Entendendo o redirecionamento rápido somente multicast
O redirecionamento rápido (MoFRR) somente multicast minimiza a perda de pacotes para o tráfego em uma árvore de distribuição multicast quando ocorrem falhas no enlace, aprimorando protocolos de roteamento multicast como o Protocol Independent Multicast (PIM) e o Protocolo de Distribuição de Rótulos Multiponto (LDP multiponto) em dispositivos que oferecem suporte a esses recursos.
Nos switches, o MoFRR com caminhos comutados por rótulos MPLS e LDP multiponto não é suportado.
Para roteadores da Série MX, o MoFRR é suportado apenas em roteadores da Série MX com placas de linha MPC. Como pré-requisito, você deve configurar o roteador em network-services enhanced-ip modo, e todas as placas de linha do roteador devem ser MPCs.
Com o MoFRR habilitado, os dispositivos enviam mensagens de junção em caminhos upstream primários e de backup em direção a uma fonte multicast. Os dispositivos recebem pacotes de dados tanto dos caminhos primários quanto dos backups, e descartam os pacotes redundantes com base na prioridade (pesos atribuídos aos caminhos primários e de backup). Quando um dispositivo detecta uma falha no caminho principal, ele começa imediatamente a aceitar pacotes da interface secundária (o caminho de backup). A mudança rápida melhora consideravelmente os tempos de convergência em caso de falhas de enlace de caminho primário.
Um aplicativo para MoFRR é o IPTV em streaming. Os fluxos IPTV são multicast como fluxos UDP, de modo que quaisquer pacotes perdidos não são retransmitidos, levando a uma experiência de usuário menos que satisfatória. O MoFRR pode melhorar a situação.
Visão geral do MoFRR
Com um redirecionamento rápido em fluxos unicast, um dispositivo de roteamento upstream pré-estabelece caminhos comutados por rótulos MPLS (LSPs) ou pré-computa um caminho de backup alternativo sem loop IP (LFA) para lidar com a falha de um segmento no caminho downstream.
No roteamento multicast, o lado receptor geralmente origina os gráficos de distribuição de tráfego. Isso é diferente do roteamento unicast, que geralmente estabelece o caminho da fonte até o receptor. PIM (para IP), LDP multiponto (para MPLS) e RSVP-TE (para MPLS) são protocolos capazes de estabelecer gráficos de distribuição multicast. Desses, os receptores LDP de PIM e multiponto iniciam a configuração do gráfico de distribuição, para que o MoFRR possa trabalhar com esses dois protocolos multicast onde eles são suportados.
Em uma árvore multicast, se o dispositivo detectar uma falha no componente da rede, leva algum tempo para realizar um reparo reativo, levando a uma perda de tráfego significativa enquanto configura um caminho alternativo. O MoFRR reduz a perda de tráfego em uma árvore de distribuição multicast quando um componente de rede falha. Com o MoFRR, um dos dispositivos de roteamento downstream estabelece um caminho alternativo em direção à fonte para receber uma transmissão ao vivo de backup do mesmo tráfego multicast. Quando uma falha acontece ao longo do fluxo primário, o dispositivo de roteamento MoFRR pode mudar rapidamente para o fluxo de backup.
Com o MoFRR habilitado para cada entrada (S,G), o dispositivo usa duas das interfaces upstream disponíveis para enviar uma mensagem de junção e receber tráfego multicast. O protocolo tenta selecionar dois caminhos desarticulados se dois desses caminhos estiverem disponíveis. Se os caminhos desarticulados não estiverem disponíveis, o protocolo seleciona dois caminhos sem desarticulação. Se dois caminhos sem desarticulação não estiverem disponíveis, apenas um caminho primário será selecionado sem backup. O MoFRR prioriza o backup desarticulado em favor do balanceamento de carga dos caminhos disponíveis.
O MoFRR é compatível com as famílias de protocolo IPv4 e IPv6.
A Figura 1 mostra dois caminhos desde o dispositivo de roteamento de receptor multicast (também chamado de dispositivo de borda de provedor de saída (PE) até o dispositivo de roteamento de fonte multicast (também chamado de dispositivo PE de entrada).
de amostra do MoFRR
Com o MoFRR habilitado, o dispositivo de roteamento de saída (lado receptor) configura duas árvores multicast, um caminho primário e um caminho de backup, em direção à fonte multicast para cada (S,G). Em outras palavras, o dispositivo de roteamento de saída propaga o mesmo (S,G) juntar mensagens em direção a dois vizinhos upstream diferentes, criando assim duas árvores multicast.
Uma das árvores multicast passa pelo plano 1 e a outra pelo plano 2, como mostrado na Figura 1. Para cada (S,G), o dispositivo de roteamento de saída encaminha o tráfego recebido no caminho principal e derruba o tráfego recebido no caminho de backup.
O MoFRR é suportado tanto em caminhos multicaminho de custo igual (ECMP) quanto em caminhos que não são ECMP. O dispositivo precisa habilitar rotas alternativas sem loop unicast (LFA) para oferecer suporte ao MoFRR em caminhos que não são ECMP. Você habilita rotas LFA usando a link-protection declaração na configuração do protocolo de gateway interior (IGP). Ao ativar a proteção de enlaces em uma interface OSPF ou IS-IS, o dispositivo cria um caminho LFA de backup para o próximo salto primário para todas as rotas de destino que atravessam a interface protegida.
O Junos OS implementa o MoFRR na rede IP para IP MoFRR e no dispositivo de roteamento de borda de rótulo (LER) MPLS para LDP MoFRR multiponto.
O Multipoint LDP MoFRR é usado no dispositivo de saída de uma rede MPLS, onde os pacotes são encaminhados para uma rede IP. Com o Multipoint LDP MoFRR, o dispositivo estabelece dois caminhos em direção ao dispositivo de roteamento DE PE upstream para receber dois fluxos de pacotes MPLS no LER. O dispositivo aceita um dos fluxos (o principal) e o outro (o backup) é descartado no LER. Se o caminho principal falhar, o dispositivo aceita o fluxo de backup. O suporte para sinalização de banda larga é um pré-requisito para o MoFRR com LDP multiponto (veja Entendendo a sinalização de banda de LDP multiponto para LSPs de ponto a multiponto).
Funcionalidade do PIM
O Junos OS oferece suporte ao MoFRR para a SPT (Shortest Path Tree, árvore de caminho mais curto) que se junta ao MULTICAST (SSM) de origem específica do PIM e multicast de qualquer fonte (ASM). O MoFRR é compatível com intervalos SSM e ASM. Para habilitar a participação do MoFRR para (*,G), inclua a mofrr-asm-starg declaração de configuração na [edit routing-options multicast stream-protection] hierarquia. Para cada grupo G, o MoFRR funcionará para (S,G) ou (*,G), mas não para ambos. (S,G) sempre prevalece (*,G).
Com o MoFRR habilitado, um dispositivo de roteamento PIM se propaga para juntar mensagens em duas interfaces upstream de encaminhamento de caminho reverso (RPF) para receber tráfego multicast em ambos os links para a mesma solicitação de junção. O MoFRR dá preferência a dois caminhos que não convergem para o mesmo dispositivo de roteamento upstream imediato. O PIM instala rotas multicast apropriadas com próximo salto RPF upstream com duas interfaces (para os caminhos primários e de backup).
Quando o caminho principal falha, o caminho de backup é atualizado para o status primário e o dispositivo encaminha o tráfego de acordo. Se houver caminhos alternativos disponíveis, o MoFRR calcula um novo caminho de backup e atualizações ou instala a rota multicast apropriada.
Você pode habilitar o MoFRR com o PIM para juntar balanceamento de carga (veja a join-load-balance automatic declaração). No entanto, nesse caso, a distribuição de mensagens de junção entre os links pode não ser uniforme. Quando um novo link ECMP é adicionado, junte-se às mensagens no caminho principal e seja redistribuída e balanceada. As mensagens de junção no caminho de backup ainda podem seguir o mesmo caminho e podem não ser redistribuídas uniformemente.
Você habilita o MoFRR usando a stream-protection declaração de configuração na [edit routing-options multicast] hierarquia. O MoFRR é gerenciado por um conjunto de políticas de filtro.
Quando um dispositivo de roteamento PIM de saída recebe uma mensagem de entrada ou um relatório IGMP, ele verifica uma configuração do MoFRR e prossegue da seguinte forma:
Se a configuração do MoFRR não estiver presente, o PIM envia uma mensagem de junção upstream em direção a um vizinho upstream (por exemplo, plano 2 na Figura 1).
Se a configuração do MoFRR estiver presente, o dispositivo verifica se há uma configuração de política.
Se uma política não estiver presente, o dispositivo verifica caminhos primários e de backup (interfaces upstream) e prossegue da seguinte forma:
Se os caminhos primários e de backup não estiverem disponíveis — o PIM envia uma mensagem de junção upstream em direção a um vizinho upstream (por exemplo, plano 2 na Figura 1).
Se os caminhos primários e de backup estiverem disponíveis — o PIM envia a mensagem de junção upstream em direção a dois dos vizinhos upstream disponíveis. O Junos OS configura caminhos multicast primários e secundários para receber tráfego multicast (por exemplo, plano 1 na Figura 1).
Se uma política estiver presente, o dispositivo verifica se a política permite o MoFRR para isso (S,G) e prossegue da seguinte forma:
Se essa verificação de política falhar — o PIM envia uma mensagem de junção upstream em direção a um vizinho upstream (por exemplo, plano 2 na Figura 1).
Se essa verificação de política for aprovada — o dispositivo verifica caminhos primários e de backup (interfaces upstream).
Se os caminhos primários e de backup não estiverem disponíveis, o PIM envia uma mensagem de junção upstream em direção a um vizinho upstream (por exemplo, plano 2 na Figura 1).
Se os caminhos primários e de backup estiverem disponíveis, o PIM envia a mensagem de junção upstream em direção a dois dos vizinhos upstream disponíveis. O dispositivo configura caminhos multicast primários e secundários para receber tráfego multicast (por exemplo, plano 1 na Figura 1).
Funcionalidade de LDP multiponto
Para evitar a duplicação de tráfego MPLS, o LDP multiponto geralmente seleciona apenas um caminho upstream. (Veja seção 2.4.1.1. Determinando o "LSR upstream" em RFC 6388, extensões de protocolo de distribuição de rótulos para caminhos comutados de rótulos de ponto a multiponto e multiponto para multiponto.)
Para LDP multiponto com MoFRR, o dispositivo LDP multiponto seleciona dois pares upstream separados e envia dois rótulos separados, um para cada peer upstream. O dispositivo usa o mesmo algoritmo descrito no RFC 6388 para selecionar o caminho de upstream primário. O dispositivo usa o mesmo algoritmo para selecionar o caminho upstream de backup, mas exclui o LSR upstream primário como candidato. Os dois pares upstream diferentes enviam dois fluxos de tráfego MPLS para o dispositivo de roteamento de saída. O dispositivo seleciona apenas um dos caminhos vizinhos upstream como o caminho principal para aceitar o tráfego MPLS. O outro caminho se torna o caminho de backup, e o dispositivo derruba esse tráfego. Quando o caminho upstream primário falha, o dispositivo começa a aceitar o tráfego do caminho de backup. O dispositivo LDP multiponto seleciona os dois caminhos upstream com base no próximo salto do dispositivo raiz do protocolo de gateway interior (IGP).
Uma classe de equivalência de encaminhamento (FEC) é um grupo de pacotes IP que são encaminhados da mesma maneira, pelo mesmo caminho e com o mesmo tratamento de encaminhamento. Normalmente, o rótulo que é colocado em um determinado pacote representa a FEC à qual esse pacote é atribuído. No MoFRR, duas rotas são colocadas na tabela mpls.0 para cada FEC — uma rota para o rótulo primário e a outra rota para o rótulo de backup.
Se houver links paralelos em direção ao mesmo dispositivo upstream imediato, o dispositivo considera ambos os links paralelos como o principal. A qualquer momento, o dispositivo upstream envia tráfego em apenas um dos múltiplos links paralelos.
Um nó de bud é um LSR que é um LSR de saída, mas também tem um ou mais LSRs downstream conectados diretamente. Para um nó de bud, o tráfego do caminho upstream primário é encaminhado para um LSR downstream. Se o caminho de upstream primário falhar, o tráfego MPLS do caminho upstream de backup é encaminhado para o LSR downstream. Isso significa que o próximo salto LSR a jusante é adicionado a ambas as rotas MPLS, juntamente com a saída próximo salto.
Como acontece com o [edit routing-options multicast] PIM, você habilita o MoFRR com LDP multiponto usando a stream-protection declaração de configuração na hierarquia, e é gerenciado por um conjunto de políticas de filtro.
Se você tiver habilitado o FEC multiponto de LDP de ponto a multiponto para MoFRR, o dispositivo considera as seguintes considerações para a seleção do caminho upstream:
As sessões de LDP direcionadas são independidas se houver uma sessão de LDP não direcionada. Se houver uma única sessão de LDP direcionada, a sessão LDP direcionada será selecionada, mas o FEC ponto a multiponto correspondente perde o recurso MoFRR porque não há interface associada à sessão LDP direcionada.
Todas as interfaces que pertencem ao mesmo LSR upstream são consideradas o caminho principal.
Para quaisquer atualizações de rota de nó raiz, o caminho upstream é alterado com base nos próximos saltos mais recentes do IGP. Se um caminho melhor estiver disponível, o LDP multiponto tenta mudar para um caminho melhor.
Encaminhamento de pacotes
Para PIM ou LDP multiponto, o dispositivo realiza seleção de fluxo de origem multicast na interface de entrada. Isso preserva a largura de banda da malha e maximiza o desempenho do encaminhamento porque:
Evita enviar fluxos duplicados por toda a malha
Evita várias buscas de rota (que resultam em quedas de pacotes).
Para o PIM, cada fluxo IP multicast contém o mesmo endereço de destino. Independentemente da interface em que os pacotes chegam, os pacotes têm a mesma rota. O dispositivo verifica a interface sobre a qual cada pacote chega e encaminha apenas aqueles que são da interface principal. Se a interface corresponde a uma interface de fluxo de backup, o dispositivo derruba os pacotes. Se a interface não corresponder à interface principal ou de fluxo de backup, o dispositivo lida com os pacotes como exceções no plano de controle.
A Figura 2 mostra esse processo com interfaces primárias de amostra e backup para roteadores com PIM. A Figura 3 mostra isso de maneira semelhante para switches com PIM.
Para MoFRR com LDP multiponto em roteadores, o dispositivo usa várias etiquetas MPLS para controlar a seleção de fluxo MoFRR. Cada rótulo representa uma rota separada, mas cada uma faz referência à mesma verificação da lista de interface. O dispositivo só encaminha o rótulo principal e derruba todos os outros. Várias interfaces podem receber pacotes usando o mesmo rótulo.
A Figura 4 mostra esse processo para roteadores com LDP multiponto.
de encaminhamento de pacotes
Limitações e advertências
- Limitações e advertências do MoFRR em dispositivos de comutação e roteamento
- Limitações do MoFRR em dispositivos de comutação com PIM
- Limitações e advertências do MoFRR em dispositivos de roteamento com LDP multiponto
Limitações e advertências do MoFRR em dispositivos de comutação e roteamento
O MoFRR tem as seguintes limitações e advertências sobre dispositivos de roteamento e comutação:
A detecção de falha do MoFRR é suportada para a proteção imediata do enlace do dispositivo de roteamento no qual o MoFRR é habilitado e não em todos os links (de ponta a ponta) no caminho de tráfego multicast.
O MoFRR oferece suporte a um redirecionamento rápido em dois caminhos de desarticulação selecionados em direção à fonte. Dois dos vizinhos upstream selecionados não podem estar na mesma interface — ou seja, dois vizinhos upstream em um segmento de LAN. O mesmo acontece se a interface upstream for uma interface de túnel multicast.
A detecção dos caminhos upstream máximos desarticulados de ponta a ponta não é suportada. O dispositivo de roteamento lateral do receptor (saída) garante apenas que haja um dispositivo upstream desarticulado (o salto anterior imediato). O PIM e o LDP multiponto não suportam o equivalente a objetos de rota explícitos (EROs). Dessa forma, a detecção de caminhos upstream desarticuladas está limitada ao controle sobre o dispositivo de salto imediatamente anterior. Devido a essa limitação, o caminho para o dispositivo upstream do salto anterior selecionado como primário e backup pode ser compartilhado.
Você pode ver alguma perda de tráfego nos seguintes cenários:
Um melhor caminho upstream fica disponível em um dispositivo de saída.
O MoFRR está habilitado ou desativado no dispositivo de saída enquanto há um fluxo de tráfego ativo fluindo.
O PIM junta-se ao balanceamento de carga para juntar mensagens para caminhos de backup que não são suportados.
Para um grupo multicast G, o MoFRR não é permitido tanto para (S,G) quanto (*,G) juntar mensagens. (S,G) juntar mensagens tem precedência sobre (*,G).
O MoFRR não tem suporte para fluxos de tráfego multicast que usam dois grupos multicast diferentes. Cada combinação (S,G) é tratada como um fluxo de tráfego multicast único.
A faixa de PIM bidirecional não é suportada com MoFRR.
O modo denso PIM não é suportado pelo MoFRR.
As estatísticas multicast para o fluxo de tráfego de backup não são mantidas pelo PIM e, portanto, não estão disponíveis na saída operacional de
showcomandos.O monitoramento de taxa não é suportado.
Limitações do MoFRR em dispositivos de comutação com PIM
O MoFRR com PIM tem as seguintes limitações em dispositivos de comutação:
O MoFRR não é suportado quando a interface upstream é uma interface integrada de roteamento e ponte (IRB), que afeta outros recursos multicast, como o Protocolo de Gerenciamento de Grupos de Internet versão 3 (IGMPv3).
A replicação de pacotes e as pesquisas multicast enquanto encaminham o tráfego multicast podem fazer com que os pacotes recirculam por PFEs várias vezes. Como resultado, os valores exibidos para contagens de pacotes multicast do comando podem mostrar números maiores do que o
show pfe statistics trafficesperado em campos de saída, comoInput packetseOutput packets. Você pode notar esse comportamento com mais frequência em cenários moFRR porque fluxos primários duplicados e de backup aumentam o fluxo de tráfego em geral.
Limitações e advertências do MoFRR em dispositivos de roteamento com LDP multiponto
O MoFRR tem as seguintes limitações e advertências sobre os roteadores quando usado com LDP multiponto:
O MoFRR não se aplica ao tráfego LDP multiponto recebido em um túnel RSVP porque o túnel RSVP não está associado a nenhuma interface.
O MoFRR misto de upstream não é suportado. Isso se refere à sinalização de banda LDP multiponto PIM, em que um caminho upstream é por meio de LDP multiponto e o segundo caminho upstream é através do PIM.
Rótulos de LDP multiponto, pois os rótulos internos não são suportados.
Se a fonte for acessível por vários dispositivos de roteamento de borda de provedor (PE) de entrada (lado fonte), o LDP MoFRR multiponto não será suportado.
As sessões upstream de LDP direcionadas não são selecionadas como o dispositivo upstream do MoFRR.
A proteção de enlace de LDP multiponto no caminho de backup não é suportada porque não há suporte para rótulos internos do MoFRR.