2025-03-31 スケール検証のしかた

スイッチの MAC アドレステーブルや ARP エントリなど、TCAM の容量がデータシートどおり使えるか、スケール検証を行うケースがあります。

このページにはラボシナリオとして、IXIA 以外でスケール検証を行う手法についてまとめています。

スケール検証とは

例として以下のような検証があります。

TCAM エントリ

MAC アドレステーブルや ARP エントリがデータシート通り学習できるか

ARP エントリと IPv6 ネイバーを同時学習させたとき、エントリ消費数はいくつになるか

IPv6 は基本的に IPv4 の 2 倍消費する

Vlan 数

いくつの Vlan が使用できるか

使用不可 Vlan の洗い出しも可能

いくつの Vlan を trunk で Allowedできるか

Catalyst 9000 のようなキャンパススイッチの場合、trunk allowed 1-4094 x 複数ポートのような設定はできない、かつ限界値が公開されていない

ルーティングネイバー数

OSPF ネイバーがいくつ張れるか

OSPF ネイバー数は通常非公開で、メーカーも検証していたりしなかったりする

Tunnel インターフェース数

MPLS や IPsec トンネルなどが最大いくつ設定できるか、設定したうえでトラフィックが印加できるか

このドキュメントの目的

机上でサイジングした数字を、検証で担保できるようにする。

ファイル構成

Tunnel2001-2999.csv

所感

メリット

Cat9000V は UADP / Q200 ともに 18GB / 12Gb とメモリ消費量が非常に大きいが、IOL であれば 1GB で済むこと
CML2.8 Free 版でも IOL が動作するため、費用なく検証できること
L3NW を経由して同一の IP セグメントを別の機器に持たせられる

考慮点

Catalyst 9000 で実際に EVPN が構築された例はまだまだ少ないと思われる

構成・検証結果概要

構成

アンダーレイ : IPv4 OSPF

/30 の P2P リンクで OSPF ネイバーを確立
Loopback0 と 1 をルート広報

オーバーレイ : IPv4 BGP

Loopback0 同士で BGP ネイバーを張る
address-family l2vpn evpn で MAC アドレスを広報

オーバーレイ : VxLAN

Loopback1 を送信元にして、対向側の Loopback1 を宛先にする
VxLAN でカプセル化して、L2 トンネリングする

EVPN の実装状況について

IOS-XE 17.15.1 EVPN 実装状況
プロトコル	コメント
BGP	Cat8000V だと MPLS が必須だったが、IOL-L2 では BGP のみで問題なし
OSPF	アンダーレイ OSPF では特に EVPN の実装を意識しなくて OK
VxLAN	使用できる
マルチキャスト	使用しなくても BUM は Ingress Replication で OK

その他

IPv6 LLA をアンダーレイに使用した、interface 指定の自動 BGP ピアリングは実装されていない

検証環境

EVE-NG 6.2.0-4

CML からイメージをインポート

Cisco IOL-L2 : IOS-XE 17.15.1

構成図

IOL-L2 : HOST01 , EVPN01 , EVPN02 , HOST02

IP アドレッシング

文書用例示アドレス (8.8.8.8 を除く)
大種別	小種別	ネットワークアドレス	ホスト	インターフェース	ホストアドレス	備考
プライベートアドレス	OSPF / BGP	10.0.0.0/30	EVPN01	Eth0/1	10.0.0.1/30	OSPF P2P で接続、Lo0 と Lo1 をルート広報
		10.0.0.0/30	EVPN02	Eth0/3	10.0.0.2/30	OSPF P2P で接続、Lo0 と Lo1 をルート広報
		10.0.0.254/32 10.0.0.253/32	EVPN01	Lo0	10.0.0.254/32	アンダーレイ・コントロールプレーン用途 OSPF Router-ID / BGP ピアに使用
		10.0.0.254/32 10.0.0.253/32	EVPN02	Lo0	10.0.0.254/32	アンダーレイ・コントロールプレーン用途 OSPF Router-ID / BGP ピアに使用
	VxLAN	10.0.255.0/24	EVPN01	Lo1	10.0.255.254/32	VxLAN NVE1 インターフェースに使用 L2VPN のトンネルに使用
	VxLAN	10.0.255.0/24	EVPN02	Lo1	10.0.255.253/32	VxLAN NVE1 インターフェースに使用 L2VPN のトンネルに使用
	ホストアドレス	172.16.0.0/24	HOST01	Vlan10	172.16.0.101/24	HOST02 との通信に使用
	ホストアドレス	172.16.0.0/24	HOST02	Vlan10	172.16.0.102/24	HOST02 との通信に使用

コンフィギュレーション

ここではプロトコル・ホスト別にコンフィギュレーションを簡単に解説します。

自分でコンフィグを組んでみたい人向けに、デフォルトでは表示しません。

PE01

EVPN01 , 02 コンフィグ

L2VPN

OSPF BGP VxLAN

EVPN01#show run | s back[0-1]|0/1|0/3|ospf|bgp|nve|l2vpn|vlan.*10|vtp
vtp mode transparent

l2vpn evpn
 replication-type ingress

l2vpn evpn instance 10 vlan-based
 encapsulation vxlan

vlan configuration 10
 member evpn-instance 10 vni 10010

vlan 10

interface Loopback0
 ip address 10.0.0.254 255.255.255.255

interface Loopback1
 ip address 10.0.255.254 255.255.255.255

interface Ethernet0/1
 no switchport
 ip address 10.0.0.1 255.255.255.252
 ip ospf network point-to-point

interface Ethernet0/3
 switchport trunk encapsulation dot1q
 switchport trunk allowed vlan 10
 switchport mode trunk
 switchport nonegotiate

interface nve1
 no ip address
 source-interface Loopback1
 host-reachability protocol bgp
 member vni 10010 ingress-replication

router ospf 1
 router-id 10.0.0.254
 network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 0.0.0.0
 network 10.0.0.254 0.0.0.0 area 0.0.0.0
 network 10.0.255.254 0.0.0.0 area 0.0.0.0

router bgp 1
 bgp router-id 10.0.0.254
 bgp log-neighbor-changes
 no bgp default ipv4-unicast
 timers bgp 10 30
 neighbor 10.0.0.253 remote-as 1
 neighbor 10.0.0.253 update-source Loopback0
 !
   address-family ipv4
   exit-address-family
   !
   address-family l2vpn evpn
    neighbor 10.0.0.253 activate
    neighbor 10.0.0.253 send-community both
    neighbor 10.0.0.253 soft-reconfiguration inbound
   exit-address-family

EVPN02#show run | s back[0-1]|0/1|0/3|ospf|bgp|nve|l2vpn|vlan.*10|vtp
vtp mode transparent

l2vpn evpn
 replication-type ingress

l2vpn evpn instance 10 vlan-based
 encapsulation vxlan

vlan configuration 10
 member evpn-instance 10 vni 10010

vlan 10

interface Loopback0
 ip address 10.0.0.253 255.255.255.255

interface Loopback1
 ip address 10.0.255.253 255.255.255.255

interface Ethernet0/1
 switchport trunk encapsulation dot1q
 switchport trunk allowed vlan 10
 switchport mode trunk
 switchport nonegotiate

interface Ethernet0/3
 no switchport
 ip address 10.0.0.2 255.255.255.252
 ip ospf network point-to-point

interface nve1
 no ip address
 source-interface Loopback1
 host-reachability protocol bgp
 member vni 10010 ingress-replication

router ospf 1
 router-id 10.0.0.253
 network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 0.0.0.0
 network 10.0.0.253 0.0.0.0 area 0.0.0.0
 network 10.0.255.253 0.0.0.0 area 0.0.0.0

router bgp 1
 bgp router-id 10.0.0.253
 bgp log-neighbor-changes
 no bgp default ipv4-unicast
 timers bgp 10 30
 neighbor 10.0.0.254 remote-as 1
 neighbor 10.0.0.254 update-source Loopback0
 !
   address-family ipv4
   exit-address-family
   !
   address-family l2vpn evpn
    neighbor 10.0.0.254 activate
    neighbor 10.0.0.254 send-community both
    neighbor 10.0.0.254 soft-reconfiguration inbound
   exit-address-family

l2vpn evpn instance

以下が選択肢に出てくる

point-to-point (EVPN VPWS)
vlan-aware
vlan-based
vlan-bundle

interface nve1

source-interface 指定することで、IP を指定しなくてすみます
host-reachability で BGP 経由で MAC を学習
member vni で vlan と紐づけてある vni を通信対象に

neighbor 10.0.0.254 , 253

EVPN の MAC アドレス広報は、コントロールプレーンとして動作させるため、Lo0 を使用することにしました

HOST01 , 02

CE01 , 02 コンフィグ

正常時の疎通・経路確認

コマンドリスト

HOST01

HOST01#ping 172.16.0.102
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.0.102, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 2/3/4 ms

HOST01#traceroute 172.16.0.102
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 172.16.0.102
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
  1 172.16.0.102 3 msec *  4 msec

HOST01#show ip arp
Protocol  Address          Age (min)  Hardware Addr   Type   Interface
Internet  172.16.0.1             37   aabb.cc80.6000  ARPA   Vlan10
Internet  172.16.0.2              1   aabb.cc80.6000  ARPA   Vlan10
Internet  172.16.0.101            -   aabb.cc80.5000  ARPA   Vlan10
Internet  172.16.0.102          148   aabb.cc80.8000  ARPA   Vlan10

HOST02

HOST02#ping 172.16.0.101
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.0.101, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 2/2/3 ms
HOST02#traceroute 172.16.0.101
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 172.16.0.101
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
  1 172.16.0.101 3 msec *  3 msec
HOST02#show ip arp
Protocol  Address          Age (min)  Hardware Addr   Type   Interface
Internet  172.16.0.1             38   aabb.cc80.6000  ARPA   Vlan10
Internet  172.16.0.2              2   aabb.cc80.6000  ARPA   Vlan10
Internet  172.16.0.3             44   aabb.cc80.7000  ARPA   Vlan10
Internet  172.16.0.101          149   aabb.cc80.5000  ARPA   Vlan10
Internet  172.16.0.102            -   aabb.cc80.8000  ARPA   Vlan10

HOST 同士でお互いの MAC が ARP で解決されています。

ARP はブロードキャストドメイン = ルータを超えられないため、EVPN で ARP を転送し L2VPN として動作していることがわかります。

EVPN01

EVPN01#show l2vpn evpn mac
MAC Address    EVI   VLAN  ESI                      Ether Tag  Next Hop(s)
-------------- ----- ----- ------------------------ ---------- ---------------
aabb.cc80.5000 10    10    0000.0000.0000.0000.0000 0          Et0/3:10
aabb.cc80.8000 10    10    0000.0000.0000.0000.0000 0          10.0.255.253

MAC アドレスを Eth0/3 と EVPN02 から学習していることがわかります。

EVPN02

EVPN02#show l2vpn evpn mac
MAC Address    EVI   VLAN  ESI                      Ether Tag  Next Hop(s)
-------------- ----- ----- ------------------------ ---------- ---------------
aabb.cc80.5000 10    10    0000.0000.0000.0000.0000 0          10.0.255.254
aabb.cc80.8000 10    10    0000.0000.0000.0000.0000 0          Et0/1:10

MAC アドレスを Eth0/1 と EVPN02 から学習していることがわかります。

BGP 動作確認

CE01 BGP + OSPF GIR 動作確認

BGP 広報

EVPN01#show bgp all neighbors 10.0.0.253 advertised-routes
For address family: L2VPN E-VPN
BGP table version is 16, local router ID is 10.0.0.254
Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
              r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter,
              x best-external, a additional-path, c RIB-compressed,
              t secondary path, L long-lived-stale,
Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found

     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
Route Distinguisher: 10.0.0.254:10
 *>   [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC805000][0][*]/20
                      0.0.0.0                            32768 ?
 *>   [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC805000][32][172.16.0.101]/24
                      0.0.0.0                            32768 ?
 *>   [3][10.0.0.254:10][0][32][10.0.0.254]/17
                      0.0.0.0                            32768 ?

Total number of prefixes 3

EVPN02#show bgp all neighbors 10.0.0.254 advertised-routes
For address family: L2VPN E-VPN
BGP table version is 17, local router ID is 10.0.0.253
Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
              r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter,
              x best-external, a additional-path, c RIB-compressed,
              t secondary path, L long-lived-stale,
Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found

     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
Route Distinguisher: 10.0.0.253:10
 *>   [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC808000][0][*]/20
                      0.0.0.0                            32768 ?
 *>   [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC808000][32][172.16.0.102]/24
                      0.0.0.0                            32768 ?
 *>   [3][10.0.0.253:10][0][32][10.0.0.253]/17
                      0.0.0.0                            32768 ?

Total number of prefixes 3

BGP 広報

MAC アドレスと学習した機器の Lo0 アドレスが見えます。

BGP 受信

EVPN01#show bgp all neighbors 10.0.0.253 received-routes
For address family: L2VPN E-VPN
BGP table version is 16, local router ID is 10.0.0.254
Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
              r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter,
              x best-external, a additional-path, c RIB-compressed,
              t secondary path, L long-lived-stale,
Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found

     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
Route Distinguisher: 10.0.0.253:10
 *>i  [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC808000][0][*]/20
                      10.0.255.253             0    100      0 ?
 *>i  [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC808000][32][172.16.0.102]/24
                      10.0.255.253             0    100      0 ?
Route Distinguisher: 10.0.0.254:10
 *>i  [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC808000][0][*]/20
                      10.0.255.253             0    100      0 ?
 *>i  [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC808000][32][172.16.0.102]/24
                      10.0.255.253             0    100      0 ?
Route Distinguisher: 10.0.0.253:10
 *>i  [3][10.0.0.253:10][0][32][10.0.0.253]/17
                      10.0.255.253             0    100      0 ?
     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
Route Distinguisher: 10.0.0.254:10
 *>i  [3][10.0.0.254:10][0][32][10.0.0.253]/17
                      10.0.255.253             0    100      0 ?

Total number of prefixes 6

EVPN02#show bgp all neighbors 10.0.0.254 received-routes
For address family: L2VPN E-VPN
BGP table version is 17, local router ID is 10.0.0.253
Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
              r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter,
              x best-external, a additional-path, c RIB-compressed,
              t secondary path, L long-lived-stale,
Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found

     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
Route Distinguisher: 10.0.0.253:10
 *>i  [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC805000][0][*]/20
                      10.0.255.254             0    100      0 ?
 *>i  [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC805000][32][172.16.0.101]/24
                      10.0.255.254             0    100      0 ?
Route Distinguisher: 10.0.0.254:10
 *>i  [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC805000][0][*]/20
                      10.0.255.254             0    100      0 ?
 *>i  [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC805000][32][172.16.0.101]/24
                      10.0.255.254             0    100      0 ?
Route Distinguisher: 10.0.0.253:10
 *>i  [3][10.0.0.253:10][0][32][10.0.0.254]/17
                      10.0.255.254             0    100      0 ?
Route Distinguisher: 10.0.0.254:10
 *>i  [3][10.0.0.254:10][0][32][10.0.0.254]/17
                      10.0.255.254             0    100      0 ?

Total number of prefixes 6

BGP 受信

BGP で受信した MAC アドレスや対向側機器の IP などが見えます。

動作確認 - ホスト別コマンドリスト

HOST01

ping 172.16.0.102

traceroute 172.16.0.102

show ip arp

HOST02

ping 172.16.0.101

traceroute 172.16.0.101

show ip arp

EVPN01

show ip ospf neighbor

show bgp all summary

show bgp all neighbors 10.0.0.253 advertised-routes

show bgp all neighbors 10.0.0.253 received-routes

show l2fib bridge-domain 10 table unicast

show l2route evpn mac ip

show l2route evpn summary

show l2vpn evpn default-gateway

show l2vpn evpn evi detail

show l2vpn evpn peers

show l2vpn evpn mac summary

show l2vpn evpn mac

show nve peers

EVPN02

show ip ospf neighbor

show bgp all summary

show bgp all neighbors 10.0.0.254 advertised-routes

show bgp all neighbors 10.0.0.254 received-routes

show l2fib bridge-domain 10 table unicast

show l2route evpn mac ip

show l2route evpn summary

show l2vpn evpn default-gateway

show l2vpn evpn evi detail

show l2vpn evpn peers

show l2vpn evpn mac summary

show l2vpn evpn mac

show nve peers

リファレンス

PythonとJinja2でネットワークコンフィグ生成をテンプレート化

更新履歴

2025/03/31 : 初版作成

2025-03-31 スケール検証のしかた

目次

スケール検証とは

TCAM エントリ

Vlan 数

ルーティングネイバー数

Tunnel インターフェース数

このドキュメントの目的

ファイル構成

Tunnel2001-2999.csv

所感

メリット

考慮点

構成・検証結果概要

構成

EVPN の実装状況について

その他

検証環境

構成図

IP アドレッシング

コンフィギュレーション

PE01

HOST01 , 02

正常時の疎通・経路確認

コマンドリスト

HOST01

HOST02

EVPN01

EVPN02

BGP 動作確認

動作確認 - ホスト別コマンドリスト

HOST01

HOST02

EVPN01

EVPN02

リファレンス

更新履歴

脚注

案内メニュー

2025-03-31 スケール検証のしかた

スケール検証 とは

TCAM エントリ

Vlan 数

ルーティング ネイバー数

Tunnel インターフェース数

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所感

メリット

考慮点

構成・検証結果概要

構成

EVPN の実装状況について

その他

検証環境

構成図

IP アドレッシング

コンフィギュレーション

PE01

HOST01 , 02

正常時の疎通・経路確認

コマンドリスト

HOST01

HOST02

EVPN01

EVPN02

BGP 動作確認

動作確認 - ホスト別コマンドリスト

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