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Exemplo: configuração do MPLS sobre GRE com fragmentação e remontagem de IPsec

Este exemplo é baseado na necessidade de oferecer suporte a um MTU padrão de 1.500 byte para clientes de rede privada virtual (VPN) que são suportados pela GRE sobre túneis IPsec, quando o provedor de WAN não oferece uma opção Jumbo MTU. O tráfego encaminhado sobre o link WAN de 1500 byte pode ser desativado porque a sobrecarga de encapsulamento de protocolo (Camada 2, MPLS, GRE e IPsec) resulta em um quadro que excede o MTU do link WAN.

As quedas relacionadas ao MTU são principalmente um problema para o tráfego que não pode ser fragmentado. Por exemplo, o tráfego IP que é marcado como não fragmentado, ou tráfego VPN/VPLS de Camada 2, que por sua natureza, não pode ser fragmentado. Por razões de desempenho, muitas configurações de IPsec bloqueiam a fragmentação pós-criptografia, resultando na queda de pacotes.

Este documento fornece uma solução para este problema, mostrando como configurar um túnel IPsec para realizar a pós-fragmentação no tráfego que de outra forma não é capaz de ser fragmentado. Neste caso, você negocia o desempenho da criptografia forçando a pós-fragmentação a não ter que reduzir o MTU de seus clientes VPN para evitar quedas relacionadas ao MTU.

Este exemplo mostra como configurar o modo de serviços de pacotes seletivos usando uma única instância de roteamento (a padrão) para processar o tráfego de VPN no modo pacote. No modo pacote, as zonas de segurança são contornadas. Isso significa que as interfaces VRF de Camada 2 e Camada 3 não são colocadas em uma zona de segurança e nenhuma política é necessária para permitir que eles se comuniquem através da zona de internet.

Usando as etapas neste exemplo, você pode realizar a fragmentação de pacotes encapsulado IPsec na interface física de saída do dispositivo de envio e remontar no dispositivo receptor antes da descriptografia IPsec.

Nota:

A remontagem de pacotes fragmentados usa muitos recursos do dispositivo, e o desempenho do dispositivo será mais lento do que com o tráfego nãofragmentado. Quando possível, você deve configurar um MTU jumbo na interface WAN para evitar a necessidade de fragmentação. Este exemplo mostra como fornecer um MTU padrão de 1.500 byte para dispositivos clientes que bloqueiam a fragmentação ao usar o IPsec em uma conexão WAN que não oferece suporte jumbo.

O tópico inclui as seguintes seções:

Requisitos

Este exemplo usa os seguintes componentes de hardware e software:

  • Dois gateways de serviços da Série SRX

  • Versão do Junos OS 11.4 ou posterior

    • Este exemplo foi revalidado no Junos OS Release 20.3R1

Nota:

Para este exemplo funcionar conforme documentado, você deve garantir que sua configuração SRX não tenha nenhuma interface habilitada family ethernet-switching . O uso family ethernet-switching coloca o dispositivo SRX em operação de modo misto. Este exemplo é baseado no modo de operação de rota. Para obter mais informações sobre a rota e os modos de operação mistos, veja Entenda as interfaces de Camada 2 em dispositivos de segurança. Além disso, testamos este exemplo com as configurações padrão de fábrica para a edit protocols l2-learning hierarquia.

Visão geral e topologia

Este exemplo inclui as seguintes configurações:

  • Configure interfaces para o encapsulamento de protocolo apropriado e o valor máximo da unidade de transmissão (MTU).

  • Aplique o filtro de firewall na interface ge-0/0/0.10 para definir o modo pacote. Configure a interface voltada para WAN ge-0/0/1.0 com um MTU de byte de 1.524.

  • Defina um grande valor de MTU para interfaces lógicas GRE e IPsec para evitar a fragmentação de IPsec em interfaces lógicas. O tráfego encapsulado por GRE é tunelado dentro do IPsec.

  • Adicione a família MPLS à interface GRE gr-0/0/0 e aplique filtros de firewall para habilitar o modo pacote.

  • Configure um túnel IPsec no dispositivo com a opção df-bit clear na configuração de VPN IPsec para permitir a fragmentação de pacotes IPsec superdimensionados na interface ge-0/0/1.0 de saída. Essa configuração permite que o dispositivo SRX realize a fragmentação pós criptografia IPsec para tráfego cliente VPN que é marcado com o bit não fragmentado (DNF). Tráfego de cliente VPN que não está marcado como DNF é fragmentado antes da criptografia IPsec para melhorar o desempenho.

  • Configure todas as interfaces voltadas para não usuários, como ge-0/0/1.0, gr-0/0/0.0, lo0.0 e st0.0 em uma única zona de segurança chamada "Internet". Uma única zona de segurança é usada neste exemplo para manter o foco em problemas de fragmentação com MPLS sobre GRE sobre IPSec. A segurança pode ser aprimorada colocando o dispositivo no modo de fluxo para MPLS e, em seguida, colocando as interfaces voltadas para o cliente em uma zona. Uma vez em uma zona, as políticas de segurança podem controlar as comunicações e evocar recursos avançados, como IDP e reconhecimento de aplicativos. Para obter mais informações, veja Zonas de segurança.

  • Configure uma política para permitir todo o tráfego (intrazona).

  • Configure o OSPF para distribuição de endereços lo0.0, LDP para distribuição de rótulos/transporte MPLS e IBGP com as famílias e l2vpn para inet-vpn oferecer suporte aos clientes VPN.

  • Configure duas instâncias de roteamento, uma para uma VPN de Camada 3 e outra para um serviço VPLS de Camada 2.

A Figura 1 mostra a topologia para este exemplo.

Figura 1: MPLS over GRE over IPsec Tunnels Exemplo de topologia MPLS Over GRE Over IPsec Tunnels Example Topology

Este exemplo se concentra no VPLS e em uma VPN de Camada 3 em um túnel IPsec. Circuitos de camada 2 também são suportados. Para um circuito de Camada 2, você precisa configurar tanto um filtro MPLS da família quanto um filtro CCC da família. Os filtros são usados para evocar o processamento do modo pacote, a fim de oferecer suporte à fragmentação por IPsec.

Topologia

A Tabela 1 fornece um resumo dos parâmetros usados nesta topologia para o dispositivo PE1. Você pode adaptar os parâmetros para o dispositivo PE2 ou usar a configuração rápida de PE2 fornecida abaixo.

Tabela 1: Componentes da topologia

Componentes

Descrição

PE1

Firewall da Série SRX PE1:

ge-0/0/0,10:

  • Endereço IP: 192.168.0.1/24

  • Interface L3VPN voltada para o cliente

  • input packet-mode-inet: família inet no modo pacote

  • MTU: 4k

ge-0/0/2,11:

  • Interface VPLS voltada para o cliente

  • vlan-vpls: encapsulamento VPLS

  • MTU: 1.522

ge-0/0/1,0:

  • Interface de saída

  • Endereço IP: 172.16.13.1/30

  • MTU: 1.514

gr-0/0/0:

  • Interface de núcleo conectada ao MPLS

  • Endereço IP: 172.16.255.1/30

  • input packet-mode: família MPLS no modo pacote

  • MTU inet: 9k

lo0:

  • Interface lógica

  • Endereço IP: 10.255.255.1/32

st0.0:

  • Interface de túnel

  • Endereço IP: 172.16.0.1/30

  • MTU inet: 9.178

  • df-bit clear — Essa opção libera o bit de não fragmentar (DF) no cabeçalho de pacote de saída

  • L3VPN— Exemplo de roteamento para aplicativo VPN de Camada3

  • VPLS— Exemplo de roteamento para aplicativo VPLS

Configuração

Procedimento

Configuração rápida da CLI

Para configurar rapidamente este exemplo, copie os seguintes comandos, cole-os em um arquivo de texto, remova quaisquer quebras de linha, altere todos os detalhes necessários para combinar com a configuração da sua rede, copiar e colar os comandos na CLI no nível de [edit] hierarquia e, em seguida, entrar no commit modo de configuração.

A configuração para o dispositivo SRX1 (PE1):

A configuração para o dispositivo SRX2 (PE2):

Procedimento passo a passo

O exemplo a seguir exige que você navegue por vários níveis na hierarquia de configuração. Para obter instruções sobre como fazer isso, veja Usando o Editor de CLI no modo de configuração no Guia de usuário da CLI para o Junos OS.

Para fragmentar o quadro MPLS e remontar o pacote:

  1. Configure as Interfaces físicas.

  2. Configure as interfaces lógicas.

  3. Configure os filtros de firewall usados para configurar interfaces para trabalhar com o modo pacote.

    Nota:

    Se você estiver configurando um Circuito de Camada 2, você também deve adicionar um filtro para evocar o modo de pacote na interface voltada para CE sob CCC da família:

  4. Configure as políticas de IKE e IPsec.

    Nota:

    Para manter o foco na fragmentação sobre o IPsec, usamos a cifra padrão neste exemplo (3DES-CBC). Para um maior desempenho e segurança, considere usar uma cifra mais nova, como a AES-GCM-256. ver algoritmo de criptografia (Security IKE)

  5. Configure todas as interfaces voltadas para o não usuário em uma única zona de segurança e uma política para permitir todo o tráfego (intrazona).

  6. Configure o protocolo OSPF para distribuição de endereços lo0.0, configure o IBGP com as famílias inet-vpn e l2vpn. Configure também a sinalização MPLS e LDP.

  7. Configure a ID do roteador e uma rota estática para a extremidade remota do link WAN.

  8. Configure duas instâncias de roteamento, uma para VPN de Camada 3 e outra para o aplicativo VPLS.

Resultados

Exibir os resultados da configuração:

Verificação

Confirme se a configuração está funcionando corretamente.

Verificando se as interfaces físicas e lógicas estão ativas

Propósito

Verifique se as interfaces físicas e lógicas estão ativas no dispositivo.

Ação

A partir do modo operacional no gateway de serviços da Série SRX, entre no show interfaces terse comando.

Significado

A saída do show interfaces terse comando mostra que todas as interfaces físicas e lógicas usadas nesta configuração estão operacionais.

Verificando associações de segurança IPsec

Propósito

Verifique se as associações de segurança IKE e IPsec estão ativas no dispositivo.

Ação

A partir do modo operacional no gateway de serviços da Série SRX, entre no show security ike security-association e show security ipsec security-association comanda.

Significado

A saída mostra o estado up esperado para a sessão de IKE e que um túnel IPsec está estabelecido com sucesso.

Verificação de OSPF e BGP

Propósito

Verifique se o OSPF e o BGP estão operando corretamente no túnel GRE. Lembre-se que o túnel GRE é, por sua vez, roteado sobre o túnel IPsec verificado na etapa anterior. A operação adequada de OSPF/BGP neste exemplo verifica indiretamente que o tráfego é capaz de passar pelo túnel GRE (e depois do IPsec). Se desejado, você pode pingar no endpoint GRE para obter mais verificação.

Ação

A partir do modo operacional no gateway de serviços da Série SRX, entre no show ospf neighbor e show bgp summary comanda.

Significado

A saída confirma o estado vizinho de OSPF esperado de full. Este vizinho OSPF é publicado na interface GRE. Dado que o OSPF está operacional, você espera que o SRX local tenha aprendido a rota para o endereço loopback do SRX remoto. Essa rota permite que a sessão de peering de IBGP baseada em loopback se estabeleça (pelo túnel GRE). A saída do show bgp summary comando confirma que a sessão bgp está no estado estabelecido, e que está trocando rotas L3VPN e L2VPN.

Verificando a operação do LDP

Propósito

Verifique se o LDP está operando corretamente no túnel GRE. O LDP funciona como o protocolo de sinalização MPLS neste exemplo.

Ação

A partir do modo operacional no gateway de serviços da Série SRX, entre no show ldp neighbor e show ldp session comanda.

Significado

A saída confirma a relação de vizinhos LDP esperada com a interface GRE. A saída do comando confirma o show ldp session estabelecimento de sessão bem-sucedido no endereço loopback do dispositivo SRX remoto. Isso permite que o LDP troque rótulos de transporte que, por sua vez, oferecem suporte ao encaminhamento MPLS para os clientes VPN.

Verificando a conexão VPLS

Propósito

Verifique se a conexão VPLS está em alta.

Ação

A partir do modo operacional no gateway de serviços da Série SRX, entre no show vpls connections comando.

Significado

A saída mostra o estado esperado Up para a conexão VPLS. Com a conexão operacional, os dispositivos clientes VPN devem ser capazes de passar tráfego.

Verificando a conectividade VPLS de ponta a ponta para pacotes grandes com conjunto de DNF

Propósito

Verifique se os dispositivos clientes VPLS de Camada 2 podem enviar 1500 quadros de byte com o conjunto de bits DNF. Como este é um serviço de Camada 2, a fragmentação não é possível. Como resultado, o bit DNF opera de ponta a ponta. Lembre-se que, com a configuração neste exemplo, tal configuração resulta na entrada do dispositivo SRX fragmentando o pacote IPsec após o tráfego ter sido criptografado (pós-fragmentação). A pós-fragmentação ocorre à medida que o tráfego se aproxima da interface ge-0/0/1 voltada para a WAN.

A pós-fragmentação força o dispositivo SRX remoto a remontar o pacote antes que ele possa realizar a descriptografia, o que pode afetar o desempenho de encaminhamento para tráfego criptografado. Esse é o comportamento esperado quando a opção df-bit clear é usada. Demonstração desse comportamento é o motivo dessa NCE. As outras df-bit opções, ou seja df-bit copy df-bit set, resultam em descarte de pacotes e geração de uma mensagem de erro de ICMP para pacotes VPN que excedem a MTU WAN quando o bit DNF é definido pelo cliente VPN.

Ação

Desde o modo operacional no VPLS Host1, ping VPLS Host2 de uma maneira que gera um pacote IP de 1500 byte com o conjunto de bits DNF. Quando esse tráfego tem a sobrecarga MPLS, GRE e IPsec adicionadas, ele excede o MTU da interface WAN de saída. Dado que a pré-fragmentação é bloqueada em virtude de ser um serviço de Camada 2 (ou no caso do cliente L3VPN, configurando o bit DNF), esse pacote força a pós-fragmentação com base na configuração da opção df-bit clear

A configuração e a operação dos dispositivos clientes VPN estão fora do escopo deste exemplo. Para testes, um roteador MX é usado para atuar como clientes VPN. Como resultado, o comando de ping demonstrado é baseado no Junos CLI.

Significado

A saída mostra que os pings têm sucesso. Os 1480 bytes de tráfego de eco resultam em um pacote IP de 1500 byte quando o cabeçalho IP de 20 byte é adicionado. Assim, os resultados confirmam que o dispositivo cliente VPLS pode trocar 1.500 pacotes de byte por um link WAN com um MTU de byte de 1.500, apesar da sobrecarga de encapsulamento. Lembre-se que, por ser um serviço de Camada 2, a fragmentação não é possível e o bit DNF opera de ponta a ponta. O uso do bit DNF é significativo ao testar o cliente L3VPN, no entanto, porque o dispositivo PE é capaz de fragmentar o tráfego IP.

Verificando a fragmentação de IP na interface de saída

Propósito

Verifique se o tráfego de cliente VPLS que excede o MTU WAN está fragmentado na interface ge-0/0/1.0 de saída. O tempo é importante nesta etapa porque o tráfego de OSPF, LDP e BGP de fundo faz com que os contadores de interface ge-0/0/0.0 aumentem. O objetivo é gerar 100 pacotes de 1.500 byte do host VPLS e, em seguida, comparar rapidamente as estatísticas de IPsec e interface para confirmar que aproximadamente o dobro de pacotes são vistos na interface WAN de saída quando comparado com as contagens no túnel IPsec.

Ação

Desde o modo operacional no gateway de serviços da Série SRX, libere as estatísticas de IPsec e interface com os comandos e clear security ipsec statistics os clear interfaces statistics all comandos. Em seguida, gere 100 pings rápidos com um tamanho de pacote de 1.500 byte entre os endpoints VPLS. Quando os pings são concluídos, o pacote de exibição conta para o túnel IPsec e a interface ge-0/0/1 com os show interfaces ge-0/0/1 detail comandos e show security ipsec statistics comandos.

Gere 100 pings rápidos com um pacote de 1.500 bytes entre os endpoints VPLS. Isso não é mostrado para brevidade. Consulte o comando na etapa anterior. Não é mostrado aqui para brevidade.

Significado

A saída do show interfaces ge-0/0/1.0 detail comando mostra que mais de200 pacotes foram enviados e recebidos. Em contraste, as estatísticas do IPsec confirmam uma contagem de cerca de 100 pacotes. Isso confirma que cada pacote enviado pelo cliente VPLS foi fragmentado na interface ge-0/0/1.0 voltada para WAN.

Verificando a L3VPN

Propósito

Verifique a operação L3VPN.

Ação

Desde o modo operacional no gateway de serviços da Série SRX, exibir a rota para a sub-rede L3VPN remota com o show route comando. Em seguida, gere pings no endpoint L3VPN remoto para verificar a conectividade.

Teste a conectividade do SRX local até o endpoint remoto de VPN:

Nota:

Nesta configuração, um ping do SRX local para o cliente L3VPN local não tem sucesso. Isso está relacionado ao uso do modo pacote e à falta de zonas de segurança para as interfaces VPN. Como mostrado acima, você pode ping do SRX local para os destinos remotos L3VPN. Embora não seja mostrado, espera-se que um ping gerado do cliente L3VPN local para a interface PE VRF local tenha sucesso.

Teste a conectividade de ponta a ponta para a L3VPN. Gere pings jumbo entre endpoints de clientes L3VPN. Lembre-se que o cliente L3VPN está configurado com um MTU 4k neste exemplo. Mais uma vez, usamos um roteador MX para substituir o cliente L3VPN, para que a sintaxe de ping Junos seja usada:

Significado

A saída mostra que a rota para o cliente L3VPN remoto é aprendida corretamente via BGP, e que ela aponta para a interface GRE com uma operação de rótulo MPLS. Os resultados dos testes de ping confirmam a conectividade esperada para a L3VPN mesmo ao enviar 3.000 + pings de byte com o conjunto de bits DNF.