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Configuração de engenharia de tráfego consciente de DiffServ

Introdução à engenharia de tráfego consciente de DiffServ

A engenharia de tráfego com reconhecimento de serviços diferenciados (DiffServ) oferece uma maneira de garantir um nível de serviço especificado em uma rede MPLS. Os roteadores que fornecem engenharia de tráfego consciente da DiffServ fazem parte de um domínio de rede de serviços diferenciado. Todos os roteadores que participam de um domínio de serviços diferenciados devem ter a engenharia de tráfego consciente da DiffServ habilitada.

Para ajudar a garantir que o nível de serviço especificado seja fornecido, é necessário garantir que não mais do que a quantidade de tráfego especificada seja enviada pelo domínio de serviços diferenciados. Você pode atingir esse objetivo configurando um policial para policiar ou limitando o volume de tráfego que transita pelo domínio de serviços diferenciado. Para obter mais informações sobre como configurar policiais para caminhos comutados por rótulos (LSPs), consulte Configurando policiais para LSPs.

Esse recurso pode ajudar a melhorar a qualidade dos serviços de Internet, como o IP de voz (VoIP). Também torna possível emular melhor um circuito Asynchronous Transfer Mode (ATM) em uma rede MPLS.

Terminologia da engenharia de tráfego consciente de DiffServ

Modelo de largura de banda

O modelo de largura de banda determina os valores da largura de banda disponível anunciados pelos protocolos de gateway interior (IGPs).

CAC

Verificações de controle de admissão de chamadas (CAC) para garantir que haja largura de banda adequada no caminho antes que o LSP seja estabelecido. Se a largura de banda for insuficiente, o LSP não está estabelecido e um erro é relatado.

Tipo de classe

Uma coleção de fluxos de tráfego que é tratado de forma equivalente em um domínio de serviços diferenciado. Um tipo de classe mapeia para uma fila e é muito parecido com uma classe de encaminhamento de classe de serviço (CoS) em conceito. Também é conhecida como uma classe de tráfego.

Serviços diferenciados

Serviços diferenciados tornam possível dar tratamento diferente ao tráfego com base nos bits EXP no cabeçalho MPLS. O tráfego deve ser marcado adequadamente e o CoS deve ser configurado.

Domínio de serviços diferenciados

Os roteadores em uma rede que têm serviços diferenciados habilitados.

Engenharia de tráfego consciente de DiffServ

Um tipo de roteamento baseado em restrições. Ele pode aplicar diferentes restrições de largura de banda para diferentes classes de tráfego. Ele também pode fazer CAC em cada classe de engenharia de tráfego quando um LSP for estabelecido.

LSP multiclasse

Um LSP multiclasse funciona como um LSP padrão, mas também permite que você reserve largura de banda de vários tipos de classe. Os bits EXP do cabeçalho MPLS são usados para distinguir entre tipos de classe.

MAM

O modelo de restrição de largura de banda de alocação máxima divide a largura de banda disponível entre as diferentes classes. O compartilhamento de largura de banda entre os tipos de classe não é permitido.

RDM

O modelo de restrição de largura de banda das bonecas russas faz uso eficiente da largura de banda, permitindo que os tipos de classe compartilhem largura de banda.

Aula de engenharia de tráfego

Um tipo de classe e prioridade em conjunto.

Mapa da classe de engenharia de tráfego

Um mapa entre os tipos de classe, prioridades e aulas de engenharia de tráfego. O mapeamento da classe de engenharia de tráfego deve ser consistente em todo o domínio de Serviços Diferenciados.

Recursos de engenharia de tráfego conscientes da DiffServ

A engenharia de tráfego com reconhecimento de DiffServ fornece os seguintes recursos:

  • Engenharia de tráfego em um nível por classe, em vez de em um nível agregado

  • Restrições de largura de banda diferentes para diferentes tipos de classe (aulas de tráfego)

  • Diferentes comportamentos de fila por classe, permitindo que o roteador encaminhe tráfego com base no tipo de classe

Em comparação, a engenharia de tráfego padrão não considera a CoS, e ela conclui seu trabalho de forma agregada em todas as classes de serviços diferenciados.

A engenharia de tráfego com reconhecimento de DiffServ oferece as seguintes vantagens:

  • A engenharia de tráfego pode ser realizada em um tipo de classe específico, em vez de no nível agregado.

  • As restrições de largura de banda podem ser aplicadas em cada tipo de classe específica.

  • Ele encaminha tráfego com base nos bits EXP.

Isso torna possível garantir serviço e largura de banda em uma rede MPLS. Com a engenharia de tráfego consciente da DiffServ, entre outros serviços, você pode fornecer emulação de circuitos ATM, VoIP e um serviço de largura de banda garantido.

A seguir, descreve como o IGP, o caminho mais curto restrito primeiro (CSPF) e o RSVP participam da engenharia de tráfego consciente da DiffServ:

  • O IGP pode anunciar a largura de banda sem reservas para cada classe de engenharia de tráfego para os outros membros do domínio de serviços diferenciados. O banco de dados de engenharia de tráfego armazena essas informações.

  • Um cálculo de CSPF é realizado considerando as restrições de largura de banda para cada tipo de classe. Se todas as restrições forem atendidas, o cálculo do CSPF é considerado bem-sucedido.

  • Quando o RSVP sinaliza um LSP, ele solicita largura de banda para tipos de classe especificados.

Visão geral dos LSPs projetados por tráfego com reconhecimento de DiffServ

Um LSP projetado para tráfego consciente de DiffServ é um LSP configurado com uma reserva de largura de banda para um tipo de classe específico. Este LSP pode transportar tráfego para um único tipo de classe. Nos pacotes, o tipo de classe é especificado pelos bits EXP (também conhecidos como bits de classe de serviço) e pelo comportamento per-hop (PHB) associado aos bits EXP. O mapeamento entre os bits EXP e o PHB é estático, em vez de ser sinalizado no RSVP.

O tipo de classe deve ser configurado consistentemente em todo o domínio de Serviços Diferenciados, o que significa que a configuração do tipo de classe deve ser consistente do roteador ao roteador na rede. Você pode mapear inequívocamente um tipo de classe para uma fila. Em cada roteador de nó, a configuração de fila de classe de serviço para uma interface se traduz na largura de banda disponível para um tipo de classe específico nesse link.

Para obter mais informações sobre tópicos relacionados a LSPs e engenharia de tráfego consciente de DiffServ, veja o seguinte:

  • Para aulas de encaminhamento e classe de serviço, consulte o Guia de Usuário da Classe de Serviços do Junos OS para dispositivos de roteamento.

  • Para bits EXP, consulte a alocação de rótulos MPLS.

  • Para serviços diferenciados, consulte o suporte de rfc 3270, comutação de rótulos multi-protocolo (MPLS) de serviços diferenciados.

  • Para obter informações sobre como os IGPs e o RSVP foram modificados para dar suporte à engenharia de tráfego MPLS com reconhecimento de serviços diferenciados, consulte RFC 4124, Extensões de protocolo para suporte de engenharia de tráfego MPLS com reconhecimento de serviços diferenciados.

Operação de LSPs com engenharia de tráfego consciente da DiffServ

Ao configurar um LSP projetado para o tráfego consciente de DiffServ, você especifica o tipo de classe e a largura de banda associada a ele. O seguinte ocorre quando um LSP é estabelecido com reserva de largura de banda de um tipo de classe específico:

  1. Os IGPs anunciam a largura de banda sem reservas disponível para as aulas de engenharia de tráfego.

  2. Ao calcular o caminho para um LSP, o CSPF é usado para garantir que as restrições de largura de banda sejam atendidas para o tipo de classe transportado pelo LSP no nível de prioridade especificado.

    O CSPF também verifica para garantir que o modelo de largura de banda seja configurado consistentemente em cada roteador participante do LSP. Se o modelo de largura de banda for inconsistente, o CSPF não computa o caminho (exceto para LSPs do tipo ct0 de classe).

  3. Assim que um caminho é encontrado, o RSVP sinaliza o LSP usando o objeto Classtype na mensagem de caminho. Em cada nó do caminho, a largura de banda disponível para os tipos de classe é ajustada conforme o caminho é configurado.

Um LSP que exija largura de banda de uma classe específica (exceto tipo ct0 de classe) não pode ser estabelecido por meio de roteadores que não entendem o objeto Classtype. Impedir o uso de roteadores que não entendem o objeto Classtype ajuda a garantir consistência em todo o domínio de Serviços Diferenciados, impedindo o LSP de usar um roteador que não possa oferecer suporte a serviços diferenciados.

Por padrão, os LSPs são sinalizados com a prioridade de configuração 7 e a prioridade 0. Um LSP configurado com esses valores não pode prever outro LSP no momento da configuração e não pode ser preconizado.

É possível configurar ambos os LSPs para engenharia de tráfego consciente de DiffServ e LSPs regulares configurados ao mesmo tempo nas mesmas interfaces físicas. Para esse tipo de ambiente heterogêneo, os LSPs regulares transportam tráfego de melhor esforço por padrão. O tráfego transportado nos LSPs regulares deve ter as configurações EXP corretas (seja observando as configurações do EXP ou assumindo que o tráfego chegou com as configurações corretas de EXP do roteador upstream).

Configuração de roteadores para engenharia de tráfego consciente de DiffServ

Para configurar a engenharia de tráfego consciente da DiffServ, inclua a diffserv-te declaração:

Você pode incluir esta declaração nos seguintes níveis de hierarquia:

  • [edit protocols mpls]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls]

Você deve incluir a diffserv-te declaração na configuração em todos os roteadores que participam do domínio de Serviços Diferenciados. No entanto, você não é obrigado a configurar a matriz de classe de engenharia de tráfego (incluindo a te-class-matrix declaração no [edit protocols mpls diffserv-te] nível ou [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls diffserv-te] hierarquia).

Nota:

Para evitar a possibilidade de uma configuração incorreta ao migrar para a engenharia de tráfego consciente da Diffserv, um erro de falha no controle de políticas pode ser desencadeado se houver conflito entre os LSPs antigos e a matriz de classe TE recém-configurada.

Um nó antigo pode solicitar um LSP com configuração e manter prioridades de tal forma que a combinação da classe ct0 e a prioridade não corresponda à matriz de classe TE configurada. Todos os LSPs no roteador configurados antes de configurar a engenharia de tráfego consciente de diffserv são designados como sendo da classe ct0.

O erro aparece nos logs de rastreamento de RSVP como um Session preempted erro. Para o roteador de origem do erro, o erro pode aparecer da seguinte forma:

Para o roteador que recebe o erro, o erro pode aparecer da seguinte forma:

Para configurar a engenharia de tráfego consciente da DiffServ, preencha os procedimentos nas seções a seguir:

Configurando o modelo de largura de banda

Você deve configurar um modelo de largura de banda em todos os roteadores participantes do domínio de Serviços Diferenciados. Os modelos de largura de banda disponíveis são MAM, MAM estendido e RDM:

  • Modelo de restrições de largura de banda de alocação máxima (MAM)— Definido em RFC 4125, Modelo de restrições de largura de banda de alocação máxima para engenharia de tráfego MPLS consciente de Diffserv.

  • MAM estendida — um modelo de largura de banda proprietário que se comporta muito parecido com o MAM padrão. Se você configurar LSPs multiclasse, você deve configurar o modelo de largura de banda MAM estendido.

  • Modelo de alocação de largura de banda (RDM) de bonecas russas — faz uso eficiente da largura de banda, permitindo que os tipos de classe compartilhem largura de banda. O RDM é definido em RFC 4127, Russian Dolls Bandwidth Constraints Model for Diffserv-aware MPLS Traffic Engineering.

Para configurar um modelo de largura de banda, inclua a bandwidth-model declaração e especifique uma das opções de modelo de largura de banda:

Você pode incluir esta declaração nos seguintes níveis de hierarquia:

  • [edit protocols mpls diffserv-te]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls diffserv-te]

    Nota:

    Se você alterar o modelo de largura de banda em um roteador de entrada, todos os LSPs habilitados no roteador serão retirados e ressignificaram.

Configuração de aulas de engenharia de tráfego

Configurar aulas de engenharia de tráfego é opcional. Tabela 1 mostra os valores padrão para tudo na matriz de classe de engenharia de tráfego. O mapeamento padrão é expresso em termos das classes de encaminhamento padrão definidas na configuração de CoS.

Tabela 1: Valores padrão para a matriz de classe de engenharia de tráfego

Aula de engenharia de tráfego

Tipo de classe

Fila

Prioridade

te0

ct0

0

7

te1

ct1

1

7

te2

ct2

2

7

te3

ct3

3

7

te4

ct0

0

0

te5

ct1

1

0

te6

ct2

2

0

te7

ct3

3

0

Se você quiser substituir os mapeamentos padrão, você pode configurar as aulas de engenharia de tráfego de 0 a 7. Para cada classe de engenharia de tráfego, você configura um tipo de classe (ou fila) de 0 a 3. Para cada tipo de classe, você configura uma prioridade de 0 a 7.

Para configurar as aulas de engenharia de tráfego explicitamente, inclua a te-class-matrix declaração:

Você pode incluir esta declaração nos seguintes níveis de hierarquia:

O exemplo a seguir mostra como configurar a classe te0 de engenharia de tráfego com tipo ct1 de classe e uma prioridade de4:

Nota:

Se você configurar explicitamente um valor para uma das aulas de engenharia de tráfego, todos os valores padrão na matriz da classe de engenharia de tráfego serão descartados.

Quando você configura explicitamente as aulas de engenharia de tráfego, você também deve configurar um modelo de largura de banda; caso contrário, a operação de compromisso de configuração falha.

Requisitos e limitações para a matriz de classe de engenharia de tráfego

Ao configurar uma matriz de classe de engenharia de tráfego, fique atento aos seguintes requisitos e limitações:

  • Uma configuração de mapeamento é local e afeta apenas o roteador no qual ele está configurado. Isso não afeta outros sistemas que participam do domínio de serviços diferenciados. No entanto, para que um domínio de serviços diferenciados funcione corretamente, você precisa configurar a mesma matriz de classe de engenharia de tráfego em todos os roteadores participantes do mesmo domínio.

  • Ao configurar explicitamente as aulas de engenharia de tráfego, você deve configurar as aulas em sequência (te0, te1, te2te3e assim por diante); caso contrário, a operação de compromisso de configuração falha.

A primeira classe de engenharia de tráfego que você configura deve ser te0; caso contrário, a operação de compromisso de configuração falha.

Configuração de classe de serviço para engenharia de tráfego consciente de DiffServ

Para configurar a engenharia de tráfego consciente da DiffServ, você também deve configurar uma classe de serviço. O exemplo a seguir ilustra uma configuração de classe de serviço que alocaria 25% da largura de banda do enlace para cada classe:

Configuração de LSPs para engenharia de tráfego consciente de DiffServ

Você deve configurar o domínio de Serviços Diferenciados (consulte Configuração de roteadores para engenharia de tráfego consciente de DiffServ) antes que você possa habilitar a engenharia de tráfego consciente da DiffServ para LSPs. O domínio de serviços diferenciados fornece os tipos de classe subjacentes e as aulas de engenharia de tráfego correspondentes que você faz referência na configuração LSP. As aulas de engenharia de tráfego devem ser configuradas consistentemente em cada roteador que participa do domínio de Serviços Diferenciados para que o LSP funcione corretamente.

Nota:

Você deve configurar mam ou RDM como o modelo de largura de banda quando configurar a engenharia de tráfego consciente de DiffServ para LSPs. Veja a configuração do modelo de largura de banda.

Os dados reais transmitidos por este domínio de Serviços Diferenciados são transportados por um LSP. Cada LSP conta com os bits EXP dos pacotes MPLS para habilitar a engenharia de tráfego consciente da DiffServ. Cada LSP pode transportar tráfego para um único tipo de classe.

Todos os roteadores participantes do LSP devem ser roteadores Juniper Networks executando o Junos OS Release 6.3 ou posterior. A rede pode incluir roteadores de outros fornecedores e roteadores da Juniper Networks que executam versões anteriores do Junos OS. No entanto, o LSP de engenharia de tráfego consciente da DiffServ não pode atravessar esses roteadores.

Nota:

Você não pode configurar simultaneamente LSPs multiclasse e LSPs de engenharia de tráfego conscientes de DiffServ no mesmo roteador.

Para habilitar a engenharia de tráfego consciente do DiffServ para LSPs, você precisa configurar o seguinte:

Configurando a classe de serviço para as interfaces

A infraestrutura de classe de serviço (CoS) existente garante que o tráfego consistentemente marcado receba as garantias de agendamento para sua classe. A classificação, a marcação e o agendamento necessários para isso são configurados usando os recursos existentes do Junos OS CoS.

Nota:

O Junos OS não oferece suporte a CoS em interfaces ATM.

Para obter informações sobre como configurar o CoS, consulte o Guia de Usuário da Classe de Serviço do Junos OS para dispositivos de roteamento.

Configuração do IGP

Você pode configurar o IS-IS ou o OSPF como o IGP. As configurações IS-IS e OSPF para roteadores com suporte a LSPs são padrão. Para obter informações sobre como configurar esses protocolos, consulte a Biblioteca de protocolos de roteamento Junos OS para dispositivos de roteamento.

Configuração de LSPs projetados por tráfego

Você configura um LSP usando as declarações e procedimentos de configuração LSP padrão. Para configurar a engenharia de tráfego consciente do DiffServ para o LSP, especifique uma restrição de largura de banda do tipo classe, incluindo a bandwidth declaração:

Para obter uma lista de níveis de hierarquia nos quais você pode incluir a bandwidth declaração, consulte as seções de resumo da declaração para esta declaração.

Se você não especificar uma largura de banda para um tipo de classe, ct0 será especificada automaticamente como a fila para o LSP. Você pode configurar apenas um tipo de classe para cada LSP, ao contrário de LSPs multiclasse.

As declarações do tipo de classe especificam largura de banda (em bits por segundo) para as seguintes classes:

  • ct0— Largura de banda reservada para a classe 0

  • ct1— Largura de banda reservada para a classe 1

  • ct2— Largura de banda reservada para a classe 2

  • ct3— Largura de banda reservada para a classe 3

Você pode configurar a configuração e manter prioridades para um LSP, mas as seguintes restrições se aplicam:

  • A combinação de classe e prioridade deve ser uma das aulas configuradas de engenharia de tráfego. A prioridade de configuração padrão é 7 e a prioridade de manutenção padrão é 0.

  • Configurar uma combinação inválida de tipo de classe e prioridade faz com que a operação de compromisso falhe.

  • A alocação automática de largura de banda não é suportada. Se você configurar a alocação automática de largura de banda, a operação de compromisso falhará.

  • Os LSPs configurados com a bandwidth declaração, mas sem especificar um tipo de classe, usam o tipo ct0de classe padrão.

  • Para problemas de migração, consulte o draft da Internet-ietf-tewg-diff-te-proto-07.txt.

Configuração do policiamento para LSPs

O policiamento permite controlar a quantidade de tráfego encaminhado por um LSP específico. O policiamento ajuda a garantir que a quantidade de tráfego encaminhado por um LSP nunca exceda a alocação de largura de banda solicitada. Você pode configurar vários policiais para cada LSP.

Para obter informações sobre como configurar um policial para um LSP, consulte Configurando policiais para LSPs.

Configuração de redirecionamento rápido para LSPs projetados por tráfego

Você pode configurar um redirecionamento rápido para LSPs projetados por tráfego (LSPs que transportam uma única classe de tráfego). Também é possível reservar largura de banda no caminho de desvio para a classe de tráfego quando o reroute rápido for habilitado. O mesmo número de tipo de classe é usado tanto para o LSP projetado para tráfego quanto para seu desvio.

Se você configurar o roteador para reservar largura de banda para o caminho de desvio, uma verificação é feita para garantir que o enlace seja capaz de lidar com a engenharia de tráfego consciente da DiffServ e a capacidade de CoS antes de aceitá-lo como um caminho de desvio em potencial. Links não suportados não são usados.

Você pode configurar a quantidade de largura de banda para reservar para desvios usando a bandwidth declaração ou a bandwidth-percent declaração. Você só pode configurar uma dessas declarações de cada vez. Se você não configurar a bandwidth declaração ou a bandwidth-percent declaração, a configuração padrão é não reservar largura de banda para o caminho de desvio (a garantia de largura de banda será perdida se o tráfego for trocado para o desvio).

Ao configurar a bandwidth declaração, você pode especificar a quantidade específica de largura de banda (em bits por segundo [bps]) que deseja reservar para o caminho do desvio. Para obter informações, consulte Configuração de reroute rápido.

A bandwidth-percent declaração permite especificar a largura de banda do caminho de desvio como uma porcentagem da largura de banda configurada para o caminho protegido. Por exemplo, se você configurar 100 milhões de bps de largura de banda para o caminho protegido e configurar 20 para a bandwidth-percent declaração, o caminho de desvio terá 20 milhões de bps de largura de banda reservados para seu uso.

Para configurar o por cento da largura de banda usada pelo caminho de desvio com base na largura de banda do caminho protegido, inclua a bandwidth-percent declaração:

Você pode incluir esta declaração nos seguintes níveis de hierarquia:

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