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泉健一（Kenichi Izumi）

IOS-XR の概要紹介

シスコサポートコミュニティ Live Expert Webcast

テクニカルアシスタンスセンター, テクニカルサービス

2015年3月31日

ご参加ありがとうございます

本日の資料はこちらからダウンロードいただけます http://supportforums.cisco.com/ja/community/5356/webcast

直接ダウンロードする場合はこちらhttps://supportforums.cisco.com/ja/document/12464516

オーディオブロードキャストについて

[Audio Broadcast（オーディオブロードキャスト）] ウィンドウが自動的に表示され、コンピュータのスピーカーから音声が流れます

[Audio Broadcast（オーディオブロードキャスト）] ウィンドウが表示されない場合は、[Communicate（コミュニケート）] メニューから [Audio Broadcast（オーディオブロードキャスト）] を選択します

イベントが開始されると自動的に音声が流れ始めます

音声接続に関する詳細はこちらをご参照ください。解決しない場合は、QA ウィンドウよりお知らせください。 https://supportforums.cisco.com/ja/document/82876

ご質問方法

Webcast 中のご質問は全て画面右側のQAウィンドウより ’All Panelist’ 宛に送信してください

Expert Speaker

泉健一 (Kenichi Izumi) テクニカルアシスタンスセンター, テクニカルサービス

カスタマーサポートエンジニア

投票質問

IOS-XR 製品の使用経験がありますか？

A) ASR9000 Series Router の使用経験がある

B) CRS の使用経験がある

C) XR-12000 の使用経験がある

D) IOS-XRv の使用経験がある

E) IOS-XR 製品の使用経験がない

アジェンダ

1. IOS-XR Software

• IOS-XR Software Overview

• High Availability

• Security

• Software Configuration

• Manageability

• Software Package

• Software Installation

• SMU

• Debuggability

2. ASR 9000 System Architecture

• System Overview

• Network Virtualization (nV) System

• Satellite Network Virtualization (nV) System

IOS-XR Software

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



XR12000

CRS

NCS

ASR9000

IOS-XR 製品の紹介

• Cisco Network Convergence System 6000 Series Routers

• Cisco Carrier Routing System

• Cisco ASR 9000 Series Aggregation Services Routers

• Cisco XR 12000 Series Routers

Cisco IOS XR 概要

• Cisco IOS XR は、音声、ビデオおよびデータサービスを集約する統合型パケットインフラストラクチャの登場により必要となるスケーラビリティ、アベイラビリティおよびサービス柔軟性の要求に応えるために開発されたオペレーティングシステム

• 大規模システムへの拡張と運用を実現するために、ハードウェアが持つリソースを最大限活用することができるように設計されている

• マイクロカーネルアーキテクチャを採用し、高い安定性・信頼性とモジュラリティを提供するオペレーティングシステム

•Nonstop Operation: NSF, ISSU, Process Restartability, Checkpointing

•Scalability: Modular and Distributed Software Architecture

•Operation: Two-stage configuration, rollback, RPL

•Security: Dynamic Control Plane Protection

•Manageability: XML, SNMP, CLI

Cisco IOS XR 特徴

• マイクロカーネルアーキテクチャを採用し、メモリ保護機能による動作安定性の向上

• In-Service Software Update(ISSU) および Process Redundancy による Non-Stop Operation の実現

• 複数 CPU 間の分散プロセスによる高いスケーラビリティの実現

• Software Maintenance Upgrades(SMU) によるソフトウェアメンテナンスが可能になったことによるフレキシビリティの向上

• Config Rollback および Two Stage Config などによる操作性の向上

Data Plane

モノリシックカーネル

Hardware Interface Layer

Routing TCP UDP

SNMP FTP Etc.

全てのタスクが1つ

のプロセス内にある

IOS アーキテクチャ概略図

Control Plane Data Plane Management Plane



BG

B

RIP

ISIS

OS

PF

RS

VP

PIM

IGM

P

RIB

L2 D

rivers

AC

L

FIB

QoS

LP

TS

Host S

erv

ice

PF

I

Inte

rface

CLI

SN

MP

XM

L

Netf

low

Ala

rm

Per.

fMgm

t

SS

H

SS

H

SS

H

Checkpoint DB Multicast IPC System DB

Distributed Infrastructure

Memory Mgmt IPC Mech Synch. Services Scheduler

Kernel System Services

Lightweight Micro Kernel

個別にリスタート可能

IOS-XR アーキテクチャ概略図

IOS-XR カーネル – マイクロカーネル OS の選択

IOS XR

•MMU のメモリ保護機能により、障害を局所化し、システム全体の停止を回避

•個々のアプリケーション、ドライバ及びプロトコルの障害からシステムを完全に保護

IOS

•プロセス、ドライバ、ファイルシステム等の障害時にはシステムが停止

Process

Manager Filesystem

Process A Driver

Process B Process A

File

System

FAULT FAULT

FAULT

Driver

処理単位とメモリプロテクション

• プロセス

• 1つのメモリ空間を共有する処理単位

• 他のプロセスとは独立したメモリ空間を持っているため，プロセス障害時に他のプロセスに影響を与えず、プロセスごとに再起動することが可能（プロセスリスタート）

• いくつかのスレッドで構成される処理単位

• マルチスレッドの場合はマルチコア環境にて並列処理可能

• スレッド

• 最小の処理単位

• 同一プロセス内の各スレッドはメモリ空間を共有する

• タスク

• IOSにおける各スレッドの呼び名

• プロセス見立てのスレッドをタスクと呼ぶことがある

• IOSにて，OSPFやTelnetなどの各処理を便宜的にプロセスと呼ぶことがあるが，IOSの場合は全ての処理が1つのメモリ空間を共有しているため，プロセスというよりはスレッドに近い

シングルプロセス

マルチスレッド

（IOS）

マルチプロセス

マルチスレッド

（IOS XR）

プロセスごとに

１つのバーチャルメモリ

物理メモリ

マッピング

unused

used

• IOS-XRでは，カーネルのMMU（Memory Management Unit）が各プロセスごとに独立した1つの仮想メモリ空間（バーチャルメモリ）を保持・管理する

• 独立したメモリ空間がプロセス障害の局所化やプロセスごとのリスタートを可能にする

• IOSでは，バーチャルメモリを使わず，全てのタスクが1つのメモリ空間を共有する

バーチャルメモリ (仮想メモリ)

QNX

デバイスドライバ

シャーシマネージャ/インタフェースマネージャ

ホストスタック

LD

P

RS

VP

Te

lne

t

BG

P

OS

PF

IOS XR

ソフトウェアのモジュール化

• IOS-XRでは、各機能がプロセスとして動いており、個別にプロセスリスタート可能

• ソフトウェアは機能ごとにモジュール化され、PIE（Package Installation Envelope）というパッケージで提供される

• ソフトウェアの部分修正パッチがSMU（Software Maintenance Updates）として提供されるため，バグ修正にOS全体の入れ直しの必要がない

• IOSでは、全ての機能が1つのプロセスとして動いているため不可

BGPの不具合修正

BGP SMU

MPLS PIE

MPLS機能の追加

IOS-XR でのノード表記 (syslog)

Example

LC/0/2/CPU0:Jan 20 06:41:02.065 : ifmgr[173]: %PKT_INFRA-LINK-3-UPDOWN : Interface TenGigE0/2/0/0, changed state to Down

LC/0/2/CPU0:Jan 20 06:41:02.066 : ifmgr[173]: %PKT_INFRA-LINEPROTO-5-UPDOWN : Line protocol on Interface TenGigE0/2/0/0, changed state to Down

RP/0/RSP0/CPU0:Jan 20 06:41:02.211 : config[65762]: %MGBL-CONFIG-6-DB_COMMIT : Configuration committed by user 'cisco'. Use 'show configuration commit changes 1000000002' to view the changes.

IOS-XR では、ノード情報は下記の「<ノード種別>/<Rack番号>/<Slot番号>/<CPU種別>」というフォーマットで出力されます。

Example

*Feb 23 12:16:47.796: %LINK-3-UPDOWN: Interface GigabitEthernet2/31, changed state to up

*Feb 23 12:16:48.108: %LINK-3-UPDOWN: Interface GigabitEthernet2/31, changed state to down

*Mar 25 12:47:47.749: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

IOS では、下記のようにノード情報に区別がありません。

IOS-XR での interface 表記

Example

RP/0/RSP0/CPU0:Router#show ipv4 vrf all int brief

Interface IP-Address Status Protocol Vrf-Name

MgmtEth0/RSP0/CPU0/0 unassigned Up Up default

MgmtEth0/RSP0/CPU0/1 unassigned Shutdown Down default

HundredGigE0/2/0/0 unassigned Up Up default

TenGigE0/4/0/0 unassigned Shutdown Down default

IOS-XR では、下記の「<Rack番号>/<Slot番号>/<SubSlot番号>/<port番号>」というフォーマットでinterface 情報が出力されます。

Mgmt ポートについては、Slot番号が RSP0/RSP1 になります。

IOS-XR では、システムメッセージは下記のような情報で構成されています。

%<CATEGORY>-<GROUP>-<SEVERITY>-<NEMONIC>: <Message-text>

CATEGORY: メッセージの種別を表しており、次頁のような種類に分類されています。

GROUP: ハードウェアデバイス、プロトコル、SW モジュールを示します。

SEVERITY: 0～7 の数字が入ります。小さい数値ほど重大な情報を意味します。

NEMONIC: メッセージが発生した事象を特定する情報が入ります。

Message-text: 具体的なメッセージ本文が入ります。

Example LC/0/2/CPU0:Jan 20 06:41:02.065 : ifmgr[173]: %PKT_INFRA-LINK-3-UPDOWN : Interface

TenGigE0/2/0/0, changed state to Down

CATEGORY: PKT_INFRA

GROUP: LINK

SEVERITY: 3(errors)

NEMONIC: UPDOWN

Message-text: Interface TenGigE0/2/0/0, changed state to Down

IOS-XR での syslog 構成

まとめ

IOS IOS XR

カーネルモノリシックカーネルマイクロカーネル

プロセス/スレッドシングルプロセス/マルチスレッドマルチプロセス/マルチスレッド

各アプリのメモリ空間全ての処理が1つのメモリ空間を共有各アプリが独立したメモリ空間を持つ

スレッド/プロセス障害時 IOS全体が再起動障害プロセスのみが再起動

プライオリティ 4段階（デフォルト：medium） 64段階（デフォルト：10）

プリエンプティブ No Yes

スケジューリング FIFO FIFO，Round Robin，Sporadic

CPU Hog の影響影響を受けやすい影響を受けにくい

プロセスリスタート Yes（各アプリごとの再起動は不可） Yes（各アプリごとに再起動可能）

ソフトウェアのモジュール化 No Yes

ノード情報の追加/階層化 No Yes

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



Distributed Middleware

コントロールプレーンデータプレーンマネジメントプレーン

OSPF PIM IGMP ACL PRI L2

Drivers Netflow SNMP SSH

BGP IS-IS RIP QoS FIB LPTS CLI XML Alarm

影響範囲はこのプロセスのみ即座に再起動

障害

1 プロセスのメモリー違反が発生しても不具合はプロセス内に完全に閉じたものとなる

2 カーネルがシステムマネージャに不具合を通知

3 システムマネージャは、サービスをリスタートし事後解析のためのコアファイルを作成

High Availability Infrastructure

• プロセスの障害が発生したとしても他のプロセスに影響することがなく、またその障害が起きたプロセスはシステムマネージャにより、自動的に再起動され、迅速にサービスを復旧させる

• 再起動時には、チェックポイント・データベースに保存されているデータからプロセスのステート情報を復帰させるため、迅速な復旧が可能になっている

μk

プロセス

チェックポイントサーバ

ステート情報をアップデート

新しいプロセス

（プロセス停止）

ステート情報を復旧

• チェックポイントデータベースに定期的にプロセスのステート情報を書き込む

• プロセスに障害が発生した場合、OSがそれを検知しそのプロセスの再起動を行い、チェックポイントデータベースにあるステート情報を読み込み迅速にプロセスの復旧を行う

High Availability Infrastructure プロセスの回復（チェックポインティング）

IOS-XR でのプロセス

• IOS-XR では、3 種類のプロセス冗長管理を行なっている

• Hot Standby: Active RP のみだけでなく、Standby RP でも動作、常に同期をとっており Failover によって再起動することがない → ntpd, ifmgr など

• Warm Standby: Active RP で動作しており、checkpoint proxy を用いて状態のバックアップと取っている。Failover の際には checkpoint されたデータを用いて状態を回復可能 → mrib など

• Cold Standby: Active RP のみで動作。Failover 時には Cold Start で起動してくる →telnetd など

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



Protection against DDoS

• 自己防御機能

ネットワークが攻撃にさらされた時、いかにシステムを守るかがネットワークの安定性、ひいては提供しているサービスの品質維持にとって非常に重要な問題です。自己防御機能により、ルータ自身への攻撃を認識すると、必要以上の負荷がCPUにかからないよう自動的にトラフィックの帯域制限を行います。これにより未知の攻撃の際、事前にACLやPolicing等の設定が行えないようなケースでも、ネットワークの安定性を維持することができます。

Inte

rnal F

IB

μ μ

FIB

Ra

te L

imitin

g

BGP Peerなどのセッションパケット

BGP Peerを偽装したパケット

BGPのTCP Synアタック等

ルートプロセッサー廃棄されないように、高優先のキューに入れられる

帯域制限によりパケット廃棄を行う

帯域制限により強力なパケット廃棄を行う

Local Packet Transport Services (LPTS)

• LPTS の機能により、自分宛のパケットを走査して、適切なノードに転送する

• これにより、アプリケーションがどのノード(RSP/LC)で動作することも可能となる

• 不正パケットのフィルタリングを実施し、CPU の過負荷からシステムを守る。 HW による、フロー毎の rate limit を実施。

• LPTS の rate-limit 閾値は下記コマンドにて確認可能

#show lpts pifib hardware entry location <LC>

• LPTS の通過 Packet 及び、破棄 Packet は下記コマンドで確認可能

#show lpts pifib hardware entry statistics location <LC>

BGP on RP

Tra

nsit T

raffic

Received Traffic

OSPF on RP

Local Stack on LC

Forwarding

Information

Base (FIB)

LPTS

Internal FIB(IFIB)

Bad packets

LPTS 経由のコントロールパケットフロー

Switch Fabric

3x10

GE

SFP

+ 3x10

GE

SFP

+

Typho

on

NP 3x10

GE

SFP

+ 3x10

GE

SFP

+

NP

NP 3x10

GE

SFP

+ 3x10

GE

SFP

+

NP

NP 3x10

GE

SFP

+ 3x10

GE

SFP

+

NP

NP

FIA

FIA

FIA

FIA

Sw

itch

Fab

ric

AS

IC

CPU

Punt FPGA FIA

CPU

Switch Fabric

EOBC (1G internal switch) RP

LC

1

LPTS

LC : ARP, ICMP, BFD, Netflow,

OAM, etc

RP: Routing, MPLS, Multicast,

HSRP/VRRP, etc

コントロールパケットの例

ＮＰが対象となるコントロールパケットを LPTS

(local packet transport service): に渡す（大量の場合は廃棄）

NP : Network Processor

FIA : Fabric Interface ASIC

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



Command Mode

Login

Configuration mode

RP/0/RSP0/CPU0:Router(config)#

EXEC mode

RP/0/RSP0/CPU0:Router#

Admin EXEC mode

RP/0/RSP0/CPU0:Router(admin)#

Admin configuration mode

RP/0/RSP0/CPU0:Router(admin-config)#

configure admin

configure

• IOS-XR の CLI は様々なコマンドモードに分けられます。各モードで、ルータの設定や管理などに使用するコマンドのサブセットにアクセスすることができます。

Configuration Mode

Configuration mode

Interface config submode

Router config submode

mpls ldp config submode

pos config submode

Address family config submode

mpls traffic-eng config submode

rsvp config submode

Administration Mode

Admin exec mode

Admin configuration mode

user config submode

diagnostics config submode

• Admin Exec モードでは通常の Exec モードと異なり、システム管理上の show コマンドでの確認や software install などを行う。

• Admin Configuration モードで主に chassis 全体の管理として、Hardware module の操作や Diag 設定などを行う。

Two-Stage Configuration

• IOS XR のコンフィグは 2 ステージになっている

• “running-config” を直接編集しない

• ステージ1：コンフィグの入力（この時点では反映されない）

• コマンドの許可、構文のチェックなど

• ステージ2：コンフィグの反映

• “commit” コマンドによる反映

• commit-id による roll-back 可能

CL

I Target Config Running Config

Config database

1st Stage

Configuration

2nd Stage

Commit

Configuration Lock

CL

I Running Config

Config database

RP/0/RSP0/CPU0:Router#configure exclusive

RP/0/RSP0/CPU0:Router(config)#hostname P4

Lock

Commit を実行できる人を制限

C

LI

他人からのアクセス不可

RP/0/RSP0/CPU0:Router(config-if)#commit

% Failed to commit .. Another configuration

session had a lock on the running

configuration.

If you still want to commit your changes, you

may try the 'commit' command again.

RP/0/RSP0/CPU0:Router(config-if)#

Pre-configuration

RP/0/RSP0/CPU0:Router#interface preconfigure Giga0/5/0/1

RP/0/RSP0/CPU0:Router(config-if-pre)# service-policy output test-pol

RP/0/RSP0/CPU0:Router(config-if-pre)# vrf test1

RP/0/RSP0/CPU0:Router(config-if-pre)# ipv4 add172.16.0.9 255.255.255.0

RP/0/RSP0/CPU0:Router(config-if-pre)# load-interval 30

RP/0/RSP0/CPU0:Router(config-if-pre)# commit

• ラインカードがない状態でも interface の設定を行うことが可能

• 追加作業の効率化が可能

Configuration Commit Database

• commit する度に commid ID と commit したコンフィグの情報が記録される

• commit label により、任意のラベル（名前）を設定することも可能

• commit ID やラベルは rollback する際の point 情報として利用できる

• commit database には 100 個まで commit コンフィグ情報が保存可能

Config log

CommitID# 100

CommitID# 099

CommitID# 098

CommitID# 001

Target config commit

Running Config

Config database

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



User Management Overview

• ユーザ設定は admin config モードで行う。

• ユーザ毎に exec privilege を設定、変更可能

• ユーザ毎に exec privilege を設定、変更する場合には、usergroup や taskgroup を使用する

• AAA (RADIUS、TACACS+) を使用する場合、usergroup や taskgroup などを mapping することで管理することが可能

IOS-XR では、ユーザに対して割り当てられているユーザグループに基づいてアクセス特権が付与されます。ユーザグループにタスク ID を割り当て、ユーザグループを作成および変更を行います。各タスク ID には、「読み取り」、「書き込み」、「実行」など、特定の権限を割り当てます。

User Configuration Overview

User

• User は、名前、パスワード、所属する User Group の設定から成り立ちます。

User Group

• User Group は、名前、所属する Task Group の設定から成り立ちます。

• Pre-define Group もあります。

• 他の User Group を inherit することも可能。

Task Group

• Task Group は、名前、Task ID の権限設定から成り立ちます。

• Pre-define Group もあります。

• 他の Task Group を inherit することも可能。

Task & Task Group

• Task は、主に各 Feature、Protocol や機能単位でわかれている。

• それぞれの Task には、Read、Write、Execute、Debug の 4 つの権限がある。

• Read : 主に show コマンドなど Write ：主に Config の設定

• Execute : Package install など Debug : Debug の取得

Tasks

aaa config-services hsrp netflow sbc

acl crypto interface network snmp

admin diag inventory ospf sonet-sdh

atm disallowed ip-services ouni static

basic-services drivers ipv4 pkg-mgmt sysmgr

bcdl eigrp ipv6 pos-dpt system

bfd ext-access isis ppp transport

bgp fabric logging qos tty-access

boot fault-mgr lpts rib tunnel

bundle filesystem monitor rip universal

cdp firewall mpls-ldp root-lr vlan

cef fr mpls-static root-system vrrp

cisco-support hdlc mpls-te route-map

config-mgmt host-services multicast route-policy

Task & Task Group

taskgroup basic-admin

task read acl

task read bfd

task read bgp

task write acl

task write bfd

task write bgp

task debug bgp

usergroup basic-staff

taskgroup basic-admin

username user1

group basic-staff

secret $f1dsajkdsafaa3ds1

Read Write Execute Debug aaa aaa aaa aaa acl acl acl acl

admin admin admin admin atm atm atm atm bfd bfd bfd bfd bgp bgp bgp bgp

Pre-define Group

Group Comment

root-system Admin Plane に位置し、全体のRoot権限を持ちます。最高権限を持ちます。

root-lr ログインしたSDRでのRoot権限を持ちます。

root-system groupレベルの操作は、READ権限のみとなります。

netadmin Network管理者グループ。多くのREAD権限を持ちます。

WRITE権限に関しては、routing、forwarding、connectivity、VLANなどに対して持ちます。

sysadmin System管理者グループ。多くのREAD権限を持ちます。

WRITE権限に関しては、AAA、manageability、loggingなどに対して持ちます。

operator オペレータグループ。基本的な操作に対し、READ、WRITE権限を持ちます。

READ権限に関して、LOGやCDP、Diagnosticsなどに対して持ちます。

cisco-support TACサポートなどにおいて、必要な操作に対し権限を持ちます。

Usability Enhancements -Routing Policy Language (RPL)

• Routing Policy Language (RPL)

• if, then, else, elseifを用いてRoute-mapを記述可能

• 変数などを使用することもできる

• 階層的な記述も可能

• 演算子、真偽値を用いた条件文の記述も可能

• Benefits of RPL

• ポリシーの管理、確保、トラブルシューティングに有効

• 内蔵の Micro Emacs で編集可能

• Route-map のよりもコンフィグ量を削減

Usability Enhancements -Routing Policy Language (RPL)

if as-path in as-path-set-1 then

drop

endif

if med eq 150 then

set local-preference 10

elseif med eq 200 then


else


endif

if community matches-every(12:34,56:78) then

if med eq 8 then

drop

endif


endif

オンラインマニュアル • man コマンドにより、CLI のマニュアルを表示させることが可能

(doc pie のインストールが必要)

man command <command-name>

* コマンドに対するマニュアルページの表示

man feature [feature-name]

* feature における使用可能なコマンドの表示

man keywords <keywords>

* keyword にマッチするコマンドのリストを表示

RP/0/RSP0/CPU0:Router#man command show arp

COMMAND

show arp

DESCRIPTION

To display the Address Resolution Protocol …

RP/0/RSP0/CPU0:Router#man feature arp

Commands in Feature: arp

arp dagr

arp purge-delay

arp timeout

…

RP/0/RSP0/CPU0:Router#man keyword arp

Following Commands Matched for 'arp'

FEATURE COMMAND

arp arp dagr

arp arp purge-delay

…

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



BNG Optics

FPD nV

OS-MBI

Base

Admin

Forwarding

Line card

Routing

SMU

Diags

MPLS Multicast

Manageability Security

Adv-Video Doc

Optional Packages asr9k-asr9000v-nV-px.pie-4.3.1

asr9k-asr901-nV-px.pie-4.3.1

asr9k-asr903-nV-px.pie-4.3.1

asr9k-bng-px.pie-4.3.1

asr9k-doc-px.pie-4.3.1

asr9k-fpd-px.pie-4.3.1

asr9k-k9sec-px.pie-4.3.1

asr9k-mcast-px.pie-4.3.1

asr9k-mgbl-px.pie-4.3.1

asr9k-mpls-px.pie-4.3.1

asr9k-optic-px.pie-4.3.1

asr9k-services-px.pie-4.3.1

asr9k-video-px.pie-4.3.1

Mandatory Packages asr9k-mini-px.pie-4.3.1

asr9k-mini-px.vm-4.3.1

(TURBOBOOTで必要)

SMU (必要に応じて)

asr9k-px-4.3.1.CSCxxXXXXX.pie

CCO から Download できる

Tarファイルに含まれる

ASR9K-iosxr-px-4.3.1.tar

ASR9K-iosxr-px-k9-4.3.1.tar

Recommended SMU は

CCO から Download 可能

Services

ASR9K: Software Packages (4.3.x)

OS Kernel, File system, Memory management, etc

Base Interface manager, System database,

Checkpoint services, Configuration management,

etc

Admin Resource management:

Rack, Fabric, LR management

Forwarding FIB, ARP, QoS, ACL, etc

Line card LC ucode, Drivers

Routing RIB, BGP, ISIS, OSPF, RPL

Diags Online Diagnostics

FPD ROMMON, FPGA upgrade

MPLS MPLS, UCP

Multicast

PIM, MFIB, IGMP

Manageability ORB, XML, Alarm management

Security IP Sec, Encryption, Decryption

Adv-Video Video-monitoring

Doc document

Mandatory

Optional

BNG Subscriber Sessions

Optics OTN

nV Edge, Satellite

ASR9K: Software Packages (4.3.x)

IOS-XR の各リリースのライフサイクルは、基本的には FCS から EoS までの18ヶ月と、EoS から EoL までの5年の合計6.5年間で終了する

IOS-XR ソフトウェアリリースライフサイクル

Standard Maintenance Release (SMR) X.X.0, X.X.1, X.X.2 は X.X がリリースされてから24ヶ月間のソフトウェアメンテナンスサポートが提供される

Extended Maintenance Release (EMR) 最終メンテナンスリリース(X.X.3 もしくは X.X.4）は、X.X がリリースされてから36ヶ月間のソフトウェアメンテナンスサポートが提供される

Software Feature

Release 4.2 4.3 5.1 5.2

SMR

4.2.0

4.2.1

4.2.2

4.2.3 (CRS only)

4.3.0

4.3.1

4.3.2 (ASR9000 only)

5.1.0

5.1.1

5.1.2

5.2.0

5.2.2

EMR

4.2.3 (ASR9000 only)

4.2.4 (CRS only)

4.3.2 (CRS only)

4.3.4 (ASR9000 only)

5.1.3 5.2.4

IOS-XR のサポートタイムライン

IOS-XR のサポート情報 Release

End of Life Announcement

Date End of Sale Date

End of Software Maintenance Date

End of PSIRT Support Date

End of Life /TAC-Support Date

5.1.x Oct 1, 2014 Apr 1, 2015 Mar 31, 2016 Mar 31, 2017 Mar 31, 2020

5.0.x Sep 15, 2014 Mar 16, 2015 Mar 15, 2016 Mar 15, 2017 Mar 31, 2020

4.3.x Apr 10, 2014 Apr 10, 2015 SMR: Oct 10, 2015 EMR: Oct 10, 2016

Oct 10, 2017 Apr 30, 2020

4.2.x Aug 17, 2012 Aug 17, 2013 SMR: Feb 15, 2014 EMR: Feb 15, 2015

Feb 16, 2016 Aug 31, 2018

4.1.x Mar 31, 2012 Mar 31, 2013 Mar 31, 2014 Mar 31, 2016 Mar 31, 2018

4.0.x Apr 01, 2011 Apr 01, 2012 Oct 01, 2012 Oct 01, 2014 Apr 30, 2017

3.9.x Oct 10, 2010 Apr 10, 2011 Apr 09, 2012 Apr 09, 2014 Apr 30, 2016

3.8.x Mar 31, 2010 Dec 28, 2010 Dec 28, 2011 Dec 28, 2013 Dec 28, 2015

3.7.x Apr 17, 2009 Jan 17, 2010 Jan 17, 2010 Jan 17, 2012 Jan 17, 2015

3.6.x Sep 30, 2008 Jun 30, 2009 Jun 01, 2010 Jun 30, 2012 Jun 30, 2014

3.5,x Aug 11, 2008 May 11, 2009 May 11, 2009 May 11, 2012 May 11, 2014



3.2.x Oct 30, 2006 Apr 30, 2007 Apr 29, 2008 Apr 28, 2010 Apr 28, 2012

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



ソフトウェアのインストール方法

• TURBOBOOT による方法

• 初期導入時や、緊急時に IOS-XR をリカバリーする方法

• rommon モードから実行

• .vm イメージを使用

• Install コマンドによる方法

• 通常の IOS-XR インストール方法

• admin モードから実行

• .pie ファイルを使用

TURBOBOOT のフロー

Active RSP での作業 Standby RSP での作業

① ROMMON モードに移行する

② Active RSP と Sync できるように設定

③ IOS XR(.vm イメージ) を起動させる

Active RSP として IOS XR が起動する Standby RSP として IOS XR が起動する

Sync (自動)

Active-RSP から再起動が実行され、自動的に

Sync が開始する

TURBOBOOT によるインストール方法

• Active RSP 上で Config regsiter を 0x0 にセットし、システムを再起動させ、ROMMON モードに移行する

① ROMMON モードに移行する

RP/0/RSP0/CPU0:Router(admin)#config-registers 0x0

Successfully set config-register to 0x0on node 0/RSP0/CPU0

Successfully set config-register to 0x0on node 0/RSP1/CPU0

RP/0/RSP0/CPU0:Router(admin)#reload location all

• RSP 起動時に Ctrl+C を押すことで ROMMON モードに移行すること

も可能


• Standby RSP 上で次のコマンドを実行する

② Active RSP と Sync できるように設定

Rommon>unset BOOT

Rommon>unset TFTP_FILE

Rommon>confreg 0x102

Rommon>sync


• Active RSP 上で次のコマンドを実行する

③ IOS-XR(.vm イメージ) を起動させる

Rommon>unset BOOT

Rommon>unset TFTP_FILE

Rommon>IP_ADDRESS=x.x.x.x ※該当機器に割り当てるIPアドレスを設定

Rommon>IP_SUBNET_MASK=x.x.x.x ※サブネットマスクを指定 Rommon>DEFAULT_GATEWAY=x.x.x.x ※GWアドレスを指定

Rommon>TURBOBOOT=on,disk0[,format] ※必要に応じてformatオプションを指定

Rommon>sync ※メモリの内容をNVRAMとSyncさせる

Rommon>boot tftp://<ip_address(tftp_server)>/<directory>/asr9k-mini-px.vm

.vm ファイルを指定

• RSP440 は boot で usb: を指定することで、USBメモリからの Boot が可能

Install コマンド Overview

ソフトウェア更新の流れ

① ソフトウェアパッケージ追加 (Install add)

② ソフトウェアパッケージ起動 (Install activate)

③ ソフトウェアパッケージ確定 (Install commit)

※ ③で Install commit を実行しない場合、システム再起動後は①の状態まで戻って起動する

disk0:

disk1:

Add

TFTP, FTP,RCP, SFTP Activate

Deactivate

Add

Commit

Server

Install コマンド

• Install add (ソフトウェアパッケージの追加)

• install add コマンドでアーカイブ形式で提供されているパッケージを展開して disk0: に追加する

• Install activate (ソフトウェアパッケージの起動)

• install activate コマンドで disk0: に追加されているパッケージが起動する

• SMU の場合は、ソフトウェアを更新するために該当プロセスのリスタートまたはシステムの再起動が発生する

• 本コマンドが実行される際、Node に対するインパクト（インストールされるモジュール、リスタートされるプロセス、リロードされるモジュールの情報）が通知される

• test オプションを使用することにより、実際には Activate せずに、Activate した場合と同等の処理を確認することが可能

Install コマンド

• Install commit (ソフトウェアパッケージの確定)

• install commit コマンドで、実行されているパッケージを確定

• 本コマンドの実行前にシステムを再起動した場合は、 install activate 前の状態で起動する

• Install deactivate (ソフトウェアパッケージの停止)

• install deactivate コマンドで、実行されているパッケージを停止

• 本コマンドは、 Optional Package(Security, MPLS, Multicast, etc)と SMU が対象であり、SMU の場合は実行時に Install activate と同様にプロセスリスタートまたはシステムの再起動が発生する

• Install remove (ソフトウェアパッケージの削除)

• install remove コマンドで disk0: に展開されているパッケージを削除

• 本コマンドを実行する為には、削除対象のパッケージが deactivate され、install commit が実行済みである必要がある

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



• Package SMU １種類のパッケージに対する修正を含んだ PIE ファイル

• Umbrella SMU 同一パッケージの複数の修正を含んだ PIE ファイル

• Composite SMU ２種類以上のパッケージに対する修正を含んだ PIE ファイル

• SMU Pack プラットフォーム依存の複数の修正を含んだ PIE ファイル

SMU とは Software Maintenance Upgrade の略で、IOS-XR では Version UP せずにクリティカルな不具合を修正する目的で提供される SMU のインストールは IOS-XR のソフトウェアパッケージと同様の操作（install add, install activate, install commit）で行う

※PIE ファイル名 Pイメージ用：asr9k-p-4.x.x.CSCxxXXXXX.pie PXイメージ用：asr9k-px-4.x.x.CSCxxXXXXX.pie

SMU とは

SMU アクティベート時の注意点

• Pre-requisites SMU

SMU をアクティベートする際に必要な SMU

• Supercedes

SMU に含まれる修正

• Restart Type

SMU アクティベート後の再起動の種類

SMU に付属の Readme.txt には、Pre-requisites SMU、 Supercedes、Restart Type 等の情報が記載されている

Service Pack とは

• 約２ヶ月間隔で特定のリリースに対して提供される

• 提供される tar ファイルには、Service Pack(PIE ファイル)と修正内容に関連した Readme.txt が含まれている

• Service Pack のインストールには、オプションパッケージは必須ではない

• 最新の Service Pack には、それ以前の Service Packの修正は全て含まれている

※Service Pack ファイル名： asr9k-px-4.x.x.spｘ.pie

Service Pack とは、複数の SMU を一つの PIE で提供する為の仕組みであり、Service Pack 作成時に提供されている重要問題の修正が含まれている。 Service Pack の特徴は以下。

Service Pack 作成のイメージ図

SMU Lineup

SP Lineup

XR Release

SMU1 SMU2 SMU3

SP1 2 Months 2 Months SP2

Build Test

Period

Post to CCO = SP1 cutoff

Service Pack の Lineup は、個別に作成された SMU を特定のリリース向けに追加していき、Service Pack カットオフのタイミングで追加されている SMU を全て含んだ状態の PIE が作成される。

Service Pack アクティベート時の注意点

• Service Pack に含まれる修正は、付属の Readme.txt に記載されている

• Service Pack のアクティベート時には、システム再起動が発生する

• Service Pack のアクティベート後に Optional PIE をアクティベートした場合、 Service Pack に Optional PIEに関する修正が含まれていた場合は、システム再起動が発生する

• Service Pack に含まれない SMU がアクティベートされている状態で Service Pack をアクティベートすることは非サポート

• 現時点で、Service Pack のアクティベート後に、個別の SMU をアクティベートすることは非サポート ※ただし、シスコから指示がある場合は除く

SMU と Service Pack の比較

比較内容 SMU SP

リリースタイミング必要に応じて個別リリース２ヶ月毎

システムインパクト SMU の種類によるシステム再起動

依存関係

(Pre-requisites) 必要に応じてあるない

PIE ファイルの名前 BugID SPx

修正範囲(Components)

プラットフォーム依存と非依存のどちらか

プラットフォーム依存と非依存の両方

同時に修正される内容

(supercedes) 様々以前の SP に含まれるもの

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



RP/0/RSP0/CPU0:Router#show cef trace

206 unique entries (6432 possible, 0 filtered)

Mar 6 00:14:49.420 fib/IPv4/evt_err 0/RSP0/CPU0 1# t1 Start FIB Mgr with shared memory reset

Mar 6 00:14:53.462 fib/IPv4/evt_err 0/RSP0/CPU0 1# t1 IDB-MODULE-INIT successful

Mar 6 00:14:53.497 fib/IPv4/evt_err 0/RSP0/CPU0 1# t1 Mapped All AIB Tables

Mar 6 00:14:53.521 fib/IPv4/evt_err 0/RSP0/CPU0 1# t3 FIB-SHM: Proto AIB ECM connection for protocol:0

…

• trace とは各プロセスの動作情報を buffer に保持する機能

• 正常系、エラー系の情報 (debug 相当) を常に buffer に保持する

* buffer サイズは機能により異なる

• 障害時解析の迅速化、精度の高い解析が可能

RP/0/RSP0/CPU0:Router#show arp trace

83 unique entries (5120 possible, 0 filtered)

Mar 6 00:14:54.969 ipv4_arp/slow 0/RSP0/CPU0 1# t1 EVT: Initialising ARP

Mar 6 00:14:55.820 ipv4_arp/slow 0/RSP0/CPU0 1# t1 DET: ip_arp_cache_table init suceeded.

Mar 6 00:14:56.073 ipv4_arp/fast 0/RSP0/CPU0 1# t1 EVT: Successful bind to RSI

Mar 6 00:14:56.073 ipv4_arp/fast 0/RSP0/CPU0 1# t1 EVT: Successfully initialised VRF lib

…

Trace functionality

ASR9000 System Architecture

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



ASR9000 シリーズのシャーシ概要

ASR 9001 ASR 9904 ASR 9006 ASR 9010 ASR 9912 ASR 9922

Max Capacity

(bi-dir) 120Gbps

770G/slot 440G/slot 440G/slot 550G/slot 1.2T/slot

2 I/O slots 4 I/O slots 8 I/O slots 10 I/O slots 20 I/O slot

Size 2RU 6RU 10RU 21RU 30RU 44RU

Air Flow Side to side Side to side Side to back Front to back Front to back Front to back

シンプルかつ一貫性のあるOS戦略 • IOS-XR対応 – キャリアクラスの信頼性

• ASR9000 シリーズ共通の機能群

• nV クラスタ及び nV サテライトをサポート

コンパクトサイズ • 2RU, 120G スループット

• 消費電力最大425W

• Side to side エアフロー

• フロントパネルから全操作に対応

多様な機能及びインターフェース • 4つの10GE固定ポート（SFP+）

• MPA対応: 20x1GE, 2x10GE, 4x10GE,1x40GE

• AC 電源及び DC電源に対応

• BITS, GPS, SyncE, 1588 サポート

ASR 9001

Pay As You Grow • 初期投資の抑制と段階的な増設が可能

• モジュラーポートアダプタ（MPA）

により柔軟なポート増設が可能

ASR 9000 シリーズ共通のフィーチャセットをサポート

Cisco ASR 9001 概要

Fixed 4x10G SFP+ ports

60G bandwidth が disable 状態 SW license により使用可能

ASR9001 / ASR9001-S シャーシ

MPA 用サブスロット 0 MPA 用サブスロット 1

冗長電源 (AC or DC)

Hot Swap 対応

GPS, 1588

BITS

Console, Aux, Management

EOBC ports for nV Edge (2xSFP) Fan Tray

Hot Swap 対応

MPA 用サブスロット 0 MPA 用サブスロット 1

モジュラーポートアダプタ

• モジュラーポートアダプタ（MPA）が使用可能

• MPA のコンビネーションに制限無し

A9K-MPA-4x10GE A9K-MPA-20X1GE A9K-MPA-2x10GE A9K-MPA-1x40GE

MPAs

2,4x10GE

20xGE

1x40GE

SFP+ 10GE

SFP+ 10GE

SFP+ 10GE

SFP+ 10GE

Typhoon

FIA

FIA

Typhoon

Sw

itch

Fa

bric

AS

IC

RP

CPU

• CPU は RP 用と LC 用を個別に搭載

• Fabric は central switch fabric である為、LC 上の fabric は無い

• 最大 120Gbps (bi-dir) の転送能力

MPAs

2,4x10GE

20xGE

1x40GE

On-board

4x10 SFP+

ports

LC

CPU

Internal

EOBC

ASR 9001 システムアーキテクチャ概要

Supported

MPA

2,4x10GE

20xGE

1x40GE

Supported

MPA

2,4x10GE

20xGE

1x40GE

SFP+ 10GE

SFP+ 10GE

SFP+ 10GE

SFP+ 10GE

Typhoon

FIA

FIA

Typhoon

Sw

itch

Fa

bric

AS

IC

RP

CPU

LC

CPU

Internal

EOBC

ASR 9001 パケットフロー概要

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



Edge

Residential Business

Aggregation

Access

Core

Converged

nV

Before: nV テクノロジー After: nV テクノロジー

個々を管理

複雑な冗長プロトコル

独自機能

物理的な制限

1台の仮想ルータ

冗長プロトコルが不要

既存の機能

10 ポートを 10xN ポートに拡張可能

nV Edge と nV satellite の 2つの仕組みにより、アクセスおよびエッジネットワークがシンプルに

nV テクノロジー Overview

Residential Business

Converged

Edge

Aggregation

nV

Before: nV テクノロジー After: nV テクノロジー

nV Edge

nV Satellite

個々を管理

複雑な冗長プロトコル

独自機能

物理的な制限

1台の仮想ルータ

冗長プロトコルが不要

既存の機能

10 ポートを 10xN ポートに拡張可能

nV Edge は ASR9000 をクラスター接続する事で、 1台のルータとして、管理設定する機能

nV Satellite は ASR9000 が Host ルータとなり、 BOX SWを Host ルータのアクセスポートとして、

運用管理する機能

nV Edge と nV satellite の 2つの仕組みにより、アクセスおよびエッジネットワークがシンプルに

nV テクノロジー Overview

Core

Access

MC-LAG

L2 EthernetRing (MST/REP-AG, G.8032)

IP/Service Edge

IP/MPLS

L3 ECMP

これまでの筐体冗長

複雑なアクセス冗長プロトコル

多くの L2, L3 サービス冗長プロトコル

シャーシ間の複雑な同期プロトコル

サービススケール依存のコンバージェンス

nV Edge

1つのコントロールプレーンが複数台のルータを管理

Active/Active Link Bundle によるアクセス冗長

L2/L3 のサービス冗長プロトコルは不要

全ての機能が全てのシャーシで同期している

サービススケールがコンバージェンスから独立している

nV Edge

nV Edge Overview (筐体冗長)

2 台のルータを個々に管理する必要がある為、新しいルータの追加際に設定を一から行う必要がある

+ • 2台目のルータはプラグインでオンデマ

ンドにクラスターへ追加可能

• 1台の仮想ルータとして管理が可能な為、運用負荷が改善される

従来 nV Edge

nV Edge Overview (筐体拡張)

1G/10G SFP+ EOBC ports for nV Cluster

IRLデータリンク

ASR 9001 Front Panel & Connection Example

• コントロールプレーンEOBC拡張は専用のRSPオンボード1G/10Gポート経由(現在、1G SFPのみをサポート)

• 外部EOBCは専用L1リンクまたはポートモードのL2接続上でのみ可

• データプレーン拡張は通常のLCポート経由(同一LC上に通常のデータポートとIRLポートの混在可)

• 冗長の目的で最低2つのコントロールプレーンと2つのデータプレーンリンクが必要

nV Edgeのグローバルでのコンフィグ (Rack0のみ)

nv

edge

control serial FOX1234ABCD rack 1

serial FOX1234EFGH rack 0

Inter-chassis fabric (IRL)のコンフィグ

interface TenGigE1/2/0/0

nv

edge

interface

!

interface TenGigE0/2/0/0

nv

edge

interface

Plug-and-play Inter-chassis コントロールプレーン、EOBC ポートのコンフィグは不要

コンフィグレーション後、Rack1 はリロード後にクラスタに追加される

nV Edge Configuration

アジェンダ

1. IOS-XR Software



• Security


• Manageability



• SMU

• Debuggability


• System Overview



ASR 9000 nV Satellite Overview

Satellite アクセスポート

Satellite Protocol

• Satellite は ASR 9000 Host(以下、Host) に接続されると satellite protocol によって自動で検出され、Host に予め設定したコンフィグを自動的にプロビジョニングされアクセスポートとして認識される

• Satellite と Host は同一ローケーションもしくは異なるロケーションに設置する事が可能で、両機器間の距離に制限はない

• Satellite と Host の間は “nv fabric link” と呼ばれるバーチャルインターフェースで接続される

Satellite

Host

nv fabric links

ASR9K ローカルポート

Satellite のアクセスポートは ASR9K のローカルポートと同等の機能をサーポートする

One ASR 9000 nV System

Power Feeds

• Redundant -48vDC Power Feeds

• Single AC power feed

44x10/100/1000 Mbps ポート

• フルラインレートをサポート

• Copper と fiber SFP opticsに対応

• Speed/duplex auto negotiationに対応

Fan Tray Hot Swap対応

• Redundant Fans

• ToD/PSS Output

• Bits Out

4x10G SFP+

• Fabricリンク専用ポート

• Copper と fiber SFP+ opticsに対応

温度は産業用機器の基準に対応

• -40C to +65C 動作温度

• -40C to +70C 保管温度

1 RU ANSI & ETSI Compliant

Satellite Hardware – ASR 9000v Overview

Satellite Hardware – ASR901 Overview

90

4x GE コンボポート (SFP/RJ45)

4x GE (SFP) 4x GE (RJ45)

Management *1

GPS *1 (1pps, 10MHz, ToD)

BITS *1 2x DC 電源 (-24 or -48 VDC)

※1 nV Satellite mode で動作中は使用不可

※2 low level debugging でのみ使用

Console *2

Satellite Hardware – ASR903 Overview

2x 電源

• DC PEM, 1x -24 or -48 VDC

• AC PEM, 1x 115..230 VAC

6つの I/O モジュール

• 1 port 10GE Module (XFP) – nV fabric link のみ

• 8 port 1GE Module (SFP) – access ports のみ

• 8 port 1GE Module (RJ45) – access ports のみ

ファンモジュール

Router Switch Processor

Ask the Expert with Kenichi Izumi

今日聞けなかった質問は、今回のエキスパートが担当するエキスパートに質問（ 4月1日～ 4月12日まで開催）へお寄せください！

https://supportforums.cisco.com/ja/discussion/12

464511

Webcastの内容やQ&Aドキュメントは、本日より5営業日以内にこのサイトへ掲載いたします。

https://supportforums.cisco.com/ja/community/53

56/webcast

今後の Webcast 予定

2015年 4月21日（火） Cisco ISR G1/G2 トラブルシューティング

～High CPU & Packet Drop～

2015年 5月19日（火）

ルーティングプロトコル関連（仮）

午前10時～11時半

コンテンツに関するご意見を募集しています！

掲載してほしい情報あったら役に立つ情報英語ではなく日本語でほしい情報などリクエストをお寄せください

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