LLDP & LLDP-MED: Management von VoIP- Infrastrukturen

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1 LLDP & LLDP-MED: Management von VoIP- Infrastrukturen VoIP-Forum, 57. DFN Betriebstagung , Berlin Christian Strauf,

2 Agenda Motivation Warum LLDP Vorstellung der Standards für LLDP und LLDP-MED Nutzen von LLDP und von LLDP-MED für den Betrieb von VoIP-Infrastrukturen Hinweise zu LLDP Fazit Literatur 2

3 Motivation Informationen über Topologien sind wichtig fürs Netzwerk-Management: 3

4 Motivation Informationen über Topologien sind wichtig fürs Netzwerk-Management: - Wie heißen Switches 3

5 Motivation Informationen über Topologien sind wichtig fürs Netzwerk-Management: - Wie heißen Switches - Welche Switches sind miteinander verbunden - Über welche Ports sind sie verbunden 3

6 Motivation Bei VoIP existiert diese Problematik ebenfalls: - Klassische Telefone sind über ihren Anschluss (ihre Zweidrahtleitung) auffindbar / identifizierbar. - VoIP-Telefone sind Netzwerkendpunkte und leben in LANs; sie sind mobil und i.d.r. nicht mehr über ihren Anschluss-Port identifizierbar. 4

7 Motivation Bei VoIP-Telefonen sind folgende Informationen wichtig: - Wo hängt ein Telefon - Welches Voice-VLAN und welche Policies (QoS etc.) werden dem Telefon zugeordnet - Wie ist der Energiebedarf eines Telefons - Hersteller, Modell, Seriennummer Um diese Informationen auszutauschen / verfügbar zu machen, bedarf es geeigneter Protokolle. Eines davon ist LLDP mit der Erweiterung LLDP-MED. 5

8 Warum LLDP Viele Hersteller kochen bei Protokollen zur Übertragung von Topologieinformationen eigene Süppchen : - Cisco: CDP, - Extreme: EDP, - Alcatel-Lucent: AMAP, - Nortel: NDP, - etc. Problem: Keine Interoperabilität. Besonders bei VoIP problematisch. Lösung: Link Layer Discovery Protocol (LLDP) nach herstellerunabhängigem IEEE-Standard 802.1AB

9 Vorstellung des Standards Das Link Layer Discovery Protocol (LLDP) wird in IEEE 802.1AB-2009 definiert. Idee hinter LLDP: - Herstellerunabhängig, interoperabel, - Übertragung von Netztopologieinformationen, - Erkennung von Netztopologien. Netztopologieinformationen werden in Datenbanken auf den Geräten gesammelt. Informationen sind per SNMP aus speziellen MIBs aus den Geräten auslesbar. 7

10 Vorstellung des Standards Daten werden in sog. LLDPDUs (LLDP Data Units) versendet. Die Daten liegen als Sequenz von TLVs (Type-Length-Values) vor. Folgende Daten müssen in jeder LLDPDU mit gesendet werden: - Chassis ID - Port ID - Time To Live Es gibt diverse TLV-Typen neben den obigen drei vorgeschrieben Typen. LLDP ist ein Einweg-Protokoll ; Empfang und Versand sind nicht aneinander gekoppelt ( TX only - und RX only -Ports sind konfigurierbar); es gibt keinen Handshake. 8

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12 LLDP-Pakete gehen an spezielle Multicast-MAC-Adresse (Absender ist die eigene MAC-Adresse) 9

13 LLDP-Pakete gehen an spezielle Multicast-MAC-Adresse (Absender ist die eigene MAC-Adresse) Vorgeschriebene TLVs 9

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15 Weitere TLV-Typen 10

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17 Weitere TLV-Typen 11

18 Weitere TLV-Typen TLV mit IEEE Informationen zum aktuellen Port 11

19 Vorstellung des Standards TLVs in vorangehenden Folien reichen, um bei Abfrage der MIBs aller vorhandener Switches einen guten Überblick über die Netzinfrastruktur zu gewinnen. Was ist nun mit Telefonen 12

20 Vorstellung des Standards TLVs in vorangehenden Folien reichen, um bei Abfrage der MIBs aller vorhandener Switches einen guten Überblick über die Netzinfrastruktur zu gewinnen. sw02 1/1 1/5 sw01 2/3 2/1 1/1 sw03 sw05 1/6 1/1 1/5 1/2 1/3 1/4 1/1 sw07 1/2 1/3 sw10 1/1 1/1 1/2 1/3 1/6 sw09 1/5 1/4 1/1 sw11 1/1 1/1 1/2 1/3 1/1 sw04 1/1 sw08 sw12 sw06 Was ist nun mit Telefonen 12

21 Vorstellung des Standards TLVs in vorangehenden Folien reichen, um bei Abfrage der MIBs aller vorhandener Switches einen guten Überblick über die Netzinfrastruktur zu gewinnen. sw02 1/1 1/5 sw01 2/3 2/1 1/1 sw03 sw05 1/6 1/1 1/5 1/2 1/3 1/4 1/1 sw07 1/2 1/3 sw10 1/1 1/1 1/2 1/3 1/6 sw09 1/5 1/4 1/1 sw11 1/1 1/1 1/2 1/3 1/1 sw04 1/1 sw08 sw12 sw06 Was ist nun mit Telefonen 12

22 13

23 Unterschied zwischen Switch und Telefon 13

24 Vorstellung des Standards LLDP-MED: MED steht für Media Endpoint Detection. LLDP-MED wurde von der TIA (Telecommunications Industry Association) im Standard ANSI/TIA-1057 definiert. Für die TIA gibt es organizationally specific TLVs mit der ID 0x0012bb, die alle LLDP-MED-Parameter enthalten: Capabilities, Network Policy, Software Revision, Serial Number uvm. Obwohl LLDP nicht als Konfigurationsprotokoll gedacht ist, können Geräte die vom Nachbarn kommenden Informationen nutzen, um lokale Parameter bei Bedarf umzukonfigurieren. Power-over-Ethernet (PoE): Endgeräte (PDs) können mit Hilfe von LLDP-MED mit PoE-Switches (PSEs) Informationen zum Energiebedarf des PDs, zur Priorität des PDs und zur Energiekapazität des PSEs austauschen. 14

25 LLDP-MED-Nachricht eines Switches 15

26 LLDP-MED-Nachricht eines Switches LLDP-MED-TLV 15

27 LLDP-MED-Nachricht eines Switches LLDP-MED-TLV Übertragung einer Voice -Netzwerk- Policy mit Parametern fürs VoIP-Netz 15

28 LLDP-MED-Nachricht eines Switches LLDP-MED-TLV Übertragung einer Voice -Netzwerk- Policy mit Parametern fürs VoIP-Netz Policy-Parameter 15

29 LLDP-MED-Nachricht eines Telefons 16

30 LLDP-MED-Nachricht eines Telefons LLDP-MED-TLV mit Media Capabilities 16

31 LLDP-MED-Nachricht eines Telefons LLDP-MED-TLV mit Media Capabilities Fähigkeiten des Gerätes 16

32 17

33 LLDP-MED-Paket mit Informationen zum Energiebedarf des Telefons 17

34 LLDP-MED-Paket mit Informationen zum Energiebedarf des Telefons Energieinformationen 17

35 Nutzen von LLDP & LLDP-MED Genaue Informationen über das Netzwerk- und VoIP-Inventar. Informationen über die Örtlichkeit von VoIP-Geräten (Notruf!). Vorgabe von netzwerkspezifischen Parametern durch die Netzwerkinfrastruktur, nicht durch die TK- Infrastruktur (z.b. lokales Voice-VLAN & lokale QoS- Parameter. Automatisches Aushandeln von Betriebsparametern (z.b. Energie für PoE). 18

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38 Nutzen von LLDP & LLDP-MED Umzug von VoIP-Telefonen ohne LLDP: Telefon muss selbst oder in der TK-Anlage aufs neue Voice- VLAN umkonfiguriert werden. Voice-VLAN 1 21

39 Nutzen von LLDP & LLDP-MED Umzug von VoIP-Telefonen ohne LLDP: Telefon muss selbst oder in der TK-Anlage aufs neue Voice- VLAN umkonfiguriert werden. Voice-VLAN 1 Voice-VLAN 1 21

40 Nutzen von LLDP & LLDP-MED Umzug von VoIP-Telefonen ohne LLDP: Telefon muss selbst oder in der TK-Anlage aufs neue Voice- VLAN umkonfiguriert werden. Voice-VLAN 2 Voice-VLAN 1 21

41 Nutzen von LLDP & LLDP-MED Umzug von VoIP-Telefonen ohne LLDP: Telefon muss selbst oder in der TK-Anlage aufs neue Voice- VLAN umkonfiguriert werden. Voice-VLAN 1 Voice-VLAN 2 21

42 Nutzen von LLDP & LLDP-MED Problem beim Umzug von IP-Telefonen: - Arbeitsaufwand, da immer zwei Dinge konfiguriert werden: Telefon/TK-Anlage und Switch. - Es kann zu Ausfällen kommen, wenn es eine Diskrepanz zwischen Switch- und Telefonkonfiguration gibt. Besser: Der Switch weiß am besten über das Voice-VLAN und QoS-Parameter Bescheid, er kann diese also einfach per LLDP dem Telefon mitteilen. 22

43 Nutzen von LLDP & LLDP-MED Umzug eines Telefons bei Nutzung von LLDP: Voice-VLAN 1 Voice-VLAN 2 Die TK-Abteilung muss sich nicht mehr um VLAN- & QoS-Einstellungen kümmern. 23

44 Nutzen von LLDP & LLDP-MED Umzug eines Telefons bei Nutzung von LLDP: LLDP-MED-Paket: Voice-VLAN 2 + QoS-Parameter Voice-VLAN 1 Voice-VLAN 2 Die TK-Abteilung muss sich nicht mehr um VLAN- & QoS-Einstellungen kümmern. 23

45 Nutzen von LLDP & LLDP-MED Umzug eines Telefons bei Nutzung von LLDP: Voice-VLAN 1 Voice-VLAN 2 Die TK-Abteilung muss sich nicht mehr um VLAN- & QoS-Einstellungen kümmern. 23

46 Hinweise zu LLDP LLDP ist kein sicheres Protokoll. Soll es auch nicht sein. Sicherheit gewinnt die VoIP-Installation durch 802.1x und Verschlüsselung. Wir konnten an der TU Clausthal verifizieren, dass LLDP tatsächlich bei Switches herstellerunabhängig gut funktioniert. Ausnahmen bestätigen die Regel. ;) Zur Interoperabilität zwischen verschiedenen IP- Telefon- und Switch-Herstellern liegen noch keine Erfahrungswerte vor. Die Aushandlung des Energiebedarfs und der Energieverfügbarkeit bei PoE sind nützlich bei beschränkten Power-Budgets. 24

47 Fazit Aus Management-Sicht ist LLDP & LLDP-MED aus dem Netz der TU Clausthal nicht wegzudenken. Die Transparenz der VoIP-Installation steigt. Problemquellen bei Voice-VLAN Misskonfigurationen auf Switch und Telefon werden vermieden. Die automatische Aushandlung von Netzparametern erleichtert den Rollout von Apparaten erheblich. 25

48 Literatur LLDP-Standard (802.1AB): LLDP-MED-Definition (ANSI/TIA-1057): Wireshark-Wiki-Eintrag für LLDP: 26

49 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Math. Christian Strauf Rechenzentrum Erzstraße 51 D Clausthal-Zellerfeld Telefon: (05323) Telefax: (05323) URL: 27

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