Visão geral das MVPNs BGP multiprotocol

Existem vários aplicativos multicast que impulsionam a implantação de VPNs multicast (MVPNs) de camada 3 de próxima geração. Alguns dos principais aplicativos emergentes incluem:

• Serviço multicast VPN de Camada 3 oferecido por provedores de serviços a clientes empresariais

• Aplicativos de transporte de vídeo para IPTV por atacado e vários provedores de conteúdo conectados à mesma rede

• Distribuição de serviços financeiros ricos em mídia ou serviços multicast empresariais

• Backhaul multicast em uma rede metro

Existem duas maneiras de implementar MVPNs de Camada 3. Elas são frequentemente referidas como MVPNs de PIM duplas (também conhecidas como "draft-rosen") e MVPNs multiprotocol baseadas em BGP (MBGP) (o método de "próxima geração" de configuração MVPN). Ambos os métodos são suportados e igualmente eficazes. A principal diferença é que o método MVPN baseado em MBGP não requer configuração multicast no backbone do provedor de serviços. As VPNs multiprotocol BGP multicast empregam o plano de controle BGP de próxima geração do sistema intra-autônomo (AS) e o modo esparso de PIM como plano de dados. As informações de estado do PIM são mantidas entre os roteadores PE usando a mesma arquitetura usada para VPNs unicast. A principal vantagem da implantação de MVPNs com MBGP é a simplicidade de configuração e operação, pois não é necessário multicast no backbone VPN do provedor de serviços que conecta os roteadores PE.

Usando a abordagem draft-rosen, os provedores de serviços podem experimentar problemas de escalamento de controle e plano de dados associados à manutenção de dois mecanismos de roteamento e encaminhamento: um para VPN unicast e outro para VPN multicast. Para obter mais informações sobre as limitações do Draft Rosen, veja draft-rekhter-mboned-mvpn-deploy.

As principais características das MVPNs de MBGP são:

• Eles estendem o serviço VPN de Camada 3 (RFC 4364) para oferecer suporte a ip multicast para provedores de serviços VPN de Camada 3.

• Eles seguem a mesma arquitetura especificada pelo RFC 4364 para VPNs unicast. Especificamente, o BGP é usado como o plano de controle de roteador de borda (PE) de provedor para PE para VPN multicast.

• Eles eliminam o requisito para o modelo de roteador virtual (VR) (conforme especificado no rascunho da Internet draft-rosen-vpn-mcast, Multicast em MPLS/VPNs BGP) para VPNs multicast e o modelo RFC 4364 para VPNs unicast.

• Eles contam com o unicast baseado em RFC 4364 com extensões para comunicação entre AS e inter-AS.

Um MVPN do MBGP define dois tipos de conjuntos de site, um conjunto de site de remetente e um conjunto de site de receptor. Esses sites têm as seguintes propriedades:

• Os hosts dentro do conjunto de site do remetente podem originar tráfego multicast para receptores no conjunto do site do receptor.

• Os receptores fora do conjunto do local do receptor não devem ser capazes de receber esse tráfego.

• Os hosts dentro do conjunto de sites receptores podem receber tráfego multicast originado por qualquer host no conjunto do site do remetente.

• Os hosts dentro do conjunto de sites receptores não devem ser capazes de receber tráfego multicast originado por qualquer host que não esteja no set do site do remetente.

Um site pode estar tanto no conjunto do site do remetente quanto no conjunto do site do receptor, de modo que os hosts em tal site podem originar e receber tráfego multicast. Por exemplo, o conjunto de site do remetente pode ser o mesmo que o conjunto do site do receptor, nesse caso todos os locais poderiam se originar e receber tráfego multicast uns dos outros.

Sites dentro de um determinado MVPN do MBGP podem estar dentro da mesma organização ou em diferentes organizações, o que significa que um MVPN do MBGP pode ser uma intranet ou uma extranet. Um determinado site pode estar em mais de um MVPN de MBGP, de modo que as MVPNs de MBGP podem se sobrepor. Nem todos os sites de um determinado MVPN de MBGP precisam ser conectados ao mesmo provedor de serviços, o que significa que um MVPN de MBGP pode abranger vários provedores de serviços.

A paridade de recursos para a funcionalidade de extranet MVPN ou MVPNs sobrepostas no chipset Junos Trio é suportada nos lançamentos Junos OS 11.1R2, 11.2R2 e 11.4.

Outra maneira de analisar um MVPN do MBGP é dizer que um MVPN de MBGP é definido por um conjunto de políticas administrativas. Essas políticas determinam o conjunto de site do remetente e o conjunto do site do receptor. Essas políticas são estabelecidas por clientes MVPN do MBGP, mas implementadas por provedores de serviços usando a infraestrutura BGP e MPLS VPN existente.

As MVPNs do MBGP são definidas nos seguintes rascunhos da Internet IETF:

• Draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-bgp-03.txt de rascunho da Internet, codificações BGP para Multicast em VPNs IP MPLS/BGP

• Rascunho de internet draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-02.txt, Multicast em VPNs DE IP MPLS/BGP

Você pode configurar o modo esparso PIM, modo denso PIM, auto-RP e roteador de bootstrap (BSR) para redes MVPN de MBGP:

• Modo esparso de PIM — permite que um roteador use qualquer protocolo de roteamento unicast e realize verificações de encaminhamento de caminho reverso (RPF) usando a tabela de roteamento unicast. O modo esparso PIM inclui uma mensagem de junção explícita, para que os roteadores determinem onde estão os receptores interessados e enviem mensagens de junção upstream para seus vizinhos, construindo árvores dos receptores até o ponto de encontro (RP).

• Modo denso PIM — permite que um roteador use qualquer protocolo de roteamento unicast e realiza verificações de encaminhamento de caminho reverso (RPF) usando a tabela de roteamento unicast. Os pacotes são encaminhados para todas as interfaces, exceto a interface de entrada. Ao contrário do modo esparso PIM, onde as junções explícitas são necessárias para que os pacotes sejam transmitidos downstream, os pacotes são inundados para todos os roteadores na instância de roteamento no modo denso PIM.

• Auto-RP — usa o modo denso PIM para propagar mensagens de controle e estabelecer mapeamento de RP. Você pode configurar um nó auto-RP em um dos três modos diferentes: modo de descoberta, modo de anunciação e modo de mapeamento.

• BSR — estabelece RPs. Um roteador selecionado em uma rede atua como um BSR, que seleciona um RP exclusivo para diferentes faixas de grupo. As mensagens BSR são inundadas usando um túnel de dados entre roteadores PE.

AS MVPNs baseadas em MBGP (MVPNs de próxima geração) são baseadas em rascunhos de Internet e estendem VPNs unicast com base no RFC 2547 para incluir suporte para tráfego IP multicast. Essas MVPNs seguem o mesmo modelo de arquitetura das VPNs unicast e usam o BGP como plano de controle de borda de provedor (PE) para PE para trocar informações. A abordagem MVPN de próxima geração é baseada em rascunhos de Internet draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast.txt, draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-bgp.txt e draft-morin-l3vpn-mvpn-considerations.txt.

As MVPNs baseadas em MBGP apresentam dois novos tipos de árvore:

Inclusive tree	Uma única árvore de distribuição multicast no backbone que transporta todo o tráfego multicast de um conjunto especificado de uma ou mais MVPNs. Uma árvore inclusiva que transporta o tráfego de mais de um MVPN é uma árvore inclusiva agregada. Todos os PEs que se conectam a locais receptores MVPN usando a árvore pertencem a essa árvore inclusiva.
Selective tree	Uma única árvore de distribuição multicast no backbone que transporta tráfego para um conjunto especificado de um ou mais grupos multicast. Quando grupos multicast pertencentes a mais de um MVPN estão na árvore, é chamada de árvore seletiva agregada.

Por padrão, o tráfego da maioria dos grupos multicast pode ser transportado por uma árvore inclusiva, enquanto o tráfego de alguns grupos (por exemplo, grupos de alta largura de banda) pode ser transportado por uma das árvores seletivas. As árvores seletivas, se conterem apenas os PEs que precisam receber dados multicast de um ou mais grupos atribuídos à árvore, podem fornecer um roteamento melhor do que apenas árvores inclusivas, embora isso exija mais informações de estado nos roteadores P.

Uma VPN baseada em MPLS que executa BGP com autodiscovery é usada como base para um MVPN de próxima geração. As informações de rota autodiscovered são fornecidas em atualizações de informações de acessibilidade de camada de rede (NLRI) de MBGP para VPNs multicast (MCAST-VPNs). Essas NLRIs MCAST-VPN são tratadas da mesma forma que as rotas IPv4: os diferenciais de rota são usados para distinguir entre diferentes VPNs na rede. Essas NLRIs são importadas e exportadas com base nas comunidades estendidas de rota, assim como as rotas unicast IPv4. Em outras palavras, os mecanismos BGP existentes são usados para distribuir informações multicast no backbone do provedor sem exigir multicast diretamente.

Por exemplo, considere um cliente executando o modo multicast independente de protocolo (PIM) no modo multicast específico de origem (SSM). Apenas a árvore de origem se junta às rotas multicast do cliente (c-multicast). (Modo esparso de PIM no modo multicast de qualquer fonte (ASM) pode ser suportado com alguns aprimoramentos no modo SSM.)

A rota multicast do cliente que transporta um S de fonte multicast específica precisa ser importada apenas para a tabela de roteamento e encaminhamento vpn (VRF) no roteador PE conectado ao site que contém a fonte S e não em qualquer outro VRF, mesmo para o mesmo MVPN. Para isso, cada VRF em um DETERMINADO PE tem uma distinta importação de rota VRF associada a ela. Essa comunidade consiste no endereço IP do roteador PE e no número de PE local. Diferentes MVPNs em um PE específico têm importações de rota diferentes, e para um MVPN em particular, as instâncias VRF em diferentes roteadores PE têm importações de rota diferentes. Esta importação de rota VRF é auto-configurada e não controlada pelo usuário.

Além disso, todos os VRFs dentro de um MVPN específico terão informações sobre as importações de rotas VRF para cada VRF. Isso é feito com o "piggybacking" da importação de rotas VRF para a comunidade estendida para as rotas IPv4 vpn unicast. Para garantir que uma rota multicast do cliente que transporta s de fonte multicast seja importada apenas para o VRF no roteador PE conectado ao site contém a fonte S, é necessário encontrar a rota IPv4 VPN unicast para S e definir a meta de rota do cliente multicast para a rota de importação VRF transportada pela rota VPN IPv4 acabou de ser encontrada.

O processo de origem de rotas multicast de clientes em um MVPN baseado em MBGP é mostrado na Figura 1.

Na figura, uma MVPN tem três sites receptores (R1, R2 e R3) e um site de origem (S). Os roteadores do local estão conectados a quatro roteadores PE, e o PIM está sendo executado entre os roteadores PE e os roteadores do local. No entanto, apenas o BGP funciona entre os roteadores PE na rede do provedor.

Quando o roteador PE-1 recebe uma mensagem de junção de PIM para (S,G) do roteador local R1, isso significa que o site R1 tem um ou mais receptores para uma determinada combinação de grupo de origem e multicast (S,G). Nesse caso, o roteador PE-1 constrói e origina uma rota multicast do cliente depois de fazer três coisas:

1. Encontrando o roteador IPv4 VPN unicast para o S de origem

2. Extração do diferencial de rota e importação de rota VRF formam esta rota

3. Juntando as informações (S,G) do PIM, o diferencial do roteador da rota VPN IPv4 e o alvo de rota da importação de rota VRF da rota VPN IPv4 para uma atualização de MBGP

A atualização é distribuída em torno da VPN por meio de mecanismos BGP normais, como refletores de roteador.

O que acontece quando o site de origem S recebe as informações do MBGP é mostrado na Figura 2. Na figura, as informações de rota multicast do cliente são distribuídas pelo refletor de rota BGP como uma atualização de MBGP.

O roteador de provedor PE-4 será então:

1. Receba a rota multicast do cliente originada pelos roteadores PE e agregada pelo refletor de rota.

2. Aceite a rota multicast do cliente para o VRF para o MVPN correto (porque a importação de rota VRF corresponde ao alvo de rota transportado nas informações de rota multicast do cliente).

3. Crie o estado adequado (S,G) no VRF e propagar as informações para os roteadores clientes do site de origem S usando PIM.