Cisco Resilient Ethernet Protocol （ REP ）
イ ン ト ロ ダ ク シ ョ ン
近年のキ ャ リ ア イ ーサネ ッ ト の発展に伴い、大規模な レ イ ヤ 2 ド メ イ ンが形成 さ れる ケース が多 く な り ま し た。特にア ク セス領域での大規模な レ イ ヤ 2 ド メ イ ン化の傾向が見受け ら れ ます。 そのために高速で、 かつ収束時間の予測可能な コ ンバージ ェ ン ス 機能 （ メ カ ニズム）
が要求 さ れています。 と り わけサービ ス プ ロバイ ダーでは、 ト リ プルプ レ イやク ワ ッ ド プ レ イ展開のため、 音声およびビデオサービ ス等を支え られる高速な コ ンバージ ェ ン ス機能が求 め ら れています。 さ ら に、 この機能は柔軟な フ ェ イルオーバーに対応で き る よ う な フ レキシ ビ リ テ ィ を有 し 、複雑な リ ン グ型 ト ポロ ジーに も対応 し た ものでなければな り ません。 また、
VLAN 数や MAC ア ド レ ス数が非常に大き な物 と な る場合に対応 し た高速 コ ンバージ ェ ン ス
のサポー ト が必要にな り ます。こ れら を受け、シ ス コ は上記の諸条件を満たすべ く
レ イ ヤ 2 リ ング型 ト ポロ ジー向けに新プ
ロ ト コ ルのレ ジ リ エ ン トイ ーサネ ッ ト プ ロ ト コ ル （Resilient Ethernet Protocol; REP） を開
発 し ま し た。テ ク ノ ロ ジー概要
Cisco
レ ジ リ エ ン ト イ ーサネ ッ ト プ ロ ト コ ル （REP） は、 シ ス コ のキ ャ リ ア イ ーサネ ッ ト ス イ ッ チおよびサービ ス エ ッ ジ ルー タ に実装 さ れた新技術です。 こ の技術によ り 、IP-NGN
時代にふ さ わ し い優れた障害回復力 を も っ たキ ャ リ ア イ ーサネ ッ ト ア ク セ スの 設計が可 能 と な り ま し た。REP の メ リ ッ ト は、 ハー ド ウ ェ ア ア ッ プグ レー ド を全 く 必要 と せずに、 最速で 50
ミ リ 秒 か ら 200 ミ リ 秒程度のネ ッ ト ワー ク コ ンバージ ェ ン スが可能な点にあ り ます。 また、 既存 ネ ッ ト ワー ク への統合が容易な、 セグ メ ン ト プ ロ ト コ ルである こ と も大き な メ リ ッ ト です。さ ら に REP は、 レ ガシーなスパニ ングツ リ ー ド メ イ ン を置き換え る も の と し て位置づける こ と も 出来ます。 また REP から スパニ ングツ リ ー プ ロ ト コ ル （STP） に対 し て潜在的に ト ポロ ジー変化を通知する こ と がで き る ため、両者の相互運用が可能です。 し たが っ て STP を 一度に置き換え るのではな く 、 既存ネ ッ ト ワー クの状況に応 じ て、
STP
ド メ イ ンの範囲を限 定する よ う にネ ッ ト ワー ク を設計する こ と も で き で ます。REP は設定お よび管理が容易な プ ロ ト コルである ため、 ト ポロ ジーマネジ メ ン ト な どのネ ッ
ト ワー ク 管理ツールを使用 し て運用管理を非常に簡素な も のにする こ と がで き ます。 さ ら に プ リ エ ン プ シ ョ ン メ カ ニズムによ り 、ネ ッ ト ワー ク を よ り 予測可能な も の と する こ と も で き ます。分散型プ ロ ト コ ルである REP には、 リ ング ス テー タ ス を制御する マス タ ノ ー ド 等は存在 し ません。 障害検出は、 隣接 ノ ー ド のダウン、 またはシグナ リ ン グ ロ ス （loss of signal; LOS）
を用いて ロー カルにて行います。
REP ポー ト は障害を検出する と 、 代替ポー ト のブ ロ ッ ク を
解除 し てポー ト 切替え を開始 し ます。 管理者が明示的に代替ポー ト を指定 し な い限 り 、 デ フ ォル ト では REP 自身が代替ポー ト を選出 し ます。 さ ら に、REP は VLAN グループ ご と の
ロー ド バラ ン ス をサポー ト し てお り 、帯域幅の有効活用や ト ラ フ ィ ッ ク エ ン ジニア リ ング も 可能です。REP に関する用語の定義
Cisco REP はセグ メ ン ト プ ロ ト コルです。 REP セグ メ ン ト では、 装置が互いに通信 し 合い、
同一のセグ メ ン ト
ID で管理 さ れる一連のポー ト で構成 さ れます。 セグ メ ン ト の各端はエ ッ
ジ ス イ ッ チ で終わ り 、 セグ メ ン ト を終端する ポー ト はエ ッ ジポー ト と 呼ばれます。 図 1 にREP
セグ メ ン ト 構成を例示 し ます。 こ の基本構成は、REP
を非常に フ レ キシ ブルな も のに し ています。 既存ネ ッ ト ワー ク の ト ポロ ジーが リ ング、 デ ュ アルホームない し ハブ＆スポー ク 等のいずれであ っ て も 、 こ の REP ト ポロ ジー エ ン テ ィ テ ィ を新たに追加可能です。図 1 REP セグ メ ン ト
図 2 では、
REP がどのよ う に リ ング型 ト ポロ ジーに適用 さ れるかを示 し ています。 セグ メ ン
ト の各 ノ ー ド には REP がイ ネーブル さ れたポー ト が必ず 2 ポー ト ずつある こ と に注意 し て く だ さ い。図 2 リ ング ト ポロ ジーにおける REP
図 3 に、
REP
セグ メ ン ト が異な る エ ッ ジ ス イ ッ チ上で どのよ う に終端 さ れるかを示 し ます。こ の ト ポロ ジーをサポー ト する こ と はセグ メ ン ト 要素によ っ て単純化で き ます。 比較 と し て 他の一般的な L2 リ ン グプ ロ ト コ ルでは、 ト ポ ロ ジーを維持する ために冗長マ ス タ ノ ー ド の 配置を必要 と し ます。 また、
2 つのマス タ ース イ ッ チの間の リ ン ク ではスパニ ングツ リ ーを
実行 し ているかも し れない こ と に注意 し て く だ さ い。図 3 2 台のエ ッ ジ ス イ ッ チで終端する REP セグ メ ン ト
Cisco REP ： よ り 複雑な ト ポロ ジーのサポー ト
Cisco REP は、 さ ま ざ ま な ト ポロ ジーをサポー ト する こ と によ っ て、 す ぐれた柔軟性を提供
し ます。図 4 では、REP が複雑な リ ング型 ト ポロ ジーを どのよ う にサポー ト するかを示 し ま す。図 4 よ り 複雑な リ ング ト ポロ ジーにおける REP
典型的な リ ングプ ロ ト コ ルは閉 じ た リ ングである必要があ り ますが、
Cisco REP はオープ ン
な リ ング、 ク ローズ ド な リ ングのいずれ もサポー ト し ます。 また、 こ の新プ ロ ト コ ルは リ ン グの集約デバイ ス を冗長化 し た ト ポロ ジー も サポー ト し ます。 図 4 に示 さ れてい る よ う に、各セグ メ ン ト はユニー ク なセグ メ ン ト
ID によ っ て管理区別 さ れます。 それぞれの REP ポー
ト は1つのセグ メ ン トID だけ をサポー ト で き る こ と に注意 し て く だ さ い。 こ れは、 各ス イ ッ
チが同 じ セグ メ ン トID を持つ最大2つの REP ポー ト によ っ て構成 さ れる ためです。
Cisco REP のオペ レーシ ョ ン
REP
では、 いずれのセグ メ ン ト において も最低1つのポー ト が代替ポー ト と し て常にデー タ ブ ロ ッ ク さ れている必要があ り ます。 こ のブ ロ ッ ク さ れた （blocked） ポー ト が存在する こ と で ト ラ フ ィ ッ ク フ ローはエ ッ ジポー ト の一方だけ を通過する こ と にな り 、 セグ メ ン ト はルー プ フ リ ー と な り ます。 セグ メ ン ト 内で障害が発生 し た と き、REP は代替ポー ト を オープ ンに し 、 ト ラ フ ィ ッ ク がセグ メ ン ト のエ ッ ジに到達で き る よ う に し ます （図 5）。図 5 Cisco REP のベーシ ッ ク なオペレーシ ョ ン
Cisco REP の障害検知
Cisco REP の リ ン ク障害検知は主 と し て LOS
（loss of signal） によ り 、 いつで も リ ング内の 障害の位置を検出する こ と がで き ます。障害が発生 し た と き、 障害ポー ト は即座に全 REP ピ アに リ ン ク障害通知を送出 し ます。
こ の障害通知には、
2 つの目的があ り ます。
･ セグ メ ン ト が壊れている ため、 代替ポー ト に対 し て至急、 非ブ ロ ッ ク 化する よ う 指 示。
･ セグ メ ン ト 内の全 REP ポー ト の MAC エ ン ト リ を リ フ レ ッ シ ュ する よ う 指示。
REP
ノ ー ド はネ イバー と の隣接関係を維持 し 、 ネ イバー と の Hello パケ ッ ト 交換を継続 し ま す。 ま た、LOS が検出 さ れないシナ リ オでは、 REP
隣接関係のダウ ンが切替えの引き金 と な り ます。 ネ イバー と の隣接関係の認識は REP 特有の も のであ り 、 マ ス タ ノ ー ド か ら の集 中管理 を必要 と す る よ う な他のマ ス タ ノ ー ド ポー リ ン グ メ カ ニズム と 比較 し て、 大 き な メ リ ッ ト があ り ます。REP には単方向の回線の障害を検出する ための機能 も実装 し てお り 、 ま
た REP イ ン タ フ ェ ース上で Uni Directional Link Detection プ ロ ト コ ル （UDLD） を イ ネーブ ルにする こ と も で き ます。Cisco REP の障害通知
高速な障害通知は、 高速 コ ンバージ ェ ン ス を実現する ためには非常に重要な要件です。
信頼性のある高速通知を確実に実行する ために、Cisco REP は以下の 2 つの方法を用いて通 知を行います。
･ 高速な通知 ：
Cisco Multicast ア ド レ ス を使用 し て、 ハー ド ウ ェ ア で通知処理を行 う
ので、 セグ メ ン ト の各 ノ ー ド はいずれの ノ ー ド か ら の通知も ソ フ ト ウ ェ ア処理な し に受信で き ます。acknowledgment） を行 っ ています。 各 REP
ノ ー ド は障害通知を受け取る と 、REP
ポー ト 上で学習 さ れた MAC ア ド レ スエ ン ト リ を リ フ レ ッ シ ュ し 、その後、代替ポー ト か ら ト ラ フ ィ ッ ク を送信 し 始めます。 こ の通知は、 シ ス コ の予約ずみ Multicast ア ド レ ス を通 し て送信 さ れるので、MAC ア ド レ ス
リ フ レ ッ シ ュ は各 REP ノ ー ド 上で同時並行に実行 さ れます （図 6）。図 6 Cisco REP の リ ン ク 障害通知
Cisco 障害復旧 と プ リ エ ン プ シ ョ ン
プ リ エ ン プ シ ョ ンは、障害後に REP セグ メ ン ト が元の Well-known ス テー タ スに復旧する た めの メ カ ニズム で す。
REP
プ リ エ ン プ シ ョ ン メ カ ニズムはデ フ ォ ル ト ではア ク テ ィ ブ と な っ ていません。 こ れは、障害回復後に ト ラ フ ィ ッ クが再度中断する こ と を避ける ためです。こ の障害復旧後の ト ラ フ ィ ッ ク 中断を回避する ためには、復元 し た 2 つのポー ト の う ち 1 つ を ブ ロ ッ ク する必要があ り ます （ブ ロ ッ ク する こ と で、双方向 ト ラ フ ィ ッ ク は影響を受けず、
また、単方向 ト ラ フ ィ ッ クの逆送 も回避で き ます）。 プ リ エ ン プ シ ョ ン動作には遅延 タ イ マー 指定が可能です。 その期限が切れた後、
REP は Well-known ス テー タ スに自動的に移行する
ので、 プ リ エ ン プ シ ョ ン機能を イ ネーブルにする場合には、管理者はあ らか じ め Well-known ス テー タ ス用の代替ポー ト を定義 し てお く 必要があ り ます。ま と める と 、 プ リ エ ン プ シ ョ ンは、 マニ ュ アルない し はプ リ エ ン プ シ ョ ン遅延 タ イ マーの使 用によ っ て動作 さ せる こ と がで き ます （図 7）。
図 7 Cisco REP のプ リ エ ン プ シ ョ ン
Cisco REP : 分散型のセキ ュ ア な プ ロ ト コ ル
Cisco REP は、 他 と は異な り リ ング状態の監視運用にマス タ ノ ー ド を必要 と し ない、 分散型
のセキ ュ ア な プ ロ ト コ ルです。プ ラ イ マ リ エ ッ ジポー ト は ト ポロ ジー コ レ ク シ ョ ン （topologycollection） と プ リ エ ン プ シ ョ ン プ ロ セスの開始にのみ責任を持ち ます。 障害は、 LOSまたは
ネ イバー と の隣接関係のダウ ン を通 し て ロー カルにて検出で き ます。 どの REP ポー ト も セ キ ュ アキーを受信 し 次第、 代替ポー ト のブ ロ ッ ク を解除 し て切替え を開始で き ます。 こ のセ キ ュ アキーは各ポー ト を特定する 9 バイ ト 長のデー タ か ら成 り ます。 こ のデー タ は、 ポー トID
と 当該ポー ト が使用開始する と き に生成 さ れた乱数 と の組合せにな っ ています。代替ポート キーは、 セグ メ ン ト 内でのみ配付 さ れるので安全です。
REP の代替ポー ト は、 こ のキーを
生成 し セグ メ ン ト 内の他のすべてのポー ト に送信 し ます （図 8） 。 セグ メ ン ト 内の各ポー ト は、 こ のキーを用いて代替ポー ト のブ ロ ッ ク解除を行います。 この メ カ ニズムによ り 、 キー の学習な し に代替ポー ト のブ ロ ッ ク 解除はで き ない こ と にな り 、 潜在的なセキ ュ リ テ ィ 脅威 か ら セグ メ ン ト を保護する こ と がで き ます。 ま た、 セグ メ ン トID の重複 も 合わせて回避す
る こ と がで き ます （総計 1024 個のセグ メ ン トID が利用可能なので、 ID の重複が起 こ る こ
と はまれ と 考え ら れますが、 ミ ス コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン で こ のよ う なシナ リ オが発生 し う る こ と に十分注意 し て く だ さ い）。図 8 代替ポー ト キーの配布
ト ポロ ジー変更の通知
ト ポロ ジー変更通知機能 （Topology Change Notification; TCN） は、 ト ポロ ジーの変更を REP ネ イバーに通知するのにセグ メ ン ト 内で使用 さ れます。 セグ メ ン ト のエ ッ ジ では、
REP から
スパニ ングツ リ ー プ ロ ト コ ルや他の REP セグ メ ン ト に対 し て TCN 通知を伝播で き ます。図9 は REP セグ メ ン ト が複数の リ ングの上に構成 さ れる シナ リ オ を例示 し ています。セグ メ ン
ト2
（S2） は、 セグ メ ン ト1
（S1） に TCN 通知を送る よ う に設定 さ れています。 セグ メ ン ト1
（S1） はホス ト デバイ スの MAC エ ン ト リ を リ フ レ ッ シ ュ し て、 単方向 ト ラ フ ィ ッ ク な どのブ ラ ッ ク ホールを避けます。図 9 あ る REP セグ メ ン ト から別のセグ メ ン ト への ト ポロ ジー変更通知
VLAN ロー ド バ ラ ン スに よ る リ ン グ上での帯域の最適利用
リ ングでの帯域幅の利用を最適化する ために、Cisco REP は リ ング上での ト ラ フ ィ ッ ク
ロー
ド バラ ン スが可能です。 複数の VLAN を 2 つのイ ン ス タ ン スに分類 し ます。 プ ラ イ マ リ エ ッ ジポー ト で分類 し た VLAN グループの一方を ブ ロ ッ ク し 、も う 一方の VLAN グループは事前 に定義 し ておいた代替ポー ト で ブ ロ ッ ク し ます。VLAN ロー ド バラ ン スはプ ラ イ マ リ エ ッ ジ
ス イ ッ チで ま と めて コ ン フ ィ グで き るので、 よ り スケー ラ ブルな VLAN ト ラ フ ィ ッ ク 管理が 可能です。 図 10 に、REP のロー ド バ ラ ン ス機能を例示 し ます。
図 10 VLAN ロー ド バラ ン シ ング
図10 に示 さ れている よ う に、リ ン ク障害がセグ メ ン ト で起 こ る と 両方のブ ロ ッ キングポー ト はオープ ンにな り ます。 リ ン ク切れが回復 し て、 プ リ エ ン プ シ ョ ン遅延の期限が切れた と き、
REP は負荷分散構成へ戻 り ます。
設定 と 管理の容易 さ
Cisco REP の設定に必要なス テ ッ プはご く わずかです。 代替ポー ト の指定が可能である こ と
と プ リ エ ン プ シ ョ ン メ カ ニズムで、 ト ポロ ジーがわか り やす く な り 、 管理も シ ン プルにな り ます。Show
ツールセ ッ ト の中には、 現在の ト ポロ ジーお よび過去の ト ポロ ジーを報告する ト ポロ ジー レ ポー トツールがあ り ます。
図 11 show REP topology コ マ ン ド の出力
また、 レ ジ リ エ ン ト
イ ーサネ ッ ト プ ロ ト コ ル MIB
（REP MIB） も SNMP マネジ メ ン ト に利 用可能です。Cisco REP と スパニ ン グ ツ リ ープ ロ ト コ ル （Spanning Tree Protocol; STP）
Cisco REP と スパニ ングツ リ ープ ロ ト コル （STP） は、 同一ス イ ッ チ上に共存使用で き ます
が、 同一 イ ン タ フ ェ ース上での共存設定はで き ません。 同一 イ ン タ フ ェ ース では、REP
とSTP は互いに排他的です。 イ ン タ ー フ ェ イ ス を REP ポー ト と し て選択 し 設定する と 、 STP
は無効にな り ます。REP ポー ト は STP のブ リ ッ ジ プ ロ ト コ ル デー タ ユニ ッ ト （BPDU） を
フ ォ ワー ド し ませんが、 隣接する REP リ ン グ と STP リ ングや STP ド メ イ ン と の間で コ モ ン リ ン ク （common link） を共有で き ます。こ の コ モ ン リ ン ク では、REP および STP の コ ン ト ロール プ レーン デー タ を通過 さ せる こ と がで き ます。
図 12 隣接 ド メ イ ンにおける スパニ ングツ リ ー プ ロ ト コ ル （STP） および REP の使用
REP
ト ポロ ジー変化ス テー ト を スパニ ングツ リ ー ド メ イ ンに伝播する よ う に REP エ ッ ジ ス イ ッ チ を中継の設定によ りREP は潜在的な ト ポロ ジー変化を STP に対 し て通知で き ます。
REP は Spanning-Tree Topology Changes Notification
（STCN） の生成がで き る こ と に注意 し て く だ さ い。 図 13 に、 スパニ ングツ リ ー ド メ イ ン で伝播 さ れる REP ト ポロ ジー変更通知 を例示 し ます。 こ の通知がある こ と で、2つの ド メ イ ンの間の相互運用を可能に し ます。
図 13 スパニ ング ツ リ ーに伝播 さ れる ト ポロ ジー変更通知
STP
ド メ イ ンが 2 台の REP ト ラ ン ジ ッ ト ノ ー ド それぞれに対 し て接続する よ う なデザイ ン はサポー ト さ れない こ と に注意 し て く だ さ い （図 14）。©2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
Cisco、Cisco Systems、および Cisco Systems ロゴは、Cisco Systems, Inc. またはその関連会社の米国およびその他の一定の国における登録商標または商標です。
本書類またはウェブサイトに掲載されているその他の商標はそれぞれの権利者の財産です。
「パートナー」または「partner」という用語の使用は Cisco と他社との間のパートナーシップ関係を意味するものではありません。（0809R）
この資料に記載された仕様は予告なく変更する場合があります。
図 14 Cisco REP およびスパニ ン グツ リ ープ ロ ト コル （STP） ： 推奨で ない構成
結論
Cisco レ ジ リ エ ン ト イ ーサネ ッ ト プ ロ ト コル （REP） は、 レ イヤ 2
ド メ イ ンにおける高速 コ ンバージ ェ ン ス要件を満たすよ う に設計 さ れています。 これは リ ング構成には理想的な プ ロ ト コ ルですが、 イ ーサネ ッ ト 要素 （セグ メ ン ト ） を使用 し てお り 、 他の ト ポロ ジーのネ ッ ト ワー ク に も 対応 し ます。REP は、 IEEE802.1 標準のスパニ ング ツ リ ー
プ ロ ト コ ル と 相互接 続性があ り 、 また こ れを補完する も ので も あ り ます。 特に、 セグ メ ン ト 外における TCN は、REP
とSTP が隣接セグ メ ン ト と し て運用 さ れる こ と を可能に し ます。 さ ら に、 REP はネ ッ
ト ワー ク 展開が非常に容易であるほか、 プ リ エ ン プ シ ョ ンや VLAN ロー ド バラ ン ス機能によ り 、 サービ ス プ ロバイ ダー向けに も 最適のプ ロ ト コ ルです。最後に、
REP は今後 さ ま ざ ま なシ ス コ キ ャ リ ア イ ーサネ ッ ト ス イ ッ チおよびエ ッ ジルー タ
に実装 さ れる予定です。Cisco IP-NGN キ ャ リ ア イ ーサネ ッ ト 全体にわた っ て、一貫 し たネ ット ワー ク リ カバ リ 能力を提供 し てい き ます。
