UDLD(UniDirectional Link Detection)の概念 ~基礎編~

ベル

今回の授業は、「UDLD(UniDirectional Link Detection)の概要」について教えていこうと思います。これもStorm Controlと同様に、初めて聞いた言葉と言う方もいるかもしれませんが、基本的なところから教えていきますので、安心してついてきてくださいね。Storm Controlの授業を読まれていない方は、こちらも参考にしてみてください。

 

Storm Controlの概念 ~基礎編~

 

UDLD(UniDirectional Link Detection)とは

『UDLD(UniDirectional Link Detection)』を一言でいうと、単一リンク障害を検知するL2プロトコルとなります。そんなことに言われてもなかなか理解できないと思いますので、どういった場合に機能するのかをゆっくり解説していこうと思います。

 

知っておくべき用語

それでは、UDLDを学ぶ上で、最低限知っておかないといけないことから学んでいきましょう。

 

UTP(Unshielded Twist Pair)ケーブル

UTP(Unshielded Twist Pair)ケーブルを簡単に言ってしまうとLANケーブルを指します。このLANケーブルは8本の銅線で作られており、そのうちの4本(2本が送信、2本が受信)しかデータ転送で使われておりません。残りの4本はデータ転送で使われるケーブルとより合わせることでケーブル同士の干渉を減らすことが出来るのです。

 

これは以前の授業でも紹介させていただきましたので、こちらも参考に読んでもらえればと思います。

LANケーブルの使い分け

 

 

片方向リンク障害

先に解説させていただいたUTPケーブルですが、8本銅線のうち2本が送信、2本が受信であることがわかってもらえたかと思いますが、このように銅線でも役割分担がされております。そのため、銅線の一部に断線が発生すると受信だけが出来なくなったりすることがあります。このような状態を片方向リンク障害と言います。

 

片方向リンク障害を何でクローズアップして解説するのか?不思議ですよね?通常の障害(断線)と何が違うのか?を考えてみたいと思います。片方向リンク障害では、様々な問題が生じるのですが、一番、わかりやすいのがSTP(Spanning-Tree)となります。例えば、以下のような構成で考えてみましょう。

 

 

もし、スイッチ1~スイッチ2のLANケーブルが断線したとしましょう。スイッチ1とスイッチ2の両方で検知し、ブロッキングポートであるスイッチ3のポートが開放されます。これにより、故障から無事に回復が出来るようなります。以下のような流れですね。

 

 

それでは、片方向リンク障害ではどのように動くのかを見てみましょう。

 

 

スイッチ1からスイッチ2向けのケーブルだけが断線したとしましょう。その場合、スイッチ3はスイッチ2からもらっていたBPDUを受信できなくなるので、スイッチ2向けのポートを開放させます。それにより、故障は回復したように見受けられますが、実際は、スイッチ2からスイッチ1向けのケーブルは接続されたままのため、スイッチ1→スイッチ3→スイッチ2の方向でループが発生します。このような完全ではない障害こそがネットワーク障害の怖いところなのです。

 

STPの動作を忘れてしまった方は、STPについても勉強しておきましょうね!

スパニングツリーの概要 ~基礎編①~

 

 

片方向リンク障害を防ぐ

このような片方向リンク障害からネットワークを守るために開発されたのが、UDLD(UniDirectional Link Detection)なんです。UDLDの仕組みは以下のようになります。

 

 

スイッチ1からスイッチ2に向けて自己紹介のデータを送ります。受け取ったスイッチ2も自己紹介を返すわけですが、その際にスイッチ1から受け取った情報も併せて返信するのです。これにより、スイッチ1は自分から送った情報もちゃんと届いていることが確認できます。もし、自分の自己紹介が含まれていないようであれば、自分が送ったことデータが届いていないこととして、片方向リンク障害を検知できる仕組みとなります。

 

このようにして片方向リンク障害を検知したスイッチは、対象のポートをerr-disable状態とします。復旧させたい場合は、対象ポートを一旦『shutdown』した後に『no shutdown』させる必要があります。ただし、ちゃんと解決してから開放しましょうね!err-disableになったってことは、何らかの理由があるはずです。解決しないで開放してしまうと、完全なるループになる可能性があります。UDLDは、一度、ネイバー関係を確立してからでないと異常を検知してくれませんので、最初からループになっているような構成であれば、再度、err-disableになることはありませんので、注意して開放するようにしましょうね!

 

まとめ

ベル

今回の授業はいかがでしたか?UTPケーブルについてのみ解説させていただきましたが、光ケーブルでも片方向リンク障害は発生します。特別な理由がない限りスイッチポートには設定しておくことをおすすめします。また障害を検知した場合、不用意にポート開放せずに原因究明することをおすすめします。

 

 

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