Side B: 30 seconds output rate 63869633 bits/sec, 13473 packets/sec
          30 seconds input rate 345130101 bits/sec, 40193 packets/sec
     130858258 packets input, 150598770792 bytes, 0 no buffer
     Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles
     0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort
     44862832 packets output, 31954472028 bytes, 0 underruns
     0 output errors, 0 collisions, 0 interface resets
     0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out
     Side A received errors:
        0 input errors, 0 CRC, 0 ignored,
        0 framer runts, 0 framer giants, 0 framer aborts,
        0 mac runts, 0 mac giants, 0 mac aborts
     Side B received errors:
        0 input errors, 0 CRC, 0 ignored,
        0 framer runts, 0 framer giants, 0 framer aborts,
        0 mac runts, 0 mac giants, 0 mac aborts

위 Configuration 은 아래 그림과 같은 구성도에서 ROUTER3 에 해당하는 노드입니다.

기본적으로 Encapsulation 은 SRP2 를 이용하고 있으며 SIDE-A와 SIDE-B로 2개의 링으로 구성되어 있습니다.

STP 또는 토큰링과는 다르게 양방향으로 모든 링에서 패킷을 전송하고 있으며 이는 Ethernet 프레임 포멧 방식과 흡사한 방식입니다.

위 Interface 의 정보를 보시게 되면 Local/Remote 모두 IPS 프로토콜을 이용하고 있으며 장애 감지를 위해 IDLE 유휴 상태로 대기 중이며, 링의 장애가 감지되면 50ms 이내로 Wrap 중첩시켜 링을 복구시키게 됩니다.

Un Wrap (Not Wrap) : 링의 정상적인 연결 상태
Wrap : 링의 OPEN 상태

링의 장애가 감지되면 1계층(Layer 1) 에서 광 신호를 감지하여 해당 링에 해당하는 SIDE가 Failure 되어 반대방향의 SIDE로 Wrapped 되게 됩니다.

아래는 링크 장애 시 출력되는 logging 정보를 캡쳐하여 보았습니다.

Jan  1 17:01:02.947 KST: %SRP-4-WRAP_STATE_CHANGE: SRPX/0 wrapped on side B (side A Self Detect Signal Fail)

아래 CLI 명령으로 SRP에 관련된 자세한 정보를 보실 수 있습니다.

#show srp

Inner Ring, Outer Ring 에 관련하여 SIDE-A, SIDE-B 의 상태, IPS 프로토콜의 정보와 SRP 내부의 Topology Map 을 상대편 hostname 과 MAC 정보, 그리고 IP정보로 나타내어 주며, 각 링에서의 우선순위 및 Delay 정보, SRP 인터페이스의 정보를 상세히 기술하여 주게 됩니다.

일부를 캡쳐하여 보겠습니다.

ROUTER3#show srp
 IPS Information for Interface SRPX/0
 MAC Addresses
   Side A (Outer ring RX) neighbor xxxx.xxxx.xxxx
   Side B (Inner ring RX) neighbor xxxx.xxxx.xxxx
   Node MAC address xxxx.xxxx.xxxx
 IPS State
   Side A not wrapped
   Side B not wrapped
   Side A (Inner ring TX) IPS pkt. sent every 1 sec. (next pkt. after 1 sec.)
   Side B (Outer ring TX) IPS pkt. sent every 1 sec. (next pkt. after 1 sec.)
   inter card bus enabled
   IPS WTR period is 60 sec. (timer is inactive)
   Node IPS State: idle
 IPS Self Detected Requests           IPS Remote Requests
   Side A IDLE                          Side A IDLE
   Side B IDLE                          Side B IDLE
   Side A Failures: none
   Side B Failures: none
 IPS messages received
   Side A (Outer ring RX) {xxxx.xxxx.xxxx,IDLE,SHORT}, TTL 255
   Side B (Inner ring RX) {xxxx.xxxx.xxxx,IDLE,SHORT}, TTL 255
 IPS messages transmitted
   Side A (Inner ring TX
.
.
 Topology Map for Interface SRPX/0
  Topology pkt. sent every 5 sec. (next pkt. after 3 sec.)
  Last received topology pkt. 00:00:01
  Last topology change was 3d16h ago.
  Nodes on the ring: 3
  Hops (outer ring)      MAC       IP Address      Wrapped SRR   Name
      0             xxxx.xxxx.xxxx x.x.x.x      No      -   ROUTER3
      1             xxxx.xxxx.xxxx x.x.x.x      No      -   ROUTER1
      2             xxxx.xxxx.xxxx x.x.x.x      No      -   ROUTER2

 SRR not enabled for Interface SRPX/0
.
.
 Data Traffic Counters for Interface SRPX/0
   Side A:
   Transit                                 Packets                Bytes
     Total Low Priority:                         0                    0
     Total High Priority:                     1173                91304
     Total Multicast:                         1173                91304
     Total Unicast:                              0                    0
   Host Receive                            Packets                Bytes
     Unicast Low Priority:               153627524         178912786539
     Unicast High Priority:                   1325               126389
     Multicast Low Priority:                     0                    0
     Multicast High Priority:                 1173                91304
   Total Receive                           Packets                Bytes
     Unicast Low Priority:               153627523         178912784961
     Unicast High Priority:                   1325               126389
     Multicast Low Priority:                     0                    0
     Multicast High Priority:                 1749               135800
.
.
   Received Errors:
     0 input errors, 0 CRC, 0 ignored,
     0 framer runts, 0 framer giants, 0 framer aborts,
     0 mac runts, 0 mac giants, 0 mac ttl strips

 Transit Buffer Delay Counters for Interface SRPX/0
   Side A:
   Transit Delay (30 Seconds)            Nanoseconds
     Low TB Min Delay:                             0
     Low TB Avg Delay:                             0
     Low TB Max Delay:                             0
.
.
ROUTER3#

SRP 에서 TTL은 8bit (위의 인터페이스에서 255) 이며 STP나 RSTP 등에서 Spanning-Tree Protocol과 같이 Ring 에서 Looping 되는 것을 차단해 주게 됩니다.

기본적인 SRP와 DPT에 대하여 간단히 설명드렸습니다.

보다 자세한 기술적인 내용과 기본 이해를 돕기 위해서는 CISCO 에서 제공하는 SRP 의 MAC Addressing 에 대한 정보를 참고하시기 바랍니다. (Understanding MAC Addressing with SRP)

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들러주셔서 감사합니다. (__)