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RCM - Redundancy Configuration Manager の紹介

Tomonobu Okada
Cisco Employee
Cisco Employee

‎2022-01-20 05:52 PM ‎2022-01-20 05:55 PM 更新

RCM とは？

Redundancy Configuration Manager(以下 RCM)は、Cisco 独自の Network Function で、5G ソリューションにおける StarOS ベースの UP/UPF に対して冗長機能を提供します。UP/UPF の冗長機能についてはレガシーな ICSR を利用した 1:1 の冗長モデルがありますが、RCM を使うと N:M の冗長モデルを実現できます。以下の図のように、1:1 の場合に比べて Standby ノードの数を減らせるので、より効率的にコンピュートリソースやラックスペースを活用できるというメリットがあります。

Screen Shot 2022-01-20 at 17.35.18.png

RCM 上のコンポーネント

RCM は Kubernetes 上に Deploy される Cloud Native アプリケーションです。以下のコンポーネントが含まれます。

  • Ops Center: RCM を管理する CLI を提供します。
  • Controller: UP の Active/Standby の状態遷移を管理、決定します。
  • BFD Manager: BFD プロトコルを使用して各 UP の死活監視をします。
  • Configuration Manager: 各 UP の設定を管理します。
  • Redundancy Manager (または Checkpoint Manager): サブスクライバーのセッション情報を保持、復元します。

Screen Shot 2022-01-20 at 17.39.06.png

Ops Center のオペレーション

RCM Ops Center にアクセスして CLI を操作してみます。なお、本環境では RCM 21.24.1 build 81219 を使用しています。

RCM は Kubernetes 上に Deploy されていますので、kubectl コマンドで pod を確認します。

ubuntu@rcm-host:~$ kubectl get pod -n rcm
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
documentation-f99b4b778-wcg5n 1/1 Running 0 38m
etcd-rcm-etcd-cluster-0 2/2 Running 0 35m
etcd-rcm-etcd-cluster-1 2/2 Running 0 35m
etcd-rcm-etcd-cluster-2 2/2 Running 0 35m
ops-center-rcm-ops-center-647cfc498f-5hzdm 5/5 Running 0 37m
rcm-bfdmgr-bdfc95d9b-lf22l 1/1 Running 0 35m
rcm-checkpointmgr-0 1/1 Running 0 35m
rcm-checkpointmgr-1 1/1 Running 0 35m
rcm-checkpointmgr-2 1/1 Running 0 35m
rcm-checkpointmgr-3 1/1 Running 0 35m
rcm-checkpointmgr-4 1/1 Running 0 34m
rcm-checkpointmgr-5 1/1 Running 0 34m
rcm-checkpointmgr-6 1/1 Running 0 34m
rcm-checkpointmgr-7 1/1 Running 0 34m
rcm-configmgr-866f995cbb-6rbm4 1/1 Running 0 35m
rcm-controller-878d58bf-v99cj 1/1 Running 0 35m
rcm-monitor-5758497b47-sjq7q 1/1 Running 0 35m
smart-agent-rcm-ops-center-7b4ccf9ccb-nslhg 1/1 Running 2 38m

Ops Center のアドレスを確認してログインします。

ubuntu@rcm-host:~$ kubectl get svc -n rcm | grep ops-center-rcm
ops-center-rcm-ops-center ClusterIP 10.43.187.239 <none> 8008/TCP,8080/TCP,2024/TCP,2022/TCP,7681/TCP 39m

ubuntu@rcm-host:~$ ssh admin@10.43.187.239 -p 2024
admin@10.43.187.239's password:

Welcome to the rcm CLI on unknown
Copyright © 2016-2020, Cisco Systems, Inc.
All rights reserved.

admin connected from 10.255.1.31 using ssh on ops-center-rcm-ops-center-647cfc498f-5hzdm
[unknown] rcm#

 コンフィグは show running-config で確認できます。本環境では 2 Active + 1 Standby の構成になっています。

 [unknown] rcm# show running-config
--- 省略 ---
k8 smf profile rcm-config-ep rcm-upfinfo group 1
host-id active Active1 management-ip 192.168.100.1
host-id active Active2 management-ip 192.168.100.2
host-id standby Standby1 management-ip 192.168.100.3
upf mgmt-ip 192.168.100.1
upf mgmt-ip 192.168.100.2
upf mgmt-ip 192.168.100.3
exit
k8 smf profile rcm-bfd-ep bfd-monitor group 1
endpoint ipv4 192.168.100.1
endpoint ipv4 192.168.100.2
endpoint ipv4 192.168.100.3
min-tx-int 100000
min-rx-int 100000
multiplier 10
standby 1
exit

RCM の show コマンドは以下のものがあります。

  • rcm show-statistics controller
  • rcm show-statistics configmgr
  • rcm show-statistics checkpointmgr
  • rcm show-statistics bfdmgr

rcm show-statistics controller で状態を確認してみます。２つの UP が Active、１つの UP が Standby になっていることが分かります。

[unknown] rcm# rcm show-statistics controller
message :
{
"keepalive_version": "4b9e89215d8596e9a7c1253d3129907968089209df8558ef4cc9543df6873b59",
"keepalive_timeout": "2s",
"num_groups": 1,
"groups": [
{
"groupid": 1,
"endpoints_configured": 3,
"standby_configured": 1,
"pause_switchover": false,
"active": 2,
"standby": 1,
"endpoints": [
{
"endpoint": "192.168.100.1",
"bfd_status": "STATE_UP",
"upf_registered": true,
"upf_connected": true,
"upf_state_received": "UpfMsgState_Active",
"bfd_state": "BFDState_UP",
"upf_state": "UPFState_Active",
"route_modifier": 32,
"pool_received": true,
"echo_received": 183,
"management_ip": "192.168.100.1",
"host_id": "Active1",
"ssh_ip": ""
},
{
"endpoint": "192.168.100.2",
"bfd_status": "STATE_UP",
"upf_registered": true,
"upf_connected": true,
"upf_state_received": "UpfMsgState_Standby",
"bfd_state": "BFDState_UP",
"upf_state": "UPFState_Standby",
"route_modifier": 50,
"pool_received": false,
"echo_received": 182,
"management_ip": "192.168.100.2",
"host_id": "",
"ssh_ip": ""
},
{
"endpoint": "192.168.100.3",
"bfd_status": "STATE_UP",
"upf_registered": true,
"upf_connected": true,
"upf_state_received": "UpfMsgState_Active",
"bfd_state": "BFDState_UP",
"upf_state": "UPFState_Active",
"route_modifier": 32,
"pool_received": true,
"echo_received": 182,
"management_ip": "192.168.100.3",
"host_id": "Active2",
"ssh_ip": ""
}
]
}
]
}

 

UP(StarOS) 側の確認

以下のコマンドで RCM の状態を確認することができます。

[local]saegw-up1# show rcm info
Redundancy Configuration Module:
-------------------------------------------------------------------------------
Context: rcm
Bind Address: 192.168.100.1
Chassis State: Active
Session State: SockActive
Route-Modifier: 32
RCM Controller Address: 192.168.100.100
RCM Controller Port: 9200
RCM Controller Connection State: Connected
Ready To Connect: Yes
Management IP Address: 192.168.100.1
Host ID: Active1
SSH IP Address: (Deactivated)
SSH IP Installation: Enabled

ここで Standby UP のコンフィグを見てみます。

[local]saegw-up2# show rcm info
Redundancy Configuration Module:
-------------------------------------------------------------------------------
Context: rcm
Bind Address: 192.168.100.2
Chassis State: Standby
Session State: SockStandby
Route-Modifier: 50
RCM Controller Address: 192.168.100.100
RCM Controller Port: 9200
RCM Controller Connection State: Connected
Ready To Connect: Yes
Management IP Address: 192.168.100.2
Host ID:
SSH IP Address: (Deactivated)
SSH IP Installation: Enabled

[local]saegw-up2# show configuration
--- 省略 ---
gtpu-service sx-u1
bind ipv4-address 30.30.3.14
exit
gtpu-service sx-u2
bind ipv4-address 30.30.3.24
exit
sx-service sx-c-up1
instance-type userplane
bind ipv4-address 30.30.3.15
exit
sx-service sx-c-up2
instance-type userplane
bind ipv4-address 30.30.3.25
exit

複数のサービスが設定されていることが分かります。Standby UP は全ての Active UP のサービスが設定されています。スイッチオーバーが発生した際に切り替わりが発生する Active UP の設定だけ残して残りのサービス設定は削除されます。これは、スイッチオーバーの時間を短縮するための仕様です。

 

スイッチオーバー

試しに Ops Center からマニュアルスイッチーバーを実施してみます。

 [local]saegw-up1# show subscribers all
vvvvvv CALLID MSID USERNAME IP TIME-IDLE
------ -------- --------------- ---------------------- ----------------------------- ---------
y.C.AI 0098e4a9 123456123456792 - 11.11.0.55 00h00m00s
y.C.AI 0098e4aa 123456123456793 - 11.11.0.56 00h00m00s
y.C.AI 00e52fea 123456123456789 - 11.11.0.54 00h00m00s

 現在 UP1 に 3 セッション存在しています。Ops Center で UP1 から UP2 にスイッチオーバーしてみます。

 [unknown] rcm# rcm switchover-mgmt-ip source 192.168.100.1 destination 192.168.100.2
message :
{"message":"Switchover Triggered"}

UP2 を見てみると、Active に遷移しています。

[local]saegw-up2# show rcm info
Redundancy Configuration Module:
-------------------------------------------------------------------------------
Context: rcm
Bind Address: 192.168.100.2
Chassis State: Active
Session State: SockActive
Route-Modifier: 30
RCM Controller Address: 192.168.100.100
RCM Controller Port: 9200
RCM Controller Connection State: Connected
Ready To Connect: Yes
Management IP Address: 192.168.100.2
Host ID: Active1
SSH IP Address: (Deactivated)
SSH IP Installation: Enabled

セッションも引き継がれています。

[local]saegw-up2# show subscribers all
vvvvvv CALLID MSID USERNAME IP TIME-IDLE
------ -------- --------------- ---------------------- ----------------------------- ---------
y.C.AI 0098e4a9 123456123456792 - 11.11.0.55 00h00m01s
y.C.AI 0098e4aa 123456123456793 - 11.11.0.56 00h00m01s
y.C.AI 00e52fea 123456123456789 - 11.11.0.54 00h00m00s

不要な UP2 に関する設定は削除されています。

[local]saegw-up2# show configuration
--- 省略 ---
gtpu-service sx-u1
bind ipv4-address 30.30.3.14
exit
sx-service sx-c-up1
instance-type userplane
bind ipv4-address 30.30.3.15
exit

UP1 は Standby として起動してきました。

[local]qvpc-si# show rcm info
Redundancy Configuration Module:
-------------------------------------------------------------------------------
Context: rcm
Bind Address: 192.168.100.1
Chassis State: Standby
Session State: SockStandby
Route-Modifier: 50
RCM Controller Address: 192.168.100.100
RCM Controller Port: 9200
RCM Controller Connection State: Connected
Ready To Connect: Yes
Management IP Address: 192.168.100.1
Host ID:
SSH IP Address: (Deactivated)
SSH IP Installation: Enabled

5G NSA では RCM を VM として Deploy することができ、また 5G SA では SMI をベースとした Cloud Native 環境に Deploy することができます。上述のとおり、ユースケースによっては大きなメリットがありますので、検討してみてください。以下のドキュメントでさらに詳細を確認できます。

 

Redundancy Configuration Manager - Configuration and Administration
https://www.cisco.com/c/dam/en/us/td/docs/wireless/ucc/upf/2021-01/RCM/ucc-5g-rcm-config-and-admin-guide_2021-01.pdf

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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